高考物理一轮复习课件 第13单元热学课件 新人教版 浙江专版.ppt_第1页
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高考相关题目难度不大 复习重点应放在用分子动理论解释压强 微观量与宏观量的关系及估算 热力学定律及气体实验定律等知识点上 2 本单元建议安排8课时 第53讲 第54讲 第55讲 单元训练各2课时 第53讲 分子动理论内能用油膜法估测分子的大小 第53讲分子动理论内能用油膜法估测分子的大小 第十三单元 编读互动 1 本讲要求了解分子动理论的基本观点 知道其实验依据 理解阿伏加德罗常数的意义 了解分子运动所遵循的统计规律 理解有关内能的概念 温度是分子平均动能标志的意义 复习重点是分子动理论的基本观点 利用阿伏加德罗常数估算分子的大小和数目 气体压强的微观解释以及油膜法测分子直径等题目的求解 2 本讲教学可以按下面的思路安排 第十三单元 编读互动 1 通过例1和变式题掌握如何通过阿伏加德罗常数建立微观量和宏观量间的联系 2 通过例2和变式题掌握分子间距变化 分子力做功和分子势能变化的关系 3 通过例3和变式题掌握利用单分子油膜实验估测分子直径的一般方法 第53讲 考点自主梳理 知识点一分子动理论 1 物体是由大量分子组成的 1 分子直径大小的数量级为 m 2 一般分子质量的数量级为 kg 3 阿伏加德罗常数na 1mol的任何物质所含的粒子数 na mol 1 2 分子永不停息地做无规则热运动 10 10 10 26 6 02 1023 第53讲 考向互动探究 1 扩散现象 相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象 温度越 扩散越快 2 布朗运动 在显微镜下看到的悬浮在液体中的颗粒的永不停息的无规则运动 布朗运动反映了 的无规则运动 颗粒越 运动越明显 温度越 运动越剧烈 3 热运动 永不停息的无规则运动 3 分子间存在着相互作用力 高 液体分子 小 高 分子 第53讲 考向互动探究 1 分子间同时存在着 和 实际表现的分子力是它们的 2 引力和斥力都随着距离的增大而 但分子间距变化相等时斥力比引力变化得 3 分子间的作用力随分子间距离r变化的关系如图53 1所示 引力 斥力 合力 减小 快 第53讲 考向互动探究 图53 1 第53讲 考向互动探究 当r r0时 表现为 r r0时 分子力为 r0 r 10r0时 表现为 r 10r0时 分子力变得十分微弱 可忽略不计 斥力 零 引力 第53讲 考向互动探究 知识点二物体的内能 1 分子的平均动能 物体内所有分子动能的平均值 是分子平均动能的标志 物体温度升高 表明它分子热运动的 增大 图53 2 温度 平均动能 第53讲 考向互动探究 2 分子势能 与分子 有关 分子势能的大小随分子间距的变化曲线如图53 2所示 规定分子间距无穷远时分子势能为零 3 物体的内能 物体中所有分子热运动的 与 的总和 物体的内能跟物体的 及物体的 数都有关系 间距 分子动能 分子势能 温度 体积 摩尔 或分子 第53讲 考向互动探究 知识点三用油膜法估测分子的大小 1 实验目的 估测油酸分子的大小 了解间距测量微观量的原理 方法2 实验原理 如图53 3所示 将油酸滴在水面上 让油酸尽可能散开 可认为油酸在水面上形成 油膜层 如果把分子看作 单分子油膜一层的厚度就可以看作油酸分子的直径 测出油酸滴的体积v和油膜的面积s 就可以算出分子的直径d 单分子 球形 第53讲 考向互动探究 图53 3 第53讲 考向互动探究 探究考向一阿伏伽德罗常数的应用 第53讲 考向互动探究 第53讲 考向互动探究 第53讲 考向互动探究 例1 2010 江苏卷 已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1 3kg m3和2 1kg m3 空气的摩尔质量为0 029kg mol 阿伏伽德罗常数na 6 02 1023mol 1 若潜水员呼吸一次吸入2l空气 