高考物理二輪專題復(fù)習(xí) 第1部分 專題知識(shí)攻略 16 分子動(dòng)理論　氣體及熱力學(xué)定律課件 新人教版.ppt

專題六分子動(dòng)理論氣體及熱力學(xué)定律 1 宏觀量和微觀量及其相互關(guān)系 1 微觀量 分子體積v0 分子直徑d 分子質(zhì)量m0 2 宏觀量 物體的體積v 摩爾體積vm 物體的質(zhì)量m 摩爾質(zhì)量mm 物體的密度 熱點(diǎn)1宏觀量和微觀量的計(jì)算 例1 空調(diào)在制冷過(guò)程中 室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器 銅管 液化成水 經(jīng)排水管排走 空氣中水分越來(lái)越少 人會(huì)感覺(jué)干燥 若有一空調(diào)工作一段時(shí)間后 排出液化水的體積v 1 0 103cm3 已知水的密度 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 結(jié)果均保留一位有效數(shù)字 1 該液化水中含有水分子的總數(shù)n 2 一個(gè)水分子的直徑d 答案 1 3 1025個(gè) 2 4 10 10m 借題發(fā)揮 宏觀量和微觀量計(jì)算問(wèn)題的三點(diǎn)注意 1 固體 液體分子可認(rèn)為緊靠在一起 可看成球體或立方體 氣體分子只能按立方體模型計(jì)算所占的空間 2 狀態(tài)變化時(shí)分子數(shù)不變 3 阿伏加德羅常數(shù)是宏觀與微觀的聯(lián)系橋梁 計(jì)算時(shí)要注意抓住與其有關(guān)的三個(gè)量 摩爾質(zhì)量 摩爾體積和物質(zhì)的量 針對(duì)訓(xùn)練1 已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1 3kg m3和2 1kg m3 空氣的摩爾質(zhì)量為0 029kg mol 阿伏加德羅常數(shù)na 6 02 1023mol 1 若潛水員呼吸一次吸入2l空氣 試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù) 結(jié)果保留一位有效數(shù)字 答案 3 1022個(gè) 1 描述氣體的狀態(tài)參量 熱力學(xué)溫度 t 壓強(qiáng) p 體積 v 2 氣體實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程 熱點(diǎn)2氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 審題指導(dǎo) 解此題的關(guān)鍵有兩點(diǎn) 1 正確選取研究對(duì)象并分析其狀態(tài)變化特點(diǎn) 2 活塞類模型中壓強(qiáng)的計(jì)算方法 借題發(fā)揮 氣體實(shí)驗(yàn)定律應(yīng)用的一般思路 1 弄清題意 確定研究對(duì)象 一般地說(shuō) 研究對(duì)象分兩類 一類是熱學(xué)研究對(duì)象 一定質(zhì)量的理想氣體 另一類是力學(xué)研究對(duì)象 汽缸 活塞或某系統(tǒng) 2 分析清楚題目所述的物理過(guò)程 對(duì)熱學(xué)研究對(duì)象分析清楚初 末狀態(tài)變化過(guò)程 依據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律列出方程 對(duì)力學(xué)研究對(duì)象要正確地進(jìn)行受力分析 依據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程 3 注意挖掘題目的隱含條件 如幾何關(guān)系等 列出輔助方程 4 多個(gè)方程聯(lián)立求解 對(duì)求解的結(jié)果注意檢驗(yàn)它們的合理性 針對(duì)訓(xùn)練2 如圖 由u型管和細(xì)管連接的玻璃泡a b和c浸泡在溫度均為0 的水槽中 b的容積是a的3倍 閥門s將a和b兩部分隔開(kāi) a內(nèi)為真空 b和c內(nèi)都充有氣體 u型管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm 打開(kāi)閥門s 整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后 u型管內(nèi)左右水銀柱高度相等 假設(shè)u型管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積 1 求玻璃泡c中氣體的壓強(qiáng) 以mmhg為單位 2 將右側(cè)水槽的水從0 加熱到一定溫度時(shí) u型管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60mm 