专题7分子动理论 气体及热力学定律

1、专题七 分子动理论 气体及热力学定律1.1.分子动理论：分子动理论：(1)(1)分子的大小。分子的大小。分子很小，其直径的数量级为分子很小，其直径的数量级为_。如果用如果用V V表示一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，用表示一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，用S S表示单表示单分子油膜的面积，用分子油膜的面积，用D D表示分子的直径，则表示分子的直径，则D= D= 。阿伏加德罗常数表示阿伏加德罗常数表示1 mol1 mol任何物质中含有相同的微粒个数任何物质中含有相同的微粒个数N NA A=_=_。VS1010-10-10 m m6.026.0210102323 mol mol-1-1(2)(2)估

2、算微观量的两种模型。估算微观量的两种模型。球体模型：对固体、液体、气体均适用，认为分子为一个球球体模型：对固体、液体、气体均适用，认为分子为一个球体，直径为体，直径为d= d= 。立方体模型：一般适用于气体，认为一个分子占据的空间为立方体模型：一般适用于气体，认为一个分子占据的空间为一个立方体，边长为一个立方体，边长为d= d= 。(3)(3)说明分子永不停息地做无规则热运动的两个实例。说明分子永不停息地做无规则热运动的两个实例。扩散现象的特点：温度越高，扩散现象的特点：温度越高，_。布朗运动的特点：永不停息、布朗运动的特点：永不停息、_运动；颗粒越小，运运动；颗粒越小，运动越动越_；温度越高

3、，运动越；温度越高，运动越_；运动轨迹不确定。；运动轨迹不确定。036V30V扩散越快扩散越快无规则无规则剧烈剧烈剧烈剧烈(4)(4)分子间的相互作用力和分子势能。分子间的相互作用力和分子势能。分子力分子力: :分子间同时存在引力和斥力，分子间距增大，引力分子间同时存在引力和斥力，分子间距增大，引力和斥力均和斥力均_，且，且_比引力变化更快。比引力变化更快。减小减小斥力斥力分子势能。分子势能。a.a.分子力做正功，分子势能分子力做正功，分子势能_。b.b.分子力做负功，分子势能分子力做负功，分子势能_。c.c.当分子间距为当分子间距为r r0 0时，分子势能时，分子势能_，但不一定是零。，但不

4、一定是零。减小减小增大增大最小最小2.2.固体、液体和气体：固体、液体和气体：(1)(1)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_熔点熔点_特性特性_规则规则不规则不规则不规则不规则固定固定固定固定不固定不固定各向异性各向异性各向同性各向同性各向同性各向同性(2)(2)理想气体状态方程：理想气体状态方程： 。当当T T1 1=T=T2 2时，时，_(_(玻意耳定律玻意耳定律) )。当当V V1 1=V=V2 2时，时， ( (查理定律查理定律) )。当当p p1 1=p=p2 2时，时， ( (盖盖- -吕萨克定律吕萨克定律) )。112212

5、p Vp VTT1212ppTT1212VVTTp p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 23.3.热力学定律：热力学定律：(1)(1)内能的变化。内能的变化。温度变化引起物体分子温度变化引起物体分子_的变化。的变化。体积变化，分子间的分子力做功，引起体积变化，分子间的分子力做功，引起_的变化。的变化。(2)(2)热力学第一定律。热力学第一定律。公式：公式：_。平均动能平均动能分子势能分子势能UUW WQ Q符号正负的判断。符号正负的判断。做功做功W W外界对物体做功外界对物体做功_物体对外界做功物体对外界做功_吸、放热吸、放热Q Q物体从外界吸收热量物体从外界吸收热量_物体向外界放出热

6、量物体向外界放出热量_内能变化内能变化UU物体内能增加物体内能增加_物体内能减少物体内能减少_W0W0W0W0Q0Q0Q0U0U0Urrr0 0时为引力，随着距离时为引力，随着距离r r的减的减小分子引力先增大后减小，分子间距离小分子引力先增大后减小，分子间距离rrrr0 0时为斥力，分子斥时为斥力，分子斥力一直增大至最大，故选项力一直增大至最大，故选项A A错误；在两分子靠近的过程中，错误；在两分子靠近的过程中，分子引力做正功、分子斥力做负功，分子势能先减小后增大，分子引力做正功、分子斥力做负功，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，所以选项分子动能先增大后减小，所以选项B B、C C

