考向25解決目標(biāo)及考點(diǎn):物態(tài)、例2(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、A.氣體在a、(1)微觀量：分子體積V0、分子直徑d、(2)宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vmol、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、①一個(gè)分子的質(zhì)量：②一個(gè)分子的體積：V0＝＝(注：③物體所含的分子數(shù)：①定義：②實(shí)質(zhì)：①定義：②實(shí)質(zhì)：③特點(diǎn)：②特點(diǎn)：(2)分子力隨分子間距離變化的關(guān)系：由分子間的作用力與分子間距離的關(guān)系圖線(如圖1所示)可知：④當(dāng)分子間距離大于10r0(約為10－9(1)固體分為晶體和非晶體兩類.石英、云母、明礬、食鹽、味精、蔗糖等是晶體.玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、①作用：②方向：(2)毛細(xì)現(xiàn)象：1、(1)內(nèi)容：(2)表達(dá)式：(3)ΔU＝Q＋W中正、負(fù)號(hào)法則：物理量意義符號(hào)WQΔU＋外界對(duì)物體做功物體吸收熱量?jī)?nèi)能增加－物體對(duì)外界做功物體放出熱量?jī)?nèi)能減少2、克勞修斯表述：開爾文表述：考點(diǎn):例42015年2月，美國(guó)科學(xué)家創(chuàng)造出一種利用細(xì)菌將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為液體燃料的“人造樹葉”系統(tǒng)，使太陽(yáng)能取代石油成為可能.假設(shè)該“人造樹葉”工作一段時(shí)間后，能將10－6g的水分解為氫氣和氧氣.已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1.試求：擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的比較現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)活動(dòng)主體分子微小固體顆粒分子區(qū)別分子的運(yùn)動(dòng)，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間比分子大得多的微粒的運(yùn)動(dòng)，只能在液體、氣體中發(fā)生分子的運(yùn)動(dòng)，不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn)①都是無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；②都隨溫度的升高而更加激烈聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)都反映分子做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)考點(diǎn):固體、1.晶體和非晶體(1)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性；(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體；(3)只要具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體；(4)單晶體具有天然規(guī)則的幾何外形，而多晶體和非晶體沒有天然規(guī)則的幾何外形，所以不能從形狀上區(qū)分晶體與非晶體；(5)晶體和非晶體不是絕對(duì)的，在某些條件下可以相互轉(zhuǎn)化；(6)液晶既不是晶體也不是液體.2.液體表面張力(1)形成原因：表面層中分子間距離比液體內(nèi)部分子間距離大，分子間作用力表現(xiàn)為引力；(2)表面特征：表面層中分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層張緊的彈性薄膜；(3)表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線；(4)表面張力的效果：使液體表面具有收縮的趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形表面積最小.考點(diǎn):例10一定質(zhì)量的氣體，在從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2的過程中，吸收熱量280J，并對(duì)外做功120J，試問：(1)這些氣體的內(nèi)能怎樣發(fā)生變化？變化了多少？(2)如果這些氣體又返回原來的狀態(tài)，并放出了240J熱量，那么在返回的過程中是氣體對(duì)外界做功，還是外界對(duì)氣體做功？做功多少？熱力學(xué)第二定律的涵義(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助.(2)“不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響，如吸熱、放熱、做功等.在產(chǎn)生其他影響的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如氣體的等溫膨脹過程.2.熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性.3.熱力學(xué)過程的方向性實(shí)例(1)高溫物體eq\o(,\s\up11(熱量Q能自發(fā)傳給),\s\do4(熱量Q不能自發(fā)傳給))低溫物體.(2)功eq\o(,\s\up11(能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為),\s\do4(不能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為))熱.(3)氣體體積V1eq\o(,\s\up11(能自發(fā)膨脹到),\s\do4(不能自發(fā)收縮到))氣體體積V2(較大).(4)不同氣體A和Beq\o(,\s\up11(能自發(fā)混合成),\s\do4(不能自發(fā)分離成))混合氣體AB.4.兩類永動(dòng)機(jī)的比較第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求不需要任何動(dòng)力或燃料，卻能不斷地對(duì)外做功的機(jī)器從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器不可能制成的原因違背能量守恒定律不違背能量守恒定律，違背熱力學(xué)第二定律例11一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p－V圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27℃。(1)求該氣體在狀態(tài)B、(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？C.在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)(r＞10－9B．氣體的溫度變化時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能一定改變C．石英、云母、明礬、食鹽等是晶體，玻璃、蜂蠟、松香、C．在各種晶體中，原子(或分子、C．對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)它的壓強(qiáng)、E．