分子动理论 气体及热力学课件

1、第第12讲分子动理论气体及热力学讲分子动理论气体及热力学 定律定律1(2011江苏卷江苏卷12A)(1)如图如图6121所示，一演示用的所示，一演示用的“永动机永动机”转轮由转轮由5根根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片轻推转轮后，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进入热水的叶片因伸展而“划水划水”，推，推动转轮转动离开热水后，叶片形状迅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速恢复，转轮因此能较长时间转动下列说法正确的是()图图6121A转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量转轮

2、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叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量(2)如图如图6122所示，内壁光滑的所示，内壁光滑的气缸水平放置，一定质量的理想气气缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内，外界大气体被活塞密封在气缸内，外界大气压强为压强为p0.现对气缸缓慢加热，气体现对气缸缓慢加热，气体吸收热量吸收热量Q后，体积由后，体积由V1增大为增大为V2.则在此过程中，气体分子平均动能

3、则在此过程中，气体分子平均动能_(选填选填“增大增大”、“不变不变”或或“减小减小”)，气体内能变化了，气体内能变化了_图图6122解析解析(1)形状记忆合金进入水后受热形状发生改变而搅动热形状记忆合金进入水后受热形状发生改变而搅动热水，由能量守恒知能量来源于热水，故水，由能量守恒知能量来源于热水，故A、B、C错；由能量错；由能量守恒知，叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能，一部分守恒知，叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能，一部分释放于空气中，故释放于空气中，故D对对(2)加热后，气体温度升高，平均动能增大，加热后，气体温度升高，平均动能增大，UQWQp0S0dQp0(V2V1)2(2012

4、江苏卷，江苏卷，12A)(1)下下列现象中，能说明液体存在表列现象中，能说明液体存在表面张力的有面张力的有_A水黾可以停在水面上水黾可以停在水面上B叶面上的露珠呈球形叶面上的露珠呈球形C滴入水中的红墨水很快散开滴入水中的红墨水很快散开D悬浮在水中的花粉做无规则运动悬浮在水中的花粉做无规则运动(2)密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大从密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的_增大了该气体在温度增大了该气体在温度T1、T2时的分子速率分时的分子速率分布图象如图布图象如图6123甲所示，则甲所示，则T1_

5、(选填选填“大于大于”或或“小于小于”)T2.(3)如图乙所示，一定质量的理想气体从状态如图乙所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到经等压过程到状态状态B.此过程中，气体压强此过程中，气体压强p1.0105Pa，吸收的热量，吸收的热量Q7.0102 J，求此过程中气体内能的增量，求此过程中气体内能的增量图图61233(2013江苏卷，江苏卷，12A)如如图图6124所示，一定质量的所示，一定质量的理想气体从状态理想气体从状态A依次经过状态依次经过状态B、C和和D后再回到状态后再回到状态A.其中，其中，AB和和CD为等温过程，为等温过程，BC和和DA为绝热过程为绝热过程(气体与外界气体与外

6、界无热量交换无热量交换)这就是著名的这就是著名的“卡诺循环卡诺循环”图图6124 AAB过程中，外界对气体做功过程中，外界对气体做功BBC过程中，气体分子的平均动能增大过程中，气体分子的平均动能增大CCD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多多DDA过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化该循环过程中，内能减小的过程是该循环过程中，内能减小的过程是_(选填选填“AB”、“BC”、“CD”或或“DA”)若气体在若气体在AB过程中吸过程中吸收收63 kJ的热量，在的热量，在CD过程中放出过程中放出38 kJ

7、的热量，则气体完的热量，则气体完成一次循环对外做的功为成一次循环对外做的功为_kJ.若该循环过程中的气体为若该循环过程中的气体为1 mol，气体在，气体在A状态时的体积为状态时的体积为10 L，在，在B状态时压强为状态时压强为A状态时的状态时的.求气体在求气体在B状态时单位体状态时单位体积内的分子数积内的分子数(已知阿伏加德罗常数已知阿伏加德罗常数NA6.01023mol1，计算结果保留一位有效数字计算结果保留一位有效数字)解析解析由理想气体状态方程和热力学第一定律分析，由理想气体状态方程和热力学第一定律分析，AB为等温过程，内能不变，气体的体积增大，气体对外为等温过程，内能不变，气体的体积增

