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第1讲讲 热热 学 必 备备 知 识识 1.分子动动理论论、内能及热热力学定律 分子动动理论论、热热力学定律及固体、液体、气体的性质质 2.晶体和非晶体的比较较 类别 天然几何外形物理性质的方向性固定的熔点 特点原因特点原因特点原因 单晶体有 微粒排列 有规则 各向异性 微粒排列 有规律 有 需破坏点 阵结 构 多晶体无 内部结构 无规则 各向同性 内部结构 无规则 有 需破坏点 阵结 构 非晶体无 微粒排列 无规则 各向同性 微粒排列 无规则 无 无点阵结 构需破坏 3.液体表面张张力的特点 (1)液体的表面张张力使液体表面有收缩缩到最小的趋势趋势 ,表面张张 力的方向跟液面相切。 (2)液体表面张张力的大小除了跟边边界线长线长 度有关外,还还跟液体 的种类类、温度有关;是液体表面层层内大量分子力的宏观观表现现 。 4.饱饱和汽压压、相对对湿度 5.气体分子运动动特点 (1)分子间间的碰撞十分频频繁,气体分子沿各个方向运动动的机会 (几率)相等。 (2)大量气体分子的速率分布呈现现中间间多两头头少(速率过过大或 过过小的分子数目少)的规规律。 (3)理想气体的内能仅仅由温度和分子总总数决定,与气体的体积积 无关。 真 题题 示 例 1.2017全国卷,33(1)氧气分子在0 和100 温度下单单位速 率间间隔的分子数占总总分子数的百分比随气体分子速率的变变化分 别别如图图1中两条曲线线所示。下列说说法正确的是_。(填 正确答案标标号) 图图1 A.图图中两条曲线线下面积积相等 B.图图中虚线对应线对应 于氧气分子平均动动能较较小的情形 C.图图中实线对应实线对应 于氧气分子在100 时时的情形 D.图图中曲线给线给 出了任意速率区间间的氧气分子数目 E.与0 时时相比,100 时时氧气分子速率出现现在0400 m/s 区 间间内的分子数占总总分子数的百分比较较大 解析 根据图线的物理意义可知,曲线下的面积表示总分子数, 所以图中两条曲线下面积相等,选项A正确;温度是分子平均动 能的标志,且温度越高,速率大的分子比例较大,所以图中实线 对应于氧气分子平均动能较大的情形,虚线对应于氧气分子平均 动能较小的情形,选项B、C正确;根据曲线不能求出任意区间 的氧气分子数目,选项D错误;由图线可知100 时的氧气分子 速率出现在0400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比比0 时的百分比小,选项E错误。 答案 ABC 2.2017全国卷,33(1)如图图2,用隔板将一绝热绝热 汽缸分成两部 分,隔板左侧侧充有理想气体,隔板右侧侧与绝热绝热 活塞之间间是真 空。现现将隔板抽开,气体会自发扩发扩 散至整个汽缸。待气体达到 稳稳定后,缓缓慢推压压活塞,将气体压压回到原来的体积积。假设设整 个系统统不漏气。下列说说法正确的是_。(填正确答案标标 号) 图图2 A.气体自发扩发扩 散前后内能相同 B.气体在被压缩压缩 的过过程中内能增大 C.在自发扩发扩 散过过程中,气体对对外界做功 D.气体在被压缩压缩 的过过程中,外界对对气体做功 E.气体在被压缩压缩 的过过程中,气体分子的平均动动能不变变 解析 因为汽缸、活塞都是绝热的,隔板右侧是真空,所以理想 气体在自发扩散的过程中,既不吸热也不放热,也不对外界做功 。根据热力学第一定律可知,气体自发扩散前后,内能不变,选 项A正确,选项C错误;气体被压缩的过程中,外界对气体做功 ,气体内能增大,又因为一定质量的理想气体的内能只与温度有 关,所以气体温度升高,分子平均动能增大 ,选项B、D正确, 选项E错误。 答案 ABD 真题题感悟 1.