7、正确，选项正确，选项D D错误；分错误；分子仅在分子力作用下运动，只有分子力做功，分子势能和动能子仅在分子力作用下运动，只有分子力做功，分子势能和动能之和不变，选项之和不变，选项E E正确。正确。2.(20132.(2013山东高考山东高考) )下列关于热现象的描述正确的一项是下列关于热现象的描述正确的一项是( )( )A.A.根据热力学定律，热机的效率可以达到根据热力学定律，热机的效率可以达到100%100%B.B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C.C.温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热温度是描述热运动的物理

8、量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同平衡时两系统温度相同D.D.物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的分子的运动也是无规律的【解析【解析】选选C C。根据热力学第二定律可知，热机不可能从单一。根据热力学第二定律可知，热机不可能从单一热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化，因此，热机的热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化，因此，热机的效率不可能达到效率不可能达到100100，选项，选项A A错误；做功是通过能量转化改变错误；做功是通过能量转化改变系统的内能，热传递是通过能量的转移改变系统的

9、内能，选项系统的内能，热传递是通过能量的转移改变系统的内能，选项B B错误；温度是表示热运动的物理量，热传递过程中达到热平错误；温度是表示热运动的物理量，热传递过程中达到热平衡时，温度相同，选项衡时，温度相同，选项C C正确；单个分子的运动是无规则的，正确；单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动表现出统计规律，选项大量分子的运动表现出统计规律，选项D D错误。错误。3.(20133.(2013新课标全国卷新课标全国卷)关于一定量的气体，下列说法正确关于一定量的气体，下列说法正确的是的是( )( )A.A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而气体的体积指的是该气体的分子所能到达

10、的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和不是该气体所有分子体积之和B.B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低降低C.C.在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D.D.气体从外界吸收热量，其内能一定增加气体从外界吸收热量，其内能一定增加E.E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高气体在等压膨胀过程中温度一定升高【解析【解析】选选A A、B B、E E。气体的体积指的是该气体的分子所能到。气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，因为气体分子之间有很大的空隙，不是所有达的空

11、间的体积，因为气体分子之间有很大的空隙，不是所有分子体积之和，选项分子体积之和，选项A A正确；温度是大量气体分子平均动能的正确；温度是大量气体分子平均动能的标志，反映了物体内分子热运动的剧烈程度，选项标志，反映了物体内分子热运动的剧烈程度，选项B B正确；气正确；气体压强是大量分子无规则热运动对器壁的碰撞产生的，与失重体压强是大量分子无规则热运动对器壁的碰撞产生的，与失重无关，选项无关，选项C C错误；气体从外界吸收热量，如果气体对外做错误；气体从外界吸收热量，如果气体对外做功，其内能可能减小，选项功，其内能可能减小，选项D D错误；根据错误；根据 = =常量可知，在等常量可知，在等压膨胀过

12、程中，温度一定升高，选项压膨胀过程中，温度一定升高，选项E E正确。正确。pVT4.(20134.(2013海南高考海南高考) )下列说法正确的是下列说法正确的是( )( )A.A.把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面。这是由于水表面存把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面。这是由于水表面存在表面张力的缘故在表面张力的缘故B.B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能。这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故却不能。这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故C.C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形。这在围绕地球飞行的宇宙飞

13、船中，自由飘浮的水滴呈球形。这是表面张力作用的结果是表面张力作用的结果D.D.在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关液体的种类和毛细管的材质有关E.E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开。难将玻璃板拉开。 这是由于水膜具有表面张力的缘故这是由于水膜具有表面张力的缘故【解析【解析】选选A A、C C、D D。 水的表面张力托起针，水的表面张力托起针，A A正确；水在油正确；水在油脂上不浸润，在干净的玻璃上浸润，脂上不浸润

14、，在干净的玻璃上浸润，B B错误错误; ;当宇宙飞船绕地球当宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时，里面的所有物体均处于完全失重状态，此做匀速圆周运动时，里面的所有物体均处于完全失重状态，此时自由飘浮的水滴在表面张力作用下呈现球形，对于浸润液体，时自由飘浮的水滴在表面张力作用下呈现球形，对于浸润液体，在毛细管中上升，对于非浸润液体，在毛细管中下降，在毛细管中上升，对于非浸润液体，在毛细管中下降，C C、D D正正确；在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开，是大确；在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开，是大气压强和分子引力共同作用的结果，气压强和分子引力共同作用的结果，E E错误。错误。5

