热学习题课改省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

一、热学总结3.理想气体物态方程或P=nkT其中称为玻耳兹曼常量1.平衡态:系统在不受外界影响条件下,其宏观性质不随时间改变状态.2.准静态过程:一个过程，假如任意时刻中间态都无限靠近于一个平衡态，则此过程为准静态过程。显然，这种过程只有在进行得“无限迟缓”条件下才可能实现。第1页4、平衡态下理想气体压强公式称为分子平均平动动能5.分子平均平动动能与温度关系温度T标志着物体内部分子无规则运动猛烈程度刚性双原子分子i=5刚性多原子分子通常i=6单原子分子i=36.自由度i第2页7、能量均分原理:在温度为T平衡态下,气体分子每个自由度平均动能都相等,都等于8.分子平均动能对于刚性分子而言，分子平均动能就是分子平均能量.9、理想气体内能为10、麦克斯韦分子速率分布定律N:表示系统分子总数第3页dN:表示速率分布在v～v+dv区间内分子数或dN/N:表示分布在v～v+dv速率区间分子数占总分子数百分比。或dN/N:表示分子出现在v～v+dv速率区间 概率A.分子分布在v1～v2速率区间概率f(v):速率分布函数第4页B.归一化条件C.麦克斯韦速率分布曲线最概然速率（或最可几速率）v0V2V1面积=f(v)dvvPf(v)得分布曲线或者高而窄（VP小），或者矮而宽（VP大）。从而确保曲线下面积为1第5页平均速率方均根速率思索题：求分布在v1-v2速率区间内分子平均速率第6页11.功A公式适用条件:(1)准静态过程如：气体自由膨胀过程中，系统对外作功A＝0(2)外界压力保持恒定情况下非准静态过程,此时P应了解为外界压强。功大小等于P—V图上过程曲线下面积。(3)不论是准静态过程，还是非准静态过程，体积不变时，都有A＝0第7页Q:系统从外界吸收热量:系统内能增量A:系统对外界作功12.热力学第一定律Q、A、均为代数量但作功是经过物体作有规则宏观运动来完成;而传递热量是经过分子之间相互作用来完成作功,传递热量都能够改变系统内能第8页13、定体（或定容）摩尔热容(该式适合用于始末状态为平衡态任何过程)14.定压摩尔热容A.摩尔数为理想气体在等压过程中吸收热量为B.摩尔热容比（或比热比）15、等温过程所作功迈耶公式物理意义第9页16、理想气体准静态绝热过程绝热过程功（不论是准静态绝热过程，还是非准静态绝热过程，该式均成立。）在P-V图上,绝热线比等温线更陡在P-V图上,绝热线上方膨胀线代表过程吸热，下方膨胀线代表过程放热。PVOab绝热线d第10页17、循环过程：△E=0正循环做正功，逆循环做负功；循环过程中所做净功数值等于P-V图上闭合曲线所包围面积大小。18、热机效率Q1是指全部那些吸热分过程所吸收热量总和。Q2是指全部那些放热分过程所放出热量总和大小。（在这一节里Q1、Q2、A均取绝对值）第11页A是指整个循环过程中系统对外所作净功。19、致冷系数Q2是指从需要被致冷物体中吸收热量。A是指整个循环过程中系统对外所作净功绝对值。20.卡诺循环：由4个准静态过程（两个等温，两个绝热）组成卡诺循环效率第12页逆向卡诺循环致冷系数21.热力学第二定律两种表述A.开尔文表述：不可能制成一个循环动作热机,只从单一热源吸收热量，使之完全变成有用功而不产生其它影响。如:理想气体等温膨胀过程不违反热力学第二定律开尔文表述。B.克劳修斯表述：热量不可能自动地从低温物体传到高温物体。第13页22、可逆过程和不可逆过程可逆过程：系统复原且外界也复原23.热力学第二定律实质在于指出：一切与热现象相关实际宏观过程都是不可逆。无摩擦准静态过程才是可逆24.热力学第二定律统计意义：孤立系统内部所发生过程总是向着状态几率增大方向进行.(或：向着熵增加方向进行）开氏表述指出热功转换过程不可逆,克氏表述指出热传导过程不可逆.第14页1.