试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数 结果保留一位有效数字 答案 3 1022 第53讲 考向互动探究 第53讲 考向互动探究 第53讲 考向互动探究 变式题 2011 福州模拟 铜的摩尔质量为6 35 10 2kg 密度为8 9 103kg m3 阿伏加德罗常数为6 0 1023mol 1 求 结果保留2位有效数字 1 铜原子的质量和体积 2 1m3铜所含原子的数目 3 估算铜原子的直径 答案 1 1 1 10 25kg1 2 10 29m3 2 8 4 1028 3 2 8 10 10m 第53讲 考向互动探究 第53讲 考向互动探究 第53讲 考向互动探究 探究考向二分子动理论的应用 1 扩散现象与布朗运动的比较 第53讲 考向互动探究 温馨提示 布朗运动是无规则运动的液体分子对小颗粒撞击力的不平衡引起的 它虽然不是分子的运动 却反映分子做无规则的热运动 2 分子动能 分子势能 内能 机械能的比较 第53讲 考向互动探究 第53讲 考向互动探究 例2 2010 全国卷 如图53 4所示为两分子系统的势能ep与两分子间距离r的关系曲线 下列说法正确的是 a 当r大于r1时 分子间的作用力表现为引力b 当r小于r1时 分子间的作用力表现为斥力c 当r等于r2时 分子间的作用力为零d 在r由r1变到r2的过程中 分子间的作用力做负功 bc 第53讲 考向互动探究 第53讲 考向互动探究 解析 分子间距等于r0时分子势能最小 即r0 r2 当r小于r1时分子力表现为斥力 当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力 当r大于r2时分子力表现为引力 a错误 b c正确 在r由r1变到r2的过程中 分子斥力做正功 分子势能减小 d错误 第53讲 考向互动探究 点评 对曲线上r r2处的分子势能的理解是解题的关键点 由于图象中ep的正 负表示分子势能的大小 所以r r2处是分子势能最小的位置 也是分子力为零的位置 即平衡位置 此图象虽然与分子力f与分子间距离r的关系图象形状相似 但意义不同 如图所示为分子力f随分子间距离r变化的图象 分子力最小的位置是r r1处而不是r r2处 f r图中 f的正负表示力的方向而不表示大小 第53讲 考向互动探究 第53讲 考向互动探究 变式题 2011 四川卷 气体能够充满密闭容器 说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外 a 气体分子可以做布朗运动b 气体分子的动能都一样大c 相互作用力十分微弱 气体分子可以自由运动d 相互作用力十分微弱 气体分子间的距离都一样大 c 第53讲 考向互动探究 解析 布朗运动是指悬浮在液体或气体中小颗粒的运动 不是分子的运动 选项a错误 大量气体分子的速率按一定规律分布 呈 中间多 两头少 的分布规律 气体分子的动能不都一样大 选项b错误 气体分子是由大量分子组成的 分子之间相距较远 除了相互碰撞或者碰撞器壁外 它们之间的相互作用力十分微弱 可以在空间自由移动 能够充满它所能达到的空间 选项c正确 选项d错误 第53讲 考向互动探究 探究考向三用油膜法测量分子的大小 建模解读 1 主要测量量及测量方法 1 油膜体积的测定 积聚法由于一滴纯油酸中含有的分子数仍很大 形成的单分子层所占面积太大 不便于测量 故实验中先把油酸溶于酒精稀释 测定其浓度 再测出1ml酒精油酸溶液的滴数 取其一滴用于实验 最后计算出一滴溶液中含有的纯油酸的体积作为油膜的体积 第53讲 考向互动探究 2 油膜面积的测定将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板取下放在坐标格纸上 以边长为1cm的方格为单位 数出轮廓内正方形的格数 不足半格的舍去 超过半格的计为1格 计算出油膜的面积s 2 注意事项 1 在水面上撒石膏粉时 注意不要触动浅盘中的水 撒石膏粉的目的是使油膜的轮廓更清晰 2 油酸在水面上形成油膜时先扩散后收缩 