15、.(20125.(2012新课标全国卷新课标全国卷) )关于热力学定律，下列说法正确的关于热力学定律，下列说法正确的是是( )( )A.A.为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B.B.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C.C.可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D.D.不可能使热量从低温物体传向高温物体不可能使热量从低温物体传向高温物体E.E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程【解析【解析】选选A A、C C、E E

16、。做功和热传递都可以改变物体的内能，。做功和热传递都可以改变物体的内能，选项选项A A正确；由热力学第一定律可知正确；由热力学第一定律可知, ,对某物体做功，物体的内对某物体做功，物体的内能可能增加、不变或减小，故能可能增加、不变或减小，故B B错误；由热力学第二定律可知，错误；由热力学第二定律可知，通过外界作用可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，可通过外界作用可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，可以使热量从低温物体传向高温物体，所有的实际宏观热过程都以使热量从低温物体传向高温物体，所有的实际宏观热过程都是不可逆的，所以是不可逆的，所以C C、E E正确，正确，D D错误。错误。6.(

17、20136.(2013新课标全国卷新课标全国卷) ) 如图，两个侧壁绝热、顶部和底如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细管连部都导热的相同汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门通，顶部的细管带有阀门K K。两汽缸的容积均为。两汽缸的容积均为V V0 0，汽缸中各，汽缸中各有一个绝热活塞有一个绝热活塞( (质量不同，厚度可忽略质量不同，厚度可忽略) )。开始时。开始时K K关闭，两关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体活塞下方和右活塞上方充有气体( (可视为理想气体可视为理想气体) )，压强分别，压强分别为为p p0 0和和 左活塞在汽缸

18、正中间，其上方为真空；右活塞上方左活塞在汽缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为气体体积为 现使汽缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞现使汽缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至汽缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开升至汽缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K K，经过一，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为段时间，重新达到平衡。已知外界温度为T T0 0，不计活塞与汽缸，不计活塞与汽缸壁间的摩擦。求壁间的摩擦。求: :0p3；0V4。(1)(1)恒温热源的温度恒温热源的温度T T；(2)(2)重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积V V

19、x x。【解析【解析】(1)(1)与恒温热源接触后，在与恒温热源接触后，在K K未打开时，右活塞不动，未打开时，右活塞不动，两活塞下方气体经历等压过程，由盖两活塞下方气体经历等压过程，由盖吕萨克定律得吕萨克定律得 由此得由此得 0007VT45VT407TT5(2)(2)由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大，打开的大，打开K K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至汽后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至汽缸顶，才能满足力学平衡条件。汽缸顶部与外界接触，底部与缸顶，才能满足力学平衡条件。汽缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接

20、触，两部分气体各自经历等温过程，设左活塞上方恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，设左活塞上方气体压强为气体压强为p p，由玻意耳定律得，由玻意耳定律得pVpVx x= = (p+p(p+p0 0)(2V)(2V0 0V Vx x)= )= 联立联立式，得式，得6V6Vx x2 2-V-V0 0V Vx x-V-V0 02 2=0=0其解为其解为另一个解另一个解 不符合题意，舍去。不符合题意，舍去。答案：答案：00pV34007Vp4x01VV2x01VV3 ， 00711T2V527.(20137.(2013新课标全国卷新课标全国卷)如图，一上端开口、如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃

21、管竖直放置。玻璃管的下部下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长封有长l1 1=25.0 cm =25.0 cm 的空气柱，中间有一段长的空气柱，中间有一段长l2 2= =25.0 cm25.0 cm的水银柱，上部空气柱的长度的水银柱，上部空气柱的长度l3 3=40.0 cm=40.0 cm。已知大气压强为已知大气压强为p p0 0=75.0 cmHg=75.0 cmHg。现将一活塞。现将一活塞( (图图中未画出中未画出) )从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为部空气柱长度变为l1 1=20.0 cm=20.0 cm。假设活塞下推。假设活塞下

