一轮复习---热学

精品文档 1欢迎下载 考点二考点二 气体压强的产生与计算气体压强的产生与计算 1 1 产生的原因 产生的原因 由于大量分子无规则运动而由于大量分子无规则运动而碰撞碰撞器壁 形成对器壁各处均匀 持续的器壁 形成对器壁各处均匀 持续的压力压力 作用在器壁 作用在器壁单位面积上单位面积上的压力叫做气体的的压力叫做气体的 压强 压强 2 2 决定因素 决定因素 1 1 宏观上 决定于气体的宏观上 决定于气体的温度温度和和体积 体积 2 2 微观上 决定于分子的微观上 决定于分子的平均动能平均动能和分子的和分子的密集程度 密集程度 3 3 平衡状态下气体压强的求法 平衡状态下气体压强的求法 1 1 液片法 选取假想的液体薄片液片法 选取假想的液体薄片 自身重力不计自身重力不计 为研究对象 分析液片两侧受力情况 建立平衡方程 消去面积 为研究对象 分析液片两侧受力情况 建立平衡方程 消去面积 得到液片两侧压强相等方程 求得气体的压强 得到液片两侧压强相等方程 求得气体的压强 2 2 力平衡法 选取与气体接触的液柱力平衡法 选取与气体接触的液柱 或活塞或活塞 为研究对象进行受力分析 得到液柱为研究对象进行受力分析 得到液柱 或活塞或活塞 的受力平衡方程 求得的受力平衡方程 求得 气体的压强 气体的压强 3 3 等压面法 在连通器中 同一种液体等压面法 在连通器中 同一种液体 中间不间断中间不间断 同一深度处压强相等 液体内深同一深度处压强相等 液体内深h h处的总压强处的总压强p p p p0 0 ghgh p p0 0 为液面上方的压强 为液面上方的压强 4 4 加速运动系统中封闭气体压强的求法 加速运动系统中封闭气体压强的求法 选取与气体接触的液柱选取与气体接触的液柱 或活塞或活塞 为研究对象 进行受力分析 利用牛顿第二定律列方程求解 为研究对象 进行受力分析 利用牛顿第二定律列方程求解 1 1 如图如图 3 3 所示 光滑水平面上放有一质量为所示 光滑水平面上放有一质量为M M的汽缸 汽缸内放有一质量为的汽缸 汽缸内放有一质量为m m的可在汽缸内无摩擦的可在汽缸内无摩擦 滑动的活塞 活塞面积为滑动的活塞 活塞面积为S S 现用水平恒力现用水平恒力F F向右推汽缸 最后汽缸和活塞达到相对静止状态 求此向右推汽缸 最后汽缸和活塞达到相对静止状态 求此 时缸内封闭气体的压强时缸内封闭气体的压强p p 已知外界大气压为已知外界大气压为p p0 0 2 液体封闭气体压强的求解液体封闭气体压强的求解 若已知大气压强为若已知大气压强为p p0 0 在图 在图 4 4 中各装置均处于静止状态 图中液体密度均为中各装置均处于静止状态 图中液体密度均为 求被 求被 封闭气体的压强 封闭气体的压强 3 3 活塞封闭气体压强的求解活塞封闭气体压强的求解 如图如图 5 5 中两个汽缸质量均为中两个汽缸质量均为M M 内部横截面积均为 内部横截面积均为S S 两个活塞的质量均为 两个活塞的质量均为m m 左边的 左边的 汽缸静止在水平面上 右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下 两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气汽缸静止在水平面上 右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下 两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A A B B 大气 大气 压为压为p p0 0 求封闭气体 求封闭气体A A B B的压强各多大 的压强各多大 精品文档 2欢迎下载 4 关联气体压强的计算关联气体压强的计算 竖直平面内有如图竖直平面内有如图 6 6 所示的均匀玻璃管 内用两段水银柱封闭两段空所示的均匀玻璃管 内用两段水银柱封闭两段空 气柱气柱a a b b 各段水银柱高度如图所示 大气压为 各段水银柱高度如图所示 大气压为p p0 0 求空气柱 求空气柱a a b b的压强各多大 的压强各多大 考点三考点三 气体实验定律的应用气体实验定律的应用 1 1 气体实验定律 气体实验定律 玻意耳定律玻意耳定律查理定律查理定律盖盖 吕萨克定律吕萨克定律 内容内容 一定质量的某种气体 一定质量的某种气体 在温度不变的情况下 在温度不变的情况下 压强与体积成反比压强与体积成反比 一定质量的某种气体 一定质量的某种气体 在体积不变的情况下 在体积不变的情况下 压强与热力学温度成正压强与热力学温度成正 比比 一定质量的某种气体 一定质量的某种气体 在压强不变的情况下 在压强不变的情况下 其体积与热力学温度成其体积与热力学温度成 正比正比 表达式表达式p p1 1V V1 1 p p2 2V V2 2 Error Error Error Error 或或 Error Error Error Error Error Error Error Error 或或 Error Error Error Error 图象图象 2 2 理想气体的状态方程理想气体的状态方程 1 1 理想气体理想气体 宏观上讲 理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体 实际气体在压强不太大 温度不太低的条件宏观上讲 理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体 实际气体在压强不太大 温度不太低的条件 下 可视为理想气体 下 可视为理想气体 微观上讲 理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力 即分子间无分子势能 微观上讲 理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力 即分子间无分子势能 2 2 理想气体的状态方程理想气体的状态方程 一定质量的理想气体状态方程 一定质量的理想气体状态方程 Error Error Error Error 或或Error Error C C 气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例 气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例 如图如图 1111 