要在稳定后再画轮廓 扩散后又收缩的原因有两个 一是水面受油酸滴冲击凹陷后又恢复 二是酒精挥发后 油膜回缩 第53讲 考向互动探究 3 在有机玻璃板上描绘油酸薄膜轮廓时动作要轻捷而迅速 视线要始终与玻璃垂直 3 误差分析 1 油酸酒精溶液配制后长时间放置 溶液的浓度容易改变 会给实验带来较大误差 2 利用小格子数计算轮廓面积时 轮廓的不规则性容易带来计算误差 3 测量量筒内溶液增加1ml的滴数时 注意正确的观察方法 俯视或仰视会给实验带来较大的误差 4 油膜形状的画线误差 第53讲 考向互动探究 例2 2011 全国卷 在 油膜法估测油酸分子的大小 实验中 有下列实验步骤 往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水 待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上 待薄膜形状稳定 将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上 计算出油膜的面积 根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小 第53讲 考向互动探究 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中 记下量筒内每增加一定体积时的滴数 由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积 将玻璃板放在浅盘上 然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 完成下列填空 1 上述步骤中 正确的顺序是 填写步骤前面的数字 第53讲 考向互动探究 2 将1cm3的油酸溶于酒精 制成300cm3的油酸酒精溶液 测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴 现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上 测得所形成的油膜的面积是0 13m2 由此估算出油酸分子的直径为 m 结果保留1位有效数字 5 10 10 第53讲 考向互动探究 第53讲 考向互动探究 建议点拨 油酸酒精溶液滴入水中 酒精溶入水中 当水面面积足够大时 油酸在水面上散开形成单分子油膜 油膜的厚度等于分子直径 本题常见的错误是将油酸酒精溶液的体积视为油膜的体积 或运算过程中各物理量的单位不统一 为避免失误 应认真审题 弄清溶质和溶剂的关系 同时 分子直径的数量级10 10m是检测运算结果的有效方法 第53讲 考向互动探究 答案 1 101m2 第53讲 考向互动探究 第54讲 气体的性质 第54讲气体的性质 第十三单元 编读互动 1 本讲要掌握分析气体的状态参量 应用气体实验定律和气体状态方程的解决状态变化问题的方法 这是本讲的重点 2 本讲教学可以按下面的思路安排 1 通过例1及变式题掌握三个气体实验定律的微观解释 特别要明确压强的决定因素 2 通过例2及变式题使学生学会在图象中表示气体状态变化的过程 并能够从图象中获取求解问题的相关信息 3 通过例3及变式题研究气体实验定律和理想气体状态方程的应用 第54讲 考点自主梳理 知识点一气体的状态参量 1 压强 气体压强是大量分子对器壁撞击的宏观表现 其决定因素有 和单位体积内的 数 2 体积 气体分子所能达到的空间的体积 即气体所充满容器的容积 3 温度 宏观上温度表示物体的冷热程度 微观上温度是 的标志 热力学温度与摄氏温度的关系 t t k 温度 分子 分子平均动能 273 第54讲 考向互动探究 知识点二气体分子运动的特点 1 气体分子之间的距离大约是分子直径的 倍左右 气体分子之间的相互作用力十分微弱 可忽略不计 2 气体分子向各个方向运动的机会均等 3 大量分子的热运动速率分布表现为 的统计规律 4 温度一定时 某种气体分子速率分布是确定的 平均速率是确定的 