22、推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。过程中没有漏气，求活塞下推的距离。【解析【解析】以以cmHgcmHg为压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气为压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为柱的压强为p p1 1=p=p0 0+ +设活塞下推后，设活塞下推后，下部空气柱的压强为下部空气柱的压强为p p1 1，由玻意耳定律得由玻意耳定律得p p1 1l1 1=p=p1 1l1 1如图，设活塞下推距离为如图，设活塞下推距离为l, ,2pl则此时玻璃管上部空气柱的长度为则此时玻璃管上部空气柱的长度为l3 3=l3 3+ +l1 1l1 1l设此时玻璃管上部空气柱的压强为设此时玻璃管上部空气柱的压

23、强为p p3 3，则，则由玻意耳定律得由玻意耳定律得p p0 0l3 3=p=p3 3l3 3联立以上各式，联立以上各式，代入数据解得代入数据解得l=15.0 cm=15.0 cm答案：答案：15.0 cm15.0 cm231p pp l热点考向热点考向1 1 微观量的估算微观量的估算【典例【典例1 1】(2013(2013潍坊二模潍坊二模) )空调在制冷过程中，室内空气中空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器的水蒸气接触蒸发器( (铜管铜管) )液化成水，经排水管排走，空气液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥，若有一空调工作一段时间中水分越来越少，人会感觉干燥，若

24、有一空调工作一段时间后，排出液化水的体积后，排出液化水的体积V=1.0V=1.010103 3 cm cm3 3。已知水的密度。已知水的密度=1.0=1.010103 3 kg/m kg/m3 3、摩尔质量、摩尔质量M=1.8M=1.81010-2-2 kg/mol kg/mol，阿伏加德，阿伏加德罗常数罗常数N NA A=6.0=6.010102323 mol mol-1-1。试求：。试求：( (结果均保留一位有效数字结果均保留一位有效数字) )(1)(1)该液化水中含有水分子的总数该液化水中含有水分子的总数N N；(2)(2)一个水分子的直径一个水分子的直径d d。【解题探究【解题探究】(

25、1)(1)水分子总数水分子总数N N的求解。的求解。需先求该液化水中含有水的物质的量需先求该液化水中含有水的物质的量n n，在求解该量时有哪，在求解该量时有哪两种思路，采用何种思路较为简单？两种思路，采用何种思路较为简单？提示：提示：有两种思路：有两种思路：思路思路1 1：先求液化水的摩尔体积：先求液化水的摩尔体积V V0 0，再根据，再根据 进行求解。进行求解。思路思路2 2：先求液化水的质量：先求液化水的质量m m，再根据，再根据 进行求解。进行求解。考虑到本题第考虑到本题第(2)(2)问的求解，采用第一种思路求解较为简单。问的求解，采用第一种思路求解较为简单。液化水中含有水分子总数液化水

26、中含有水分子总数N= N= 。0VnVmnMAAVNnNM(2)(2)水分子可以看成什么模型？请写出求一个水分子的体积公水分子可以看成什么模型？请写出求一个水分子的体积公式。式。提示：提示：水是液体，故水分子可以视为球体，一个水分子的体积水是液体，故水分子可以视为球体，一个水分子的体积公式为公式为301Vd6 。【解析【解析】(1)(1)水的摩尔体积为水的摩尔体积为 该液化水中含有水分子的物质的量该液化水中含有水分子的物质的量 水分子总数水分子总数N=nNN=nNA A 由由得得3310102525( (个个) )0MV 0VnV3323A2VN1.0 101.0 106.0 10NM1.8

27、10(2)(2)建立水分子的球模型有：建立水分子的球模型有：得水分子直径得水分子直径答案：答案：(1)3(1)310102525个个 (2)4(2)41010-10-10 m m30AV1dN651003323A6V6 1.8 10d m4 10 mN3.14 6.0 10【总结提升】【总结提升】 解决估算类问题的三点注意解决估算类问题的三点注意(1)(1)固体、液体分子可认为紧靠在一起，可看成球体或立方体；固体、液体分子可认为紧靠在一起，可看成球体或立方体；气体分子只能按立方体模型计算所占的空间。气体分子只能按立方体模型计算所占的空间。(2)(2)状态变化时分子数不变。状态变化时分子数不变。