甲是一定质量的气体由状态甲是一定质量的气体由状态A A经过状态经过状态B B变为状态变为状态C C的的V V T T图象 已知气体在状态图象 已知气体在状态A A时的压强是时的压强是 1 51 5 10105 5 Pa Pa 1 1 说出说出A A B B过程中压强变化的情形 并根据图象提供的信息 计算图甲中过程中压强变化的情形 并根据图象提供的信息 计算图甲中T TA A的温度值 的温度值 2 2 请在图乙坐标系中 作出该气体由状态请在图乙坐标系中 作出该气体由状态A A经过状态经过状态B B变为状态变为状态C C的的p p T T图象 并在图线相应位置上标出字母图象 并在图线相应位置上标出字母 A A B B C C 如果需要计算才能确定的有关坐标值 请写出计算过程 如果需要计算才能确定的有关坐标值 请写出计算过程 精品文档 3欢迎下载 一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内 汽缸壁导热良好 活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动 开始一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内 汽缸壁导热良好 活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动 开始 时气体压强为时气体压强为p p 活塞下表面相对于汽缸底部的高度为 活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h h 外界的温度为 外界的温度为T T0 0 现取质量为 现取质量为m m的沙子缓慢地倒在活塞的的沙子缓慢地倒在活塞的 上表面 沙子倒完时 活塞下降了上表面 沙子倒完时 活塞下降了 若此后外界的温度变为 若此后外界的温度变为T T 求重新达到平衡后气体的体积 已知外界大气的压 求重新达到平衡后气体的体积 已知外界大气的压 h h 4 4 强始终保持不变 重力加速度大小为强始终保持不变 重力加速度大小为g g 1 1 等温 等容变化的应用等温 等容变化的应用 如图如图 8 8 由 由 U U 形管和细管连接的玻璃泡形管和细管连接的玻璃泡A A B B和和C C浸泡在温度均为浸泡在温度均为 0 0 的水槽中 的水槽中 B B的容积的容积 是是A A的的 3 3 倍 阀门倍 阀门 S S 将将A A和和B B两部分隔开 两部分隔开 A A内为真空 内为真空 B B和和C C内都充有气体 内都充有气体 U U 形管内左边水银柱比右边的低形管内左边水银柱比右边的低 6060 mm mm 打打 开阀门开阀门 S S 整个系统稳定后 整个系统稳定后 U U 形管内左右水银柱高度相等 假设形管内左右水银柱高度相等 假设 U U 形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积 形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积 图图 8 8 1 1 求玻璃泡求玻璃泡C C中气体的压强中气体的压强 以以 mmHgmmHg 为单位为单位 2 2 将右侧水槽的水从将右侧水槽的水从 0 0 加热到一定温度时 加热到一定温度时 U U 形管内左右水银柱高度差又为形管内左右水银柱高度差又为 6060 mmmm 求加热后右侧水槽的水温 求加热后右侧水槽的水温 9 9 理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用 如图如图 9 9 所示 均匀薄壁所示 均匀薄壁 U U 形管竖直放置 左管上端封闭 右管上端开口且足够长 用形管竖直放置 左管上端封闭 右管上端开口且足够长 用 两段水银封闭了两段水银封闭了A A B B两部分理想气体 下方水银的左右液面高度相差两部分理想气体 下方水银的左右液面高度相差 L L 1010 cmcm 右管上方的水银柱高 右管上方的水银柱高h h 1414 cmcm 初状态环境温度为初状态环境温度为 2727 A A气体长度气体长度l l1 1 3030 cmcm 外界大气压强 外界大气压强p p0 0 7676 cmHg cmHg 现保持温度不变 在右管中缓慢注入现保持温度不变 在右管中缓慢注入 水银 使下方水银左右液面等高 然后给水银 使下方水银左右液面等高 然后给A A部分气体缓慢升温 使部分气体缓慢升温 使A A中气柱长度回到中气柱长度回到 3030 cm cm 求 求 图图 9 9 1 1 右管中注入的水银高度是多少 右管中注入的水银高度是多少 2 2 升温后的温度是多少 升温后的温度是多少 考点四考点四 用图象法分析气体的状态变化用图象法分析气体的状态变化 1 1 利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量 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 利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量 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 条等压线的关系 例如 在图例如 在图 1010 甲中 甲中 V V1 1对应虚线为等容线 对应虚线为等容线 A A B B分别是虚线与分别是虚线与T T2 2 T T1 1 两线的交点 可以认为从两线的交点 可以认为从B B状态通过等容升状态通过等容升 压到压到A A状态 温度必然升高 所以状态 温度必然升高 所以T T2 2 T T1 1 又如图乙所示 又如图乙所示 A A B B两点的温度相等 从两点的温度相等 从B B状态到状态到A A状态压强增大 体积一定减小 所以状态压强增大 体积一定减小 所以V V2 2 V V1 1 精品文档 4欢迎下载 图图 1010 2 2 一定质量的气体不同图象的比较 一定质量的气体不同图象的比较 类别图线类别图线特点特点举例举例 p p V V pVpV CTCT 其中其中C C为恒量为恒量 即 即pVpV之积越大的等温线之积越大的等温线 温度越高 线离原点越远温度越高 线离原点越远 p p Error Error p p CTCTError Error 斜率 斜率k k C