8、大，气体对外做功，做功，A错；错；BC过程为绝热过程，体积增大对外做功，因过程为绝热过程，体积增大对外做功，因此内能减小，气体分子的平均动能减小，此内能减小，气体分子的平均动能减小，B错；错；CD为等温为等温过程，体积减小，分子数密度增大，单位时间内碰撞单位面过程，体积减小，分子数密度增大，单位时间内碰撞单位面积的分子数增多，积的分子数增多，C项正确；项正确； DA为绝热过程，体积减小，为绝热过程，体积减小，外界对气体做功内能增大，温度升高，因此气体分子的速率外界对气体做功内能增大，温度升高，因此气体分子的速率分布曲线变化，分布曲线变化，D错错命题特点命题特点 2011年年、2012年的试题都

9、是由独立的三个小题组成，年的试题都是由独立的三个小题组成，2013年的试题是一个题干提出了三个问题年的试题是一个题干提出了三个问题 这三年的共同特点是有选择题，有填空题，最后都是这三年的共同特点是有选择题，有填空题，最后都是小计算题小计算题热点聚焦热点聚焦1.2. 3微观量与宏观量的关系微观量与宏观量的关系 4晶体和非晶体晶体和非晶体比较比较晶体晶体非晶体非晶体单晶体单晶体多晶体多晶体形状形状规则规则不规则不规则不规则不规则熔点熔点固定固定固定固定不固定不固定特性特性各向异性各向异性各向同性各向同性各向同性各向同性5热力学第二定律：热力学第二定律：(1)不可能使热量由低温物体传递到高不可能使热

10、量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化温物体，而不引起其他变化(2)不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化而不引起其他变化6液体的表面张力、饱和蒸汽、饱和蒸汽压液体的表面张力、饱和蒸汽、饱和蒸汽压7.8牢记以下的几个结论：牢记以下的几个结论：(1)热量不能自发地由低温物体传递给高温物体；热量不能自发地由低温物体传递给高温物体；(2)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的，压强气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的，压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密度有关；大小与分子热运动的剧烈程度和分子密度有关；(3)做功

11、和热传递都可以改变物体的内能，理想气体的内做功和热传递都可以改变物体的内能，理想气体的内能只与温度有关；能只与温度有关；(4)温度变化时，意味着物体内分子的平均动能随之变化，温度变化时，意味着物体内分子的平均动能随之变化，并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化【典例【典例1】 (1)下列说法正确的是下列说法正确的是_A布朗运动是液体分子的无规则运动布朗运动是液体分子的无规则运动B分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小C气体的状态变化时，若温度升高，则每个气体分子气体的状态变化时，若温度升高，则每个气

12、体分子的动能都增加的动能都增加D外界对物体做功时，物体的内能一定增加外界对物体做功时，物体的内能一定增加考向一热学基本知识与气体定律的组合题考向一热学基本知识与气体定律的组合题 (2)某商场有一款双门电冰箱，冷藏室容积为某商场有一款双门电冰箱，冷藏室容积为V1，冷冻室容，冷冻室容积为积为V2，冰箱内的空气可视为理想气体，常温下空气的摩尔，冰箱内的空气可视为理想气体，常温下空气的摩尔体积为体积为V0，阿伏加德罗常数为，阿伏加德罗常数为NA，则常温下电冰箱内的空气，则常温下电冰箱内的空气分子数约为分子数约为_(3)如图如图6125所示，在一空牛奶盒所示，在一空牛奶盒中插入一粗细均匀的玻璃管，接口处

13、中插入一粗细均匀的玻璃管，接口处密封，在玻璃管中滴入一小滴油，不密封，在玻璃管中滴入一小滴油，不考虑大气压的变化，这就构成了一个考虑大气压的变化，这就构成了一个简易的温度计已知牛奶盒的容积为简易的温度计已知牛奶盒的容积为250 cm3，玻璃管的横截面积为，玻璃管的横截面积为0.2 cm2，玻璃管的有效长度为玻璃管的有效长度为20 cm，当温度为，当温度为25 时，油柱离管口时，油柱离管口10 cm.求该温度计的测量范围求该温度计的测量范围图图6125解析解析(1)布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，它是液体分子布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，它是液体分子碰撞微粒造成的，反映了液体内部分子运动的无规