28、(3)(3)阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，计算时要注意阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，计算时要注意抓住与其有关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量。抓住与其有关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量。【变式训练【变式训练】假如全世界假如全世界6060亿人同时数质量为亿人同时数质量为1 mg1 mg水的分子个水的分子个数，每人每小时可以数数，每人每小时可以数5 0005 000个，不间断地数，阿伏加德罗常个，不间断地数，阿伏加德罗常数数N NA A取取6 610102323 mol mol-1-1，则完成任务所需时间最接近，则完成任务所需时间最接近( )( )A.1A.1年年 B

29、.100B.100年年C.1C.1万年万年 D.1D.1百万年百万年【解析【解析】选选B B。1 mg1 mg水的分子个数水的分子个数N Nn nN NA A6 6101023233310101919，则完成任务所需时间，则完成任务所需时间=1=110106 6 h h，即，即t= t= 年年100100年。年。3Am1 10NM188Nt5 000 60 1061 1024 365热点考向热点考向2 2 热力学定律的综合应用热力学定律的综合应用【典例【典例2 2】(2013(2013洛阳二模洛阳二模) )如图所示，电路与一绝热密闭汽如图所示，电路与一绝热密闭汽缸相连，缸相连，R R为电阻丝，

30、汽缸内有一定质量的理想气体，外界大为电阻丝，汽缸内有一定质量的理想气体，外界大气压恒定。闭合开关后，绝热活塞气压恒定。闭合开关后，绝热活塞K K缓慢且无摩擦地向右移动，缓慢且无摩擦地向右移动，则下列说法正确的是则下列说法正确的是( )( )A.A.气体的内能增加气体的内能增加B.B.气体分子平均动能不变气体分子平均动能不变C.C.电阻丝放出的热量等于气体对外所做的功电阻丝放出的热量等于气体对外所做的功D.D.气体的压强不变气体的压强不变E.E.气体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少气体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少【解题探究【解题探究】(1)(1)关于理想气体的内能，请填写

31、：关于理想气体的内能，请填写：理想气体的内能决定于理想气体的内能决定于_。温度是温度是_的标志。的标志。(2)(2)气体对外做功，压强一定减小吗？气体对外做功，压强一定减小吗？提示：提示：气体对外做功，体积增大，压强不一定减小。气体对外做功，体积增大，压强不一定减小。温度温度分子平均动能分子平均动能【解析【解析】选选A A、D D、E E。闭合开关后，电阻丝发热加热气体，温。闭合开关后，电阻丝发热加热气体，温度升高，气体的分子平均动能增加，气体的内能增加，选项度升高，气体的分子平均动能增加，气体的内能增加，选项A A正确、正确、B B错误；绝热活塞错误；绝热活塞K K缓慢且无摩擦地向右移动，气

32、体对外缓慢且无摩擦地向右移动，气体对外做功，气体的压强不变，体积增大，电阻丝放出的热量等于气做功，气体的压强不变，体积增大，电阻丝放出的热量等于气体对外所做的功和增加的内能，选项体对外所做的功和增加的内能，选项C C错误、错误、D D正确；由于气体正确；由于气体分子平均动能变大，平均每次的撞击力变大，又由于气体压强分子平均动能变大，平均每次的撞击力变大，又由于气体压强不变，气体对器壁单位面积的撞击力不变，故气体分子单位时不变，气体对器壁单位面积的撞击力不变，故气体分子单位时间内对器壁单位面积撞击次数减少，间内对器壁单位面积撞击次数减少，E E正确。正确。【总结提升【总结提升】分析理想气体内能变

33、化的三条思路分析理想气体内能变化的三条思路(1)(1)由体积变化分析气体做功情况：体积膨胀，气体对外做功；由体积变化分析气体做功情况：体积膨胀，气体对外做功；气体被压缩，外界对气体做功；气体被压缩，外界对气体做功；(2)(2)由温度变化判断气体内能变化：温度升高，气体内能增大；由温度变化判断气体内能变化：温度升高，气体内能增大；温度降低，气体内能减小；温度降低，气体内能减小；(3)(3)由热力学第一定律由热力学第一定律U=W+QU=W+Q判断气体是吸热还是放热。判断气体是吸热还是放热。【变式训练【变式训练】(2013(2013长沙二模长沙二模) )下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是( )(