温度升高时 气体分子的 增大 但并非每个分子的速率都增大 10 中间多 两头少 平均速率 第54讲 考向互动探究 知识点三气体实验定律 反比 正比 正比 第54讲 考向互动探究 p1v1 p2v2 第54讲 考向互动探究 知识点四理想气体状态方程 1 理想气体 把在任何温度 任何压强下都遵从 的气体称为理想气体 在压强不太高 温度不太低时 实际气体可以看做理想气体 理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用 一定质量的某种理想气体的内能仅由 决定 2 理想气体状态方程 质量一定的理想气体 气体实验定律 温度 第54讲 考向互动探究 探究考向一气体的压强 1 气体压强的微观解释 1 产生原因 气体压强是大量分子频繁地碰撞容器壁而产生的 2 影响气体压强的两个因素 宏观上决定于气体的温度和体积 微观上决定于分子平均动能和分子数密度 温度一定 气体体积减小时 分子数密度增大 单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 气体压强增大 第54讲 考向互动探究 体积一定 温度升高时 分子平均速率增大 分子碰撞力增大 单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 气体压强增大 2 压强的求解方法 1 平衡系统中封闭气体压强的确定 液体封闭的气体的压强a 平衡法 选与气体接触的液柱为研究对象 进行受力分析 利用它的受力平衡 求出气体的压强 第54讲 考向互动探究 b 取等压面法 根据同种液体在同一水平液面处压强相等 在连通器内灵活选取等压面 由两侧压强相等建立方程求出压强 固体 活塞或气缸 封闭的气体的压强由于固体必定受到被封闭气体的压力 所以可通过对该固体进行受力分析 由平衡条件建立方程 找出气体压力与其他各力的关系 2 加速运动系统中封闭气体压强的确定 第54讲 考向互动探究 要恰当地选择研究对象进行受力分析 依据牛顿第二定律列式求出封闭气体的压强 一般地 进行受力分析的研究对象选择与封闭气体相联系的液柱 活塞或气缸等 该解法的实质就是把要求解的热学中的压强问题转化为力学问题 第54讲 考向互动探究 例1 2011 课标全国卷 如图54 1所示 一上端开口 下端封闭的细长玻璃管 下部有长l1 66cm的水银柱 中间封有长l2 6 6cm的空气柱 上部有长l3 44cm的水银柱 此时水银面恰好与管口平齐 已知大气压强为p0 76cmhg 如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周 求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度 封入的气体可视为理想气体 在转动过程中没有发生漏气 第54讲 考向互动探究 图54 1 第54讲 考向互动探究 答案 12cm9 2cm 解析 设玻璃管开口向上时 空气柱的压强为p1 p0 gl3 式中 和g分别表示水银的密度和重力加速度 玻璃管开口向下时 原来上部的水银有一部分会流出 封闭端会有部分真空 设此时开口端剩下的水银柱长度为x 则p2 gl1 p2 gx p0式中p2为管内空气柱的压强 由玻意耳定律得p1 sl2 p2 sh 第54讲 考向互动探究 式中h是此时空气柱的长度 s为玻璃管的横截面积 由以上各式和题给条件得h 12cm从开始转动一周后 设空气柱的压强为p3 则p3 p0 gx由玻意耳定律得p1 sl2 p3 sh 式中h 是此时空气柱的长度 由以上各式得h 9 2cm 第54讲 考向互动探究 点评 本题考查玻意尔定律的应用 玻璃管转动过程中气体的温度不变 注意玻璃管转动到开口向下时溢出的液体最多 下面的变式题则从微观角度分析压强变化的原因 应从分子平均动能和单位体积的分子数 分子数密度 的变化入手分析 第54讲 考向互动探究 变式题下列说法正确的是 a 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力b 