14、则性，选碰撞微粒造成的，反映了液体内部分子运动的无规则性，选项项A错误；分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小，错误；分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小，但斥力减小得快，选项但斥力减小得快，选项B正确；气体的温度升高表示气体分正确；气体的温度升高表示气体分子的平均动能增大，但不是每个气体分子的动能都增加，选子的平均动能增大，但不是每个气体分子的动能都增加，选项项C错误；做功和热传递均能改变物体的内能，当外界对物错误；做功和热传递均能改变物体的内能，当外界对物体做功，而物体放热时，物体的内能可能减小，选项体做功，而物体放热时，物体的内能可能减小，选项D错错误误【预测【预测1】 下列说

15、法中正确的是下列说法中正确的是_A随着科学技术的发展，制冷机的制冷温度可以降到随着科学技术的发展，制冷机的制冷温度可以降到280 B随着科学技术的发展，热量可以从低温物体传到高随着科学技术的发展，热量可以从低温物体传到高温物体温物体C随着科学技术的发展，热机的效率可以达到随着科学技术的发展，热机的效率可以达到100%D无论科技怎样发展，第二类永动机都不可能实现无论科技怎样发展，第二类永动机都不可能实现E无论科技怎样发展，都无法判断一温度升高的物体无论科技怎样发展，都无法判断一温度升高的物体是通过做功还是热传递实现的是通过做功还是热传递实现的(2)一定质量的理想气体从状态一定质量的理想气体从状态

16、a变化变化到状态到状态b，如图，如图6126所示，此过所示，此过程中气体所做的功程中气体所做的功W_0(填填“”、“r0范围内，范围内，F引引F斥斥，分子力表，分子力表现为引力，分子力做负功，分子势能增大，如果是在现为引力，分子力做负功，分子势能增大，如果是在rr0范范围内，围内，F引引F斥斥，分子力表现为斥力，分子力做正功，分子势，分子力表现为斥力，分子力做正功，分子势能减小，故选项能减小，故选项C错误；自然界中一切与热现象有关的过程错误；自然界中一切与热现象有关的过程都是不可逆的，选项都是不可逆的，选项D正确正确考向二热学基本知识与热力学第一定律考向二热学基本知识与热力学第一定律 (或微观

17、量的估算或微观量的估算)的组合题的组合题(2)如图如图61210所示，两端封闭的所示，两端封闭的U管，内径均匀，两边水银柱等高，水管，内径均匀，两边水银柱等高，水银柱上方空气柱长度银柱上方空气柱长度L130 cm，L238 cm，现从阀门，现从阀门C处注入水银，处注入水银，结果左管水银面上升结果左管水银面上升5 cm，右管水银，右管水银面上升面上升6 cm，则封闭端气体原来的压，则封闭端气体原来的压强为强为_ cmHg.图图61210(3)如图如图61211所示，一定质量的理想气体从状态所示，一定质量的理想气体从状态A变化到变化到状态状态B再变化到状态再变化到状态C，已知状态，已知状态C时气体

18、的温度为时气体的温度为300 K.求气体在状态求气体在状态A时的温度；时的温度；由状态由状态B变化到状态变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？的过程中，气体是吸热还是放热？请说明理由请说明理由 图图61211 【预测【预测3】 (1)以下说法正确的是以下说法正确的是_A分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小B布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动C空中下落的雨滴呈球形是因为液体有表面张力空中下落的雨滴呈球形是因为液体有表面张力D饱和汽是指液体不再蒸发，蒸汽不再液化时的状态饱和汽是指液体不再蒸发，

19、蒸汽不再液化时的状态E所有晶体都有固定的熔点和沸点所有晶体都有固定的熔点和沸点(2)如图如图61212所示，一定质量的所示，一定质量的理想气体经历如图所示的理想气体经历如图所示的AB、BC、CA三个变化过程，则符三个变化过程，则符合查理定律的变化过程是合查理定律的变化过程是_；CA过程中气体过程中气体_(填填“吸收吸收”或或“放出放出”)热量，热量，_(填填“外外界对气体界对气体”或或“气体对外界气体对外界”)做功，做功，气体的内能气体的内能_(填填“增大增大”、“减少减少”或或“不不变变”)若已知理想气体在状态若已知理想气体在状态A时的温度是时的温度是27 ，则气体在，则气体在状态状态C时的温度是时的温度是_图图61212(3)在用在用“油膜法油膜法”测量分子直径的实验中，若油酸酒精溶液测量分子直径的实验中，若油酸酒精溶液的体积浓度为的体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为，一滴溶液的体积为4.8103 mL，其，其形成的油膜面积为形成的油膜面积为40 cm2，请估测出油酸分子的直径，请估测出油酸分子的直径