34、)A.A.布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子的热运动的反映布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子的热运动的反映B.B.分子间距离越大，分子势能越大；分子间距离越小，分子势分子间距离越大，分子势能越大；分子间距离越小，分子势能也越小能也越小C.C.两个铅块压紧后能粘在一起，说明分子间有引力两个铅块压紧后能粘在一起，说明分子间有引力D.D.用打气筒向篮球充气时需用力，说明气体分子间有斥力用打气筒向篮球充气时需用力，说明气体分子间有斥力E.E.温度升高，物体的内能却不一定增大温度升高，物体的内能却不一定增大【解析【解析】选选A A、C C、E E。布朗运动不是液体分子的运动，而是悬。布朗运动不是

35、液体分子的运动，而是悬浮在液体中的小颗粒的运动，它反映了液体分子的运动，浮在液体中的小颗粒的运动，它反映了液体分子的运动，A A正正确；若取两分子相距无穷远时的分子势能为零，则当两分子间确；若取两分子相距无穷远时的分子势能为零，则当两分子间距离大于距离大于r r0 0时，分子力表现为引力，分子势能随间距的减小而时，分子力表现为引力，分子势能随间距的减小而减小减小( (此时分子力做正功此时分子力做正功) )，当分子间距离小于，当分子间距离小于r r0 0时，分子力表时，分子力表现为斥力，分子势能随间距的减小而增大现为斥力，分子势能随间距的减小而增大( (此时分子力做负功此时分子力做负功) )，故

36、故B B错误；将两个铅块用刀刮平压紧后便能粘在一起错误；将两个铅块用刀刮平压紧后便能粘在一起, ,说明分子说明分子间存在引力间存在引力,C,C正确正确; ;用打气筒向篮球充气时需用力，是由于篮用打气筒向篮球充气时需用力，是由于篮球内压强在增大，不能说明分子间有斥力，球内压强在增大，不能说明分子间有斥力，D D错误；物体的内错误；物体的内能取决于温度、体积及物体的质量，温度升高，内能不一定增能取决于温度、体积及物体的质量，温度升高，内能不一定增大，大，E E正确。正确。【变式备选【变式备选】给旱区送水的消防车停在水平地面上，在缓慢放给旱区送水的消防车停在水平地面上，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气

37、，胎内气体温度不变，不计分子间势水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体能，则胎内气体( )( )A.A.从外界吸热从外界吸热B.B.对外界做负功对外界做负功C.C.分子平均动能减小分子平均动能减小D.D.内能增加内能增加【解析【解析】选选A A。该题考查了热力学定律。由于车胎内温度保持。该题考查了热力学定律。由于车胎内温度保持不变，故分子的平均动能不变，内能不变。放水过程中体积增不变，故分子的平均动能不变，内能不变。放水过程中体积增大，对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体吸热。大，对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体吸热。A A选选项正确。项正确。热点考向

38、热点考向3 3 气体实验定律的应用气体实验定律的应用【典例【典例3 3】(2012(2012新课标全国卷新课标全国卷) )如图，由如图，由U U型管和细管连接的型管和细管连接的玻璃泡玻璃泡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的容积是的容积是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型管内左边水银柱比右边的低型管内左边水银柱比右边的低60 mm60 mm。打开阀门。打开阀门S S，整个系统，整个系统稳定后，稳定后，U U型管内左右水

39、银柱高度相等。假设型管内左右水银柱高度相等。假设U U型管和细管中的型管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。气体体积远小于玻璃泡的容积。(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型管内左右水型管内左右水银柱高度差又为银柱高度差又为60 mm60 mm，求加热后右侧水槽的水温。，求加热后右侧水槽的水温。【解题探究【解题探究】(1)(1)玻璃泡玻璃泡C C中气体压强中气体压强p pC C的求解思路：的求解思路：打开阀门前玻璃泡打开阀门前玻璃泡

40、B B、C C中气体压强中气体压强p p1 1、p pC C的关系：的关系：p p1 1=_=_。打开阀门后，打开阀门后，U U型管左侧气体遵循什么规律？型管左侧气体遵循什么规律？a.a.物理规律：物理规律：_。b.b.方程式：方程式：_。(2)(2)加热右侧水槽，加热右侧水槽，C C中气体变化遵循何种规律？中气体变化遵循何种规律？提示：提示：加热右侧水槽，加热右侧水槽，C C中气体做等容变化，遵循查理定律。中气体做等容变化，遵循查理定律。p pC C+p+p玻意耳定律玻意耳定律p p1 1V VB B=p=pB BV V2 2【解析【解析】(1)(1)在打开阀门在打开阀门S S前前, ,两水