自然界中的能量雖然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要節(jié)約能源E．質(zhì)量相同的0℃的水的內(nèi)能比0C．隨著科技的進(jìn)步，物體的溫度可以降低到－300E．對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能可能減小C.盡管科技不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)卻可以使溫度降到－293Tb＞Tc，Qab＞QacTb＝Tc，Qab＞Qac17.如圖3所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、(2)該循環(huán)過程中，內(nèi)能減小的過程是________(選填“A―→B”“B―→C”“C―→D”或“D―→A”).若氣體在A―→B過程中吸收63kJ的熱量，在C―→D過程中放出38D.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、2..霧霾天氣是對(duì)大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述，是特定氣候條件與人類活動(dòng)相互作用的結(jié)果.霧霾中，各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則，但可視為密度相同、直徑不同的球體，并用PM10、PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10μm、2.5A.PM10表示直徑小于或等于1.0×10－6【解析】由理想氣體狀態(tài)方程＝C得，p＝T，由題圖可知，Va＝Vc，選項(xiàng)A正確；理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定，而Ta>Tc，故氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能，選項(xiàng)B正確；由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W知，cd過程溫度不變，內(nèi)能不變，則Q＝－W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；da過程溫度升高，即內(nèi)能增大，則吸收的熱量大于對(duì)外界做的功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由理想氣體狀態(tài)方程知：例4【答案】(1)3×1016個(gè)(2)3×10－29【解析】(1)水分子數(shù)：(2)水的摩爾體積：一個(gè)水分子的體積V0＝＝＝3×10－29【解析】擴(kuò)散現(xiàn)象表明分子在持續(xù)進(jìn)行無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；布朗運(yùn)動(dòng)反映的是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而非液體分子本身，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；分子間同時(shí)存在引力和斥力，當(dāng)分子間距增大時(shí)，兩者均減弱，選項(xiàng)C正確；溫度升高時(shí)，分子運(yùn)動(dòng)加劇，分子平均動(dòng)能增加，但并非每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；兩鉛塊緊密接觸后能粘連，因分子間存在引力，選項(xiàng)E正確?！窘馕觥坑蒃p－r圖可知：例7【解析】水的表面張力使針浮起，A正確；水在油脂上不浸潤(rùn)，在干凈的玻璃上浸潤(rùn)，B錯(cuò)誤；宇宙飛船繞地球勻速圓周時(shí)，物體處于完全失重狀態(tài)，自由漂浮的水滴因表面張力呈球形，C正確；浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管中上升，非浸潤(rùn)液體下降，D正確；夾有水膜的玻璃板難以垂直拉開，是大氣壓作用的結(jié)果，E錯(cuò)誤。例9【解析】符合能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律的宏觀過程不能發(fā)生，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的，選項(xiàng)B正確；機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能無法全部用來做功而轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，選項(xiàng)C正確；氣體向真空的自由膨脹是不可逆的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；熱運(yùn)動(dòng)的宏觀過程有一定的方向性，選項(xiàng)E正確。例10【解析】(1)由熱力學(xué)第一定律可得ΔU＝W＋Q＝－120J＋280J＝160J，氣體的內(nèi)能增加了160J。(2)由于氣體的內(nèi)能僅與狀態(tài)有關(guān)，所以氣體從狀態(tài)2回到狀態(tài)1的過程中內(nèi)能應(yīng)減少，其減少量應(yīng)等于從狀態(tài)1到狀態(tài)2的過程中內(nèi)能的增加量，則從狀態(tài)2到狀態(tài)1的內(nèi)能應(yīng)減少160J，即ΔU′＝－160J，又Q′＝－240J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：ΔU′＝W′＋Q′，所以W′＝ΔU′－Q′＝－160J－(－240J)＝80J，即外界對(duì)氣體做功80J?！敬鸢浮?1)增加160J(2)外界對(duì)氣體做功80例11【解析】(1)氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B做等容變化，由查理定律有＝，解得TB＝200K，即tB＝－73氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C做等壓變化，由蓋－呂薩克定律有＝，解得TC＝300K，即tC＝27℃。由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W得Q＝－W。W＝－pBΔV＝－200J。即Q＝－W＝200J，是正值，所以氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中是吸熱，吸收的熱量Q＝200J?！敬鸢浮?1)－73℃27℃(2)吸收熱量200【解析】懸浮微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)越多，受力越趨于平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯，B錯(cuò)誤.在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)(r＞10－92.【解析】由熱力學(xué)知識(shí)知：氣體的內(nèi)能由分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子間勢(shì)能組成，A錯(cuò)誤；溫度變化時(shí)，氣體分子平均動(dòng)能改變，B正確；晶體分為單晶體和多晶體，單晶體各向異性，多晶體各向同性，C錯(cuò)誤；完全失重狀態(tài)下，液體各方向受力相同，形成標(biāo)準(zhǔn)球形，D正確；金屬通常在各方向物理性質(zhì)一致，屬多晶體，E正確。