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲力c 气体分子热运动的平均动能减小 气体的压强一定减小d 单位体积的气体分子数增加 气体的压强一定增大 a 第54讲 考向互动探究 解析 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 其大小跟气体的分子数 体积和温度都有关系 由此可知只有a选项正确 b错误 气体分子热运动的平均动能减小 说明温度降低 但不能说明压强也一定减小 选项c错误 单位体积的气体分子增加 但温度降低 有可能气体的压强减小 选项d错误 第54讲 考向互动探究 探究考向二气体实验定律及图象问题 1 气体实验定律 详见 考点自主梳理 2 气体实验定律图象对比 质量一定 第54讲 考向互动探究 第54讲 考向互动探究 第54讲 考向互动探究 利用垂直于坐标轴的辅助线可分析同质量 不同温度的两条等温线 不同体积的两条等容线 不同压强的两条等压线的关系 例如图54 2中a b是辅助线与两条等容线的交点 可以认为从b状态通过等温升压到a状态 体积必然减小 所以所以v1 v2 图54 2 第54讲 考向互动探究 第54讲 考向互动探究 图54 3 第54讲 考向互动探究 第54讲 考向互动探究 第54讲 考向互动探究 第54讲 考向互动探究 主编剖析 本题在原卷中占10分 得分要点为规范解答中的 式各2分 解答本题的关键是准确地分析封闭气体初末两个状态下的压强和体积 明确等温变化过程的特点 找出压强与空气柱长度之间的关系 正确列出气体实验定律表达式联立求解 第54讲 考向互动探究 高考命题者说 本题考查学生的综合分析能力 考查的内容包括等温过程中压强与体积的关系 玻意耳定律 考生在解本题时容易出现两个错误 第一 由于题中未画出封闭气缸的活塞 部分考生会误认为气缸内的气体压强一直为p0 第二 部分考生画出封闭气缸的活塞 将活塞与液面间的气体作为研究对象 导致问题复杂 条件不够 无法完成此题 这类题目 关键是找准研究对象 画出初 末两个状 第54讲 考向互动探究 态情况 如图所示 然后对瓶内封闭的气体运用玻意耳定律求出p2 再求p3 本题对考生的分析能力要求较高 对考生有较好的区分作用 第54讲 考向互动探究 变式题内壁光滑的导热气缸竖直放置在盛有冰水混合物的水槽中 用不计质量的活塞封闭压强为1 0 105pa 体积为2 0 10 3m3的理想气体 现在活塞上方缓缓倒上沙子 使被封闭气体的体积变为原来的一半 然后将气缸移出水槽 缓缓加热 使气体的温度变为127 1 求将气缸刚从水槽中移出时气体的压强及缸内气体的最终体积 2 在图54 4中画出整个过程中气缸内气体的状态变化 大气压强为1 0 105pa 第54讲 考向互动探究 图54 4 第54讲 考向互动探究 第54讲 考向互动探究 第54讲 考向互动探究 探究考向三理想气体状态方程 第54讲 考向互动探究 例3 2011 山东卷 气体温度计结构如图54 5所示 玻璃测温泡a内充有理想气体 通过细玻璃管b和水银压强计相连 开始时a处于冰水混合物中 左管c中水银面在o点处 右管d中水银面高出o点h1 14cm 后来将a放入待测恒温槽中 上下移动d 使c中水银面仍在o点处 测得d中水银面高出o点h2 44cm 已知外界大气压为1个标准大气压 1标准大气压相当于76cmhg 1 求恒温槽的温度 2 此过程a内气体内能 填 增大 或 减小 气体不对外做功 气体将 填 吸热 或 放热 364k 或91 增大 吸热 第54讲 考向互动探究 图54 5 第54讲 考向互动探究 第54讲 考向互动探究 点评 本题第一问是查理定律的应用 解题关键是忽略研究对象体积的变化 明确初末状态的压强与大气压的关系 下面的变式题则是研究两部分气体的问题 求解时应分别选取研究对象列方程 同时抓住初末状态下两部分气体的压强 体积 温度关系 第54讲 考向互动探究 变式题 2011 上海卷 如图54 6所示 绝热气缸a与导热气缸b均固定于地面 