高考考查查特点 本考点主要考查查: (1)布朗运动动、分子热热运动动与温度的关系。 (2)分子力、分子势势能与分子间间距离的关系及分子势势能与分子 力做功的关系。 (3)内能变变化与做功、热传递热传递 的关系,气体性质质。 (4)从微观观角度考查查固体、液体和气体的性质质。 2.解题题的常见误见误 区及提醒 (1)常常分不清分子的热热运动动和布朗运动动的区别别。 (2)准确掌握物体内能的微观观决定因素和宏观观因素是解题题关键键 。 (3)宏观观自发过发过 程都具有方向性,理解热热力学第二定律,注意 不产产生其他影响的含义义。 (4)晶体和非晶体的根本区别别是有没有确定的熔点。多晶体也 没有规则规则 的外形和各向异性。 预测1分子动理论的理解及应用 预测2固体、液体、气体的性质 预测3热力学定律的理解及应用 1.2017福建福州质检质检 ,33(1)下列四幅图图的有关说说法中正确的 是_。(填正确答案标标号) A.分子间间距离为为r0时时,分子间间不存在引力和斥力 B.分子间间距离在小于r0范围围内分子间间距离减小时时,引力、斥力 均增大,分子力表现为现为 斥力 C.水面上的单单分子油膜,在测测量分子直径d大小时时可把分子当 作球形处处理 D.食盐盐晶体中的钠钠、氯氯离子按一定规规律分布,具有空间间上的周 期性 E.猛推木质质推杆,密闭闭的气体温度升高,压压强变变大,分子间间表 现为现为 斥力,可看作是绝热变绝热变 化 解析 当分子间距离为r0时,分子间存在引力和斥力,但此时分 子间引力等于斥力,合力为0,A项错误;分子间距离在小于r0范 围内分子间距离减小时,斥力和引力均增大,分子力表现为斥力 ,B项正确;猛推木质推杆,外界对气体做正功,密闭的气体温 度升高,压强变大,因r0的数量级为1010 m,此时气体分子间 距离大于r0的10倍,分子间作用力十分微弱,可以忽略,即E项 错误。 答案 BCD 2.(2017漳州市二模)关于晶体、液晶和饱饱和汽的理解,下列说说法 正确的是_。(填正确答案标标号) A.晶体的分子排列都是有规则规则 的 B.液晶显显示器利用了液晶对对光具有各向异性的特点 C.饱饱和汽压压与温度和体积积都有关 D.相对对湿度越大,空气中水蒸气越接近饱饱和 E.对对于同一种液体,饱饱和汽压压随温度升高而增大 答案 BDE 3.2017广东东揭阳二模,33(1)下列说说法中正确的是_。 (填正确答案标标号) A.晶体具有确定的熔点 B.露珠呈球状是由于液体表面张张力的作用 C.某物体温度高,组组成该该物体的某些分子速率可能很小 D.理想气体从外界吸热热,则则内能一定增大 E.压缩压缩 气体需要力表明气体分子间间存在斥力 解析 晶体具有确定的熔点,非晶体无确定的熔点,选项A正确 ;露珠呈球状是由于液体表面张力的作用,选项B正确;某物体 温度高,分子的平均速率较大,但是组成该物体的某些分子速率 可能很小,选项C正确;根据热力学第一定律UQW,理想 气体从外界吸热,则内能不一定增大,选项D错误;压缩气体需 要力是气体压强作用的结果,并不能表明气体分子间存在斥力, 选项E错误。 答案 ABC 4.(2017鹰鹰潭市一模)关于分子动动理论论和热热力学定律,下列说说法 中正确的是_。(填正确答案标标号) A.空气相对对湿度越大时时,水蒸发发越快 B.物体的温度越高,分子平均动动能越大 C.第二类类永动动机不可能制成是因为为它违违反了热热力学第一定律 D.两个分子间间的距离由大于109 m处处逐渐渐减小到很难难再靠近 的过过程中,分子间间作用力先增大后减小到零,再增大 E.