求加熱后右側(cè)水槽的水溫 答案 1 180mmhg 2 364k 1 熱力學(xué)第一定律公式 u q w符號(hào)的規(guī)定 熱點(diǎn)3熱力學(xué)定律的應(yīng)用 注意 理想氣體內(nèi)能變化參考溫度變化 做功情況參考體積變化 等壓變化時(shí)氣體做功w p v 2 熱力學(xué)第二定律的兩種表述表述一 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體而不引起其他變化 表述二 不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功 而不引起其他變化 例3 多選 2014年濟(jì)南高三質(zhì)檢 如圖所示 導(dǎo)熱的汽缸固定在水平地面上 用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸中 汽缸的內(nèi)壁光滑 現(xiàn)用水平外力f作用于活塞桿 使活塞緩慢地向右移動(dòng) 由狀態(tài) 變化到狀態(tài) 在此過(guò)程中 如果環(huán)境溫度保持不變 下列說(shuō)法正確的是 a 每個(gè)氣體分子的速率都不變b 氣體分子平均動(dòng)能不變c 水平外力f逐漸變大d 氣體內(nèi)能減少e 氣體放出熱量f 氣體內(nèi)能不變 卻對(duì)外做功 此過(guò)程違反熱力學(xué)第一定律 不可能實(shí)現(xiàn)g 氣體是從單一熱源吸熱 全部用來(lái)對(duì)外做功 但此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律 審題指導(dǎo) 本題關(guān)鍵信息有兩處 1 導(dǎo)熱的汽缸 說(shuō)明氣體狀態(tài)變化時(shí) 溫度不變 2 活塞緩慢向右移動(dòng) 氣體對(duì)外做功 解析 活塞緩慢移動(dòng) 氣體溫度不變 分子平均動(dòng)能不變 b項(xiàng)正確 理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān) 故內(nèi)能不變 d項(xiàng)錯(cuò) 氣體分子的速率遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律 a項(xiàng)錯(cuò) 氣體等溫膨脹 壓強(qiáng)減小 水平外力f逐漸變大 c項(xiàng)正確 氣體膨脹 對(duì)外做功 內(nèi)能不變 故吸收熱量 e項(xiàng)錯(cuò) 此過(guò)程不違反熱力學(xué)第一定律 f項(xiàng)錯(cuò) 氣體是從單一熱源吸熱 全部用來(lái)對(duì)外做功 由此過(guò)程需要借助外界的影響才能實(shí)現(xiàn) 故不違反熱力學(xué)第二定律 g項(xiàng)正確 答案 bcg 借題發(fā)揮 熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用技巧 1 應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí) 一要注意各符號(hào)正負(fù)的規(guī)定 二要注意改變內(nèi)能的兩種方式 做功和熱傳遞 不能認(rèn)為物體吸熱 或?qū)ξ矬w做功 物體的內(nèi)能就一定增加 2 若研究對(duì)象為氣體 對(duì)氣體做功的正負(fù)由氣體的體積決定 氣體體積增大 氣體對(duì)外做功 w 0 氣體的體積減小 外界對(duì)氣體做功 w 0 針對(duì)訓(xùn)練3 多選 關(guān)于一定量的氣體 下列說(shuō)法正確的是 a 只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度 氣體的溫度就可以降低b 在完全失重的情況下 氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)為零c 氣體從外界吸收熱量 其內(nèi)能一定增加d 氣體在等壓膨脹過(guò)程中溫度一定升高解析 氣體溫度反映了分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度 分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度減弱 溫度必然降低 a項(xiàng)正確 氣體壓強(qiáng)是大量氣體分子頻繁碰撞容器器壁的結(jié)果 在完全失重的情況下 氣體對(duì)器壁仍產(chǎn)生壓強(qiáng) b項(xiàng)錯(cuò)誤 氣體從外界吸收熱量 但如果同時(shí)對(duì)外做功 那么氣體的內(nèi)能不一定增加 c項(xiàng)錯(cuò)誤 根據(jù)氣體定律可知 氣體在等壓膨脹過(guò)程中 體積與熱力學(xué)溫度成正比 體積變大 溫度