由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦 两气缸内装有处于平衡状态的理想气体 开始时体积均为v0 温度均为t0 缓慢加热a中气体 停止加热达到稳定后 a中气体压强为原来的1 2倍 设环境温度始终保持不变 求气缸a中气体的体积va和温度ta 第54讲 考向互动探究 图54 6 第54讲 考向互动探究 第54讲 考向互动探究 第55讲 热力学定律及能量守恒定律 第55讲热力学定律及能量守恒定律 第十一单元 编读互动 1 本讲复习的重点是热力学第一定律 高考对本讲内容的考题主要集中在物体内能改变的分析 利用热力学第一定律分析系统内能的变化 利用能量守恒定律解决实际问题 气体的状态参量变化与内能改变的关系 利用热力学第二定律研究热现象的方向性等内容上 2 本讲教学可以按下面的思路安排 1 复习本讲时 应着重注意 第十一单元 编读互动 抓住一个中心 物体内能改变的分析与计算要求会用两种途径分析求解 培养一个意识 运用能量的观点分析问题的意识 会分析转化关系 会找等量关系 弄清三个关系 分子平均动能与温度 分子势能的变化与分子间距 内能改变与做功和热传递 理解四个规律 能量转化与守恒定律 热力学第一定律 热力学第二定律 热力学第三定律 知道四个概念 热力学温度 热机 第一类永动机 第二类永动机 复习本讲前需熟悉理想气体内能的决定因素 明确气体压强 体积和温度变化间的关系 第十一单元 编读互动 2 通过例1及变式题加深对热力学第一定律的理解 能够进行做功 热传递和内能改变的数值计算 3 通过例2及变式题研究热力学第一定律与气体实验定律和理想气体状态方程的综合问题 4 通过例3及变式题理解热力学第二定律 深刻体会热现象的方向性问题 第55讲 考点自主梳理 知识点一热力学定律 1 热力学第一定律一般情况下 如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程 那么外界对物体所做的功加上物体从外界吸收的热量等于物体 的增加 表达式 u 2 热力学第二定律 内能 w q 第55讲 考向互动探究 1 不可能使热量由 温物体传递到 温物体 而不引起其他变化 2 不可能从 热源吸收热量并把它全部用来对外 而不引起其他变化 3 热力学第二定律的微观解释从微观的角度看 热力学第二定律是一个统计规律 一个孤立系统总是从熵小的状态向熵 的状态发展 而熵值较 代表着较为无序 所以自发的宏观过程总是向无序性增大的方向发展 所以热力学第二定律也叫熵增加原理 3 热力学第三定律 热力学零度不可能达到 低 高 单一 做功 大 大 第55讲 考向互动探究 知识点二能量守恒定律 1 能量守恒定律能量既不会 也不会 它只能从一种形式转化为另一种形式 或者从 转移到 在能的转化或转移的过程中其总量 2 两类永动机第一类永动机是不可能制成的 因为它违反了 第二类永动机也是不可能制成的 因为它违反了 创生 消失 一个物体 另一个物体 保持不变 能的转化和守恒定律 热力学第二定律 第55讲 考向互动探究 探究考向一对热力学第一定律的理解 1 改变内能的两种方法 做功和热传递 1 做功和热传递的区别 热传递是指内能在物体之间转移 由高温物体转移到低温物体 做功过程中 其他形式的能与内能相互转化 做功和热传递都能改变物体的内能 效果相同 2 内能与热量区别 内能是状态量 热量是过程量 只有发生热传递 物体的内能发生变化时 才有吸收或放出热量的说法 因此不能说一个系统含有多少热量 第55讲 考向互动探究 2 对公式 u q w符号的规定 第55讲 考向互动探究 3 几种特殊情况 1 若过程是绝热的 则q 0 w u 外界对物体做的功等于物体内能的增加 2 若过程中不做功 即w 0 则q u 物体吸收的热量等于物体内能的增加 3 若过程的始末状态物体的内能不变 即 u 0 则w q 0或w q 外界对物体做的功等于物体放出的热量 第55讲 考向互动探究 例1 2010 重庆卷 给旱区送水的消防车停于水平地面 在缓慢放水过程中 若车胎不漏气 