41、槽水温均为两水槽水温均为T T0 0=273 K=273 K。设玻。设玻璃泡璃泡B B中气体压强为中气体压强为p p1 1, ,体积为体积为V VB B, ,玻璃泡玻璃泡C C中气体压强为中气体压强为p pC C, ,依题依题意有意有p p1 1=p=pC C+p+p 式中式中pp=60 mmHg=60 mmHg。在打开阀门。在打开阀门S S后后, ,两水槽水温均为两水槽水温均为T T0 0, ,设玻璃设玻璃泡泡B B中气体压强为中气体压强为p pB B, ,依题意依题意, ,有有p pB B=p=pC C 玻璃泡玻璃泡A A和和B B中气体的体积为中气体的体积为V V2 2=V=VA A+V

42、+VB B 由题意知由题意知3V3VA A=V=VB B 根据玻意耳定律得根据玻意耳定律得p p1 1V VB B=p=pB BV V2 2 联立联立式式, ,并代入题给数据得并代入题给数据得 (2)(2)当右侧水槽的水温加热至当右侧水槽的水温加热至TT时，时，U U型管左右水银柱高度差型管左右水银柱高度差为为pp。玻璃泡。玻璃泡C C中气体压强为中气体压强为p pC C=p pB B+p+p BCAVpp180 mmHgV 玻璃泡玻璃泡C C的气体体积不变，根据查理定律得的气体体积不变，根据查理定律得 联立联立式，式，并代入题给数据得并代入题给数据得T=364 KT=364 K答案：答案：(

43、1)180 mmHg (2)364 K(1)180 mmHg (2)364 KCC0ppTT【总结提升】【总结提升】 应用气体实验定律的解题思路应用气体实验定律的解题思路(1)(1)选择对象选择对象即某一定质量的理想气体；即某一定质量的理想气体；(2)(2)找出参量找出参量气体在始末状态的参量气体在始末状态的参量p p1 1、V V1 1、T T1 1及及p p2 2、V V2 2、T T2 2；(3)(3)认识过程认识过程认清变化过程是正确选用物理规律的前提；认清变化过程是正确选用物理规律的前提；(4)(4)列出方程列出方程选用某一实验定律或气态方程，代入具体数选用某一实验定律或气态方程，代

44、入具体数值求解，并讨论结果的合理性。值求解，并讨论结果的合理性。【变式训练【变式训练】(2013(2013天水二模天水二模) )如图所示如图所示, ,开开口向上竖直放置的内壁光滑汽缸口向上竖直放置的内壁光滑汽缸, ,其侧壁是绝其侧壁是绝热的热的, ,底部导热底部导热, ,内有两个质量均为内有两个质量均为m m的密闭活的密闭活塞塞, ,活塞活塞A A导热导热, ,活塞活塞B B绝热绝热, ,将缸内理想气体分将缸内理想气体分成成、两部分。初状态整个装置静止不动两部分。初状态整个装置静止不动且处于平衡状态且处于平衡状态,、两部分气体的高度均为两部分气体的高度均为l0 0, ,温度为温度为T T0 0

45、。设外界大气压强为设外界大气压强为p p0 0保持不变保持不变, ,活塞横截面积为活塞横截面积为S,S,且且mg=pmg=p0 0S,S,环环境温度保持不变。求境温度保持不变。求: :在活塞在活塞A A上逐渐添加铁砂上逐渐添加铁砂, ,当铁砂质量等当铁砂质量等于于2m2m时时, ,两活塞在某位置重新处于平衡状态两活塞在某位置重新处于平衡状态, ,求活塞求活塞A A下降的高下降的高度。度。【解析【解析】对对部分气体部分气体, ,初状态初状态 末状态末状态 由玻意耳定律得由玻意耳定律得:p:p1 1l0 0S=pS=p1 1l1 1S S 解得解得 对对部分气体部分气体, ,初状态初状态 100m

46、gpp2pS1003mgpp4pS 1012ll210mgpp3pS末状态末状态 由玻意耳定律得：由玻意耳定律得：p p2 2l0 0S=pS=p2 2l2 2S S 解得解得 故故A A活塞下降的高度为活塞下降的高度为答案答案: :210mgpp5pS 2035ll 01020910 llllll0910l1.(20131.(2013郑州二模郑州二模)(1)(1)下列说法正确的是下列说法正确的是( )( )A.A.一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度的降低而减小温度的降低而减小B.B.单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没