若一定量气体膨胀对胀对 外做功50 J,内能增加80 J,则则气体一 定从外界吸收130 J的热热量 解析 空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近同温度水 的饱和汽压,水蒸发越慢,故A错误;温度是分子平均动能的标 志,物体的温度越高,分子热运动就越剧烈,分子平均动能越大 ,故B正确;第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第 二定律,不违反热力学第一定律,故C错误;两个分子间的距离 由大于109 m处逐渐减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力 先表现为引力,引力先增大到最大值后减小到零,之后,分子间 作用力表现为斥力,从零开始增大,故D确;若一定量气体膨胀 对外做功50 J,即W50 J,内能增加80 J,即U80 J,根 据热力学第一定律UQW,得QUW130 J,即气体 一定从外界吸收130 J的热量。故E正确。 答案 BDE 5.2017湖北八校二联联,33(1)下列说说法中正确的是_。 (填正确答案标标号) A.布朗运动动是指液体或气体中悬悬浮微粒的无规则规则 运动动 B.气体的温度升高,每个气体分子运动动的速率都增大 C.一定量100 的水变变成100 的水蒸气,其分子之间间的势势能 增加 D.只要能减弱气体分子热热运动动的剧剧烈程度,气体的温度就可以 降低 E.空调调机作为为制冷机使用时时,将热热量从温度较较低的室内送到 温度较较高的室外,所以制冷机的工作不遵守热热力学第二定律 解析 布朗运动是液体或气体中悬浮微粒的无规则运动,而不是 分子的运动,故A对;温度升高分子的平均动能增大,但不是每 个分子的速率都增大,故B错;一定量100 的水变成100 的 水蒸气,虽然温度没有升高,但此过程必须吸热,而吸收的热量 使分子之间的距离增大,分子势能增加,故C对;温度是分子热 运动的平均动能的标志,故D对;由热力学第二定律知,热量不 可能从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,空调机作为制 冷机使用时,消耗电能,将热量从温度较低的室内送到温度较高 的室外,故E错。 答案 ACD 气体实验实验 定律和理想气体状态态方程 必 备备 知 识识 1. 2.一定质质量理想气体的状态变态变 化图图象与特点 真 题题 示 例 1.2017全国卷,33(1)如图图3,一定质质量的理想气体从状态态a 出发发,经过经过 等容过过程ab到达状态态b,再经过经过 等温过过程bc到达 状态态c,最后经经等压过压过 程ca回到初态态a。下列说说法正确的是 _。(填正确答案标标号) 图图3 A.在过过程ab中气体的内能增加 B.在过过程ca中外界对对气体做功 C.在过过程ab中气体对对外界做功 D.在过过程bc中气体从外界吸收热热量 E.在过过程ca中气体从外界吸收热热量 解析 在过程ab中,体积不变,气体对外界不做功,压强增大, 温度升高,内能增加,故选项A正确,C错误;在过程ca中,气 体的体积缩小,外界对气体做功,压强不变,温度降低,内能变 小,气体向外界放出热量,故选项B正确,E错误;在过程bc中 ,温度不变,内能不变,体积增大,气体对外界做功,由热力学 第一定律可知,气体要从外界吸收热量,故选项D正确。 答案 ABD 2.2017全国卷,33(2)如图图4,容积积均为为V的汽缸A、B下端 有细细管(容积积可忽略)连连通,阀门阀门 K2位于细细管的中部,A、B的 顶顶部各有一阀门阀门 K1、K3;B中有一可自由滑动动的活塞(质质量、 体积积均可忽略)。初始时时,三个阀门阀门 均打开,活塞在B的底部; 关闭闭K2、K3,通过过K1给给汽缸充气,使A中气体的压压强达到大气 压压p0的3倍后关闭闭K1。已知室温为为27 ,汽缸导热导热 。 