胎内气体温度不变 不计分子间势能 则胎内气体 a 从外界吸热b 对外界做负功c 分子平均动能减少d 内能增加 a 第55讲 考向互动探究 解析 在缓慢放水的过程中 气体的体积增加 对外界做正功 b错 温度不变 即内能保持不变 d错 根据热力学第一定律 u w q 得气体要从外界吸收热量 a对 温度是气体分子平均动能的标志 温度不变则分子平均动能不变 c错 点评 例1的情境源于生活 很好地体现了 从生活走向物理 从物理走向生活 这一学习物理的宗旨和新课程理念 解决此类问题的关键还是从热力学第一定律入手 抓住理想气体内能只与温度有关的特点进行处理 第55讲 考向互动探究 变式题 2011 全国课标卷 对于一定量的理想气体 下列说法正确的是 a 若气体的压强和体积都不变 其内能也一定不变b 若气体的内能不变 其状态也一定不变c 若气体的温度随时间不断升高 其压强也一定不断增大d 气体温度每升高1k所吸收的热量与气体经历的过程有关e 当气体温度升高时 气体的内能一定增大 ade 第55讲 考向互动探究 解析 理想气体内能只与温度有关 当气体温度升高时 气体的内能一定增大 e正确 若气体的压强和体积都不变 其温度一定不变 内能不变 选项a正确 若气体的内能不变 则温度一定不变 但压强和体积都有可能变化 选项b错误 当气体的温度升高时 其体积变化情况未知 压强可能增大 可能不变 也可能减小 选项c错误 气体温度每升高1k所吸收的热量除跟气体内能的变化有关外还与气体在该过程中做功的情况有关 选项d正确 第55讲 考向互动探究 探究考向二热力学第一定律的应用 技巧概述 气体状态变化的过程遵循理想气体状态方程 状态变化的同时必伴随着内能的改变 做功 吸放热等现象的发生 例如气体做等压膨胀 温度必然升高 此时气体对外做功 内能增加 必吸收热量 因此气体的状态变化问题与热力学第一定律联系密切 分析时应注意 第55讲 考向互动探究 第55讲 考向互动探究 例2 2010 山东卷 一太阳能空气集热器 底面及侧面为隔热材料 顶面为透明玻璃板 集热器容积为v0 开始时内部封闭气体的压强为p0 经过太阳曝晒 气体温度由t0 300k升至t1 350k 1 求此时气体的压强 2 保持t1 350k不变 缓慢抽出部分气体 使气体压强再变回到p0 求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值 判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热 并简述原因 第55讲 考向互动探究 图55 1 第55讲 考向互动探究 第55讲 考向互动探究 技巧点拨 将气体抽出一部分 集热器内气体质量发生变化 是变质量问题 这正是本题的难点 解题时我们要将抽出的气体和剩下的气体看成整体研究 从而将变质量问题转化成定质量问题 在分析吸热 放热时 一定要抓住理想气体内能只与温度有关这一重要技巧 试分析将气体图象 状态方程 热力学第一定律结合的变式题 第55讲 考向互动探究 变式题 2011 江苏卷 1 如图55 2所示 一演示用的 永动机 转轮由5根轻杆和转轴构成 轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片 轻推转轮后 进入热水的叶片因伸展而 划水 推动转轮转动 离开热水后 叶片形状迅速恢复 转轮因此能较长时间转动 下列说法正确的是 图55 2 d 第55讲 考向互动探究 a 转轮依靠自身惯性转动 不需要消耗外界能量b 转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身c 转动的叶片不断搅动热水 水温升高d 叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量 第55讲 考向互动探究 2 如图55 3所示 内壁光滑的气缸水平放置 一定质量的理想气

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