3.【解析】用油膜法可以估測(cè)分子的大小，不能估測(cè)分子的質(zhì)量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；多晶體的幾何形狀不規(guī)則，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。4.【解析】根據(jù)氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因，在完全失重的情況下，氣體的壓強(qiáng)不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；晶體不會(huì)因?yàn)轶w積的變化而變成非晶體，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在各種晶體中，原子(或分子、離子按照特定規(guī)則排列，形成空間周期性結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)C正確；宇宙飛船中自由懸浮的水滴處于完全失重狀態(tài)，因重力影響導(dǎo)致液體內(nèi)部壓力為零，液滴呈球形是表面張力作用的結(jié)果，選項(xiàng)D正確；一定量的理想氣體等壓膨脹時(shí)，溫度升高，內(nèi)能增加，ΔU＞0。膨脹過程中對(duì)外做功，W＜0。根據(jù)熱力學(xué)第一定律W＋Q＝ΔU，得出Q＞0，表明氣體吸熱，選項(xiàng)E正確。5.【解析】氣體內(nèi)能變化由做功和熱傳遞共同決定，A錯(cuò)誤；溫度升高時(shí)，分子平均動(dòng)能增加，部分分子速率可能減小，B錯(cuò)誤；理想氣體壓強(qiáng)與體積增大時(shí)，溫度必然上升，內(nèi)能隨之增加，C正確；一切涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程均為不可逆，D正確；自然界能量總量守恒，但轉(zhuǎn)化過程中品質(zhì)下降，可利用能量減少，故需節(jié)約能源，E正確。6.【解析】物體吸收熱量，若同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能減少，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律，物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能一定減少，選項(xiàng)B正確；物體體積改變，例如理想氣體體積改變，只要溫度不變，其內(nèi)能不變，選項(xiàng)C正確；可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣Γ菚?huì)引起其他變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；0℃的水變成0℃的冰需要放出熱量，故質(zhì)量相同的0℃的水的內(nèi)能比0℃的冰的內(nèi)能大，選項(xiàng)E正確。7.【解析】氣體噴出時(shí)，來不及與外界交換熱量，發(fā)生絕熱膨脹，Q＝0，對(duì)外做功，熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式為W＝ΔU，內(nèi)能減少，溫度降低，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，則A、C、E正確。8.【解析】分子間距離增大時(shí)，引力和斥力均減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)作用力為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨距離增大而增加，選項(xiàng)B正確；一定質(zhì)量的理想氣體等溫膨脹，溫度不變，內(nèi)能不變，對(duì)外做功，需從外界吸收熱量，選項(xiàng)C正確；一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹，對(duì)外做功，根據(jù)蓋—呂薩克定律，溫度升高，內(nèi)能增加，需吸收熱量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；熵反映系統(tǒng)分子運(yùn)動(dòng)無序性，其大小體現(xiàn)分子運(yùn)動(dòng)的無序程度，選項(xiàng)E正確。9.【解析】由熱力學(xué)第一定律可知，氣體放出熱量，其內(nèi)能不一定減小，溫度不一定降低，故分子平均動(dòng)能不一定減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大，選項(xiàng)B正確；根據(jù)熱力學(xué)第三定律可知，絕對(duì)零度(－273℃)是不可能達(dá)到的，所以－300℃是不可能達(dá)到的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在一定的條件下，熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體，選項(xiàng)D正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，對(duì)物體做功的同時(shí)，若物體向外界放出熱量，其內(nèi)能可能減小，選項(xiàng)E正確。【解析】機(jī)械能可完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能在其他變化中也可完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，A正確；與熱現(xiàn)象相關(guān)的宏觀過程具有方向性，在熱傳遞中，熱量自發(fā)地從高溫物體傳至低溫物體，也能從低溫物體傳至高溫物體，但需外界干預(yù)，B錯(cuò)誤；盡管科技進(jìn)步，熱機(jī)效率仍無法達(dá)到100%，制冷機(jī)亦不能將溫度降至-293°C?！?，只能無限接近－273.15【解析】第一類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)違反熱力學(xué)第二定律，A、【解析】a→b過程為等壓變化，由蓋－呂薩克定律得：＝，得Tb＝2Ta，a→c過程為等容變化，由查理定律得：由熱力學(xué)第一定律，a→b：a→c：【解析】(1)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律，A→B為等溫過程，內(nèi)能不變，體積增大，氣體對(duì)外做功，因此A錯(cuò)誤；B→C為絕熱過程，體積增大，氣體對(duì)外做功，導(dǎo)致內(nèi)能減小，分子平均動(dòng)能減小，故B錯(cuò)誤；C→D為等溫過程，體積減小，單位體積分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)碰撞器壁的分子數(shù)增加，因此C正確。(2)在以上循環(huán)過程中，內(nèi)能減小的過程是B―→C.由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W得W＝25【解析】由分子動(dòng)理論的知識(shí)可知，當(dāng)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子相互靠近，直至不能再靠近的過程中，分子力先是表現(xiàn)為引力且先增大后減小，之后表現(xiàn)為分子斥力，一直增大，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；分子引力先做正功，然后分子斥力做負(fù)功