图图4 ()打开K2,求稳稳定时时活塞上方气体的体积积和压压强; ()接着打开K3,求稳稳定时时活塞的位置; ()再缓缓慢加热热汽缸内气体使其温度升高20 ,求此时时活塞下 方气体的压压强。 3.2017全国卷,33(2)一种测测量稀薄气体压压强的仪仪器如图图 5(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分别连别连 通两竖竖直玻璃细细管K1 和K2。K1长为长为 l,顶顶端封闭闭,K2上端与待测测气体连连通;M下端 经经橡皮软软管与充有水银银的容器R连连通。开始测测量时时,M与K2相 通;逐渐渐提升R,直到K2中水银银面与K1顶顶端等高,此时时水银银已 进进入K1,且K1中水银银面比顶顶端低h,如图图(b)所示。设测设测 量过过 程中温度、与K2相通的待测测气体的压压强均保持不变变。已知K1 和K2的内径均为为d,M的容积为积为 V0,水银银的密度为为,重力加 速度大小为为g。求: 图图5 ()待测测气体的压压强; ()该仪该仪 器能够测够测 量的最大压压强。 真题题感悟 1.高考考查查特点 本考点为为高考热热点,题题型多为计为计 算题题,题题目综综合难难度较较大, 一般结结合气体实验实验 定律、气体压压强的微观观解释释、热热力学第一 定律、气体图图象进进行命题题。常考类类型有: (1)“汽缸”类类 一部分气体多状态变态变 化 两部分气体状态变态变 化 (2)“液柱”类类 “U形管”类类:两部分气体状态变态变 化 “直玻璃管”类类 a.两部分气体状态变态变 化 b.一部分气体状态变态变 化(管转动转动 ) (3)“打气、抽气”类类 2.解题题的常见误见误 区及提醒 (1)没有弄清理想气体状态态方程的应应用条件是一定质质量的理想 气体是常见见的解题误题误 区; (2)对对于多过过程问题问题 不能判断状态态参量中的不变变量,错误错误 的 选选取气体实验实验 定律。 预测1“液柱”类气体实验定律的应用 预测2“汽缸”类气体实验定律的应用 预测3热力学定律与气体实验定律综合应用 预测4“打气、抽气”类问题 1.如图图6所示,两个相同的竖竖直玻璃管A、B下端通 过过橡胶管相连连,玻璃管中装有适量的水银银,两玻 璃管的上端封闭闭,使两玻璃管中分别别封闭闭一段气 柱,气柱的长长均为为L10 cm,A管中空气柱的压压 强为为p176 cmHg,两管中气体温度均为为33 ,A管中水银银液面比B管水银银液面高出8 cm,两 玻璃管的长长度足够长够长 。 图图6 (1)保持A管不动动,将B管缓缓慢上提,则则B管上提的高度为为多少 ,可以使两管中水银银液面相平? (2)若将A管中气体温度升高T,B管中气体温度降低T,则则 T为为多少时时,可以使两管中水银银液面相平? 答案 (1)9 cm (2)135 K 2.(2017河北衡水中学三模)绝热绝热 汽缸倒扣在水平地面上,缸内装 有一电热丝电热丝 ,缸内有一光滑的绝热绝热 活塞,封闭闭一定质质量的理 想气体,活塞下吊着一重为为G的重物,活塞重为为G0,活塞的横 截面积为积为 S,开始汽缸内封闭闭气柱的高为为h,气体的温度为为T1 ,大气压压强为为p0。现给电热丝现给电热丝 加热热,活塞缓缓慢下降,当气体 吸收热热量Q时时,活塞下降了h,求: 图图7 (1)气体的温度升高了多少? (2)气体的内能增加了多少? 答案 (1)T1 (2)Q(GG0)hp0Sh 3.(2016河南郑郑州质检质检 )一定质质量的理想气体从状态态A变变化到状 态态B,再变变化到状态态C,其状态变态变 化过过程的pV图图象如图图8所 示。已知该该气体在状态态A时时的温度为为27

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