47、有固定的熔点单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点C.C.热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体从低温物体传递到高温物体D.D.当分子间的距离增大时，分子之间的引力和斥力均同时减小，当分子间的距离增大时，分子之间的引力和斥力均同时减小，而分子势能一定增大而分子势能一定增大E.E.生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成(2)(2)如图所示，导热材料制成的

48、横截如图所示，导热材料制成的横截面积相等、长度均为面积相等、长度均为45 cm45 cm的汽缸的汽缸A A、B B通过带有阀门的管道连接。初始时通过带有阀门的管道连接。初始时阀门关闭，厚度不计的光滑活塞阀门关闭，厚度不计的光滑活塞C C位位于于B B内左侧，在内左侧，在A A内充满压强内充满压强p pA A=2.8=2.810105 5 Pa Pa的理想气体，的理想气体，B B内充内充满压强满压强p pB B=1.4=1.410105 5 Pa Pa的理想气体，忽略连接汽缸的管道体积，的理想气体，忽略连接汽缸的管道体积，室温不变。现打开阀门，求：室温不变。现打开阀门，求：平衡后活塞向右移动的距

49、离和平衡后活塞向右移动的距离和B B中气体的压强；中气体的压强；自打开阀门到平衡，自打开阀门到平衡，B B内气体是吸热还是放热内气体是吸热还是放热( (简要说明理简要说明理由由) )？【解析【解析】(1)(1)选选A A、C C、E E。一定量的气体，在体积不变时，分子。一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小，选项每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小，选项A A正确；多晶体正确；多晶体和单晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项和单晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项B B错误；错误；热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从热量能够自发地从高

50、温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，选项低温物体传递到高温物体，选项C C正确。当分子间的距离增大正确。当分子间的距离增大时，分子之间的引力和斥力均同时减小，而分子势能不一定增时，分子之间的引力和斥力均同时减小，而分子势能不一定增大，选项大，选项D D错误。生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材错误。生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，选项选项E E正确。正确。(2)(2)对对A A气体，有气体，有p pA ALS=p(L+x)SLS=p(L+x)S对对B

51、B气体，有气体，有p pB BLS=p(L-x)SLS=p(L-x)S解得解得x=15 cmx=15 cmp=2.1p=2.110105 5 Pa Pa活塞活塞C C向右移动，对向右移动，对B B中气体做功，而气体做等温变化，内能中气体做功，而气体做等温变化，内能不变，故不变，故B B气体放热。气体放热。答案：答案：(1)A(1)A、C C、E E(2)(2)15 cm 2.115 cm 2.110105 5 Pa Pa 见解析见解析2.(20132.(2013东城区模拟东城区模拟)(1)(1)下列说法正确的是下列说法正确的是( )( )A.A.机械能可以全部转化为内能机械能可以全部转化为内能

52、B.B.气体吸收的热量可以全部转化为功气体吸收的热量可以全部转化为功C.C.气体吸热，分子平均动能增大，压强一定增大气体吸热，分子平均动能增大，压强一定增大D.D.气体分子平均动能增大，气体不一定吸热气体分子平均动能增大，气体不一定吸热(2) (2) 一气象探测气球，在充有压强为一气象探测气球，在充有压强为76 cmHg76 cmHg、温度为、温度为27 27 的氢气时，体的氢气时，体积为积为3.5 m3.5 m3 3。当气球上升到。当气球上升到6.50 km 6.50 km 高空的过程中，气球内氢气的压强逐高空的过程中，气球内氢气的压强逐渐减小，但通过加热使气体温度保持渐减小，但通过加热使气体温度保持不变，气球到达的不变，气球到达的6.50 km6.50 km处的大气处的大气压强为压强为36.0 cmHg36.0 cmHg，这一高度气温为，这一高度气温为-48.0 -48.0 ，以后保持气球，以后保持气球高度不变。求：高度不变。求：气球在气球在6.50 km6.50 km处的体积；处的体积；当氢气的温度等于当氢气的温度等于-48.0 -48.0 后的体积。后的体积。【解析【解析】(1)(1)选选A A、B B、D D。机械能可以做功使其全部转化为内能，。机械能可以做功使其全部转化为内能，A A正确正