如图所表示，两个大小不一样容器用均匀细管相连，管中有一水银滴作活塞，大容器装有氧气，小容器装有氢气.当温度相同时，水银滴静止于细管中央，则此时这两种气体中(A)氧气密度较大．(B)氢气密度较大．(C)密度一样大．(D)那种密度较大是无法判断.2.在标准状态下，任何理想气体在1中含有分子数都等于(A)6.02×．(B)6.02×．(C)2.69×．(D)2.69×．

(玻尔兹曼常量k＝1.38×10-23J·K-1)[A][C]第15页3.室内生起炉子后,温度从150C上升到270C,设升温过程中,室内气压保持不变,问升温后室内分子数降低了百分之几?解：4.假定氧气热力学温度提升一倍，氧分子全部离解为氧原子，则这些氧原子平均速率是原来氧分子平均速率(A)4倍．(B)2倍(C)倍．(D)

倍．

[B]第16页5.0.1mol单原子理想气体，经历一准静态过程abc，ab、bc均为直线。1、求Ta、Tb、Tc。P(105Pa)1.510.50V(10-3m3)123abc2、求气体在ab和bc过程中吸收热量，气体内能改变。第17页6.设以氮气(视为刚性分子理想气体)为工作物质进行卡诺循环，在绝热膨胀过程中气体体积增大到原来两倍，求循环效率．解:η=24%7．两个相同容器，一个盛氢气，一个盛氦气(均视为刚性分子理想气体)，开始时它们压强和温度都相等，现将6J热量传给氦气，使之升高到一定温度．若使氢气也升高一样温度，则应向氢气传递热量(A)12J．(B)10J．(C)6J．(D)5J．［B］第18页ab：cd：解：不是卡诺循环。8.如图所表示循环过程,ab和cd为绝热过程,bc和da为等体过程,若(1)已知T1和T2,求循环效率，此循环是否为卡诺循环？(2)已知T3和T4，求.Pab(T2)d(T4)V1(T1)VQ1c(T3)V2Q2o第19页9.1mol理想气体在T1=400K高温热源与T2=300K低温热源间作卡诺循环（可逆），在400K等温线上起始体积为V1=0.001m3，终止体积为V2=0.005m3，试求此气体在每一循环中(普适气体常量R=8.31J/K.mol)(1)从高温热源吸收热量Q1(2)气体所作净功A第20页10．如图所表示，当气缸中活塞快速向外移动从而使气体膨胀时，气体所经历过程(A)是平衡过程，它能用p-V图上一条曲线表示．(B)不是平衡过程，但它能用p-V图上一条曲线表示．(C)不是平衡过程，它不能用p-V图上一条曲线表示．(D)是平衡过程，但它不能用p-V图上一条曲线表示．[C]第21页11.A、B、C三个容器中皆装有理想气体，它们分子数密度之比为nA∶nB∶nC＝4∶2∶1，而分子平均平动动能之比为∶∶＝1∶2∶4，则它们压强之比∶∶＝__________12．依据能量按自由度均分原理，设气体分子为刚性分子，分子自由度数为i，则当温度为T时，

(1)一个分子平均动能为________．

(2)一摩尔氧气分子转动动能总和为___1:1:1RT第22页13.水蒸气分解成同温度氢气和氧气，内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)？(A)66.7％．(B)50％．(C)25％．(D)0．[C]14.已知1mol某种理想气体(其分子可视为刚性分子)，在等压过程中温度上升1K，内能增加了20.78J，则气体对外作功为_____，气体吸收热量__________．(普适气体常量)29.09J8.31J第23页15.有摩尔理想气体，作如图所表示循环过程acba，其中acb为半圆弧，b-a为等压线，pc=2pa．令气体进行a-b等压过程时吸热Qab，则在此循环过程中气体净吸热量

Q___Qab．(填入：＞，＜或＝)

第24页16.质量m＝6.2×10-17g微粒悬浮在27℃液体中，观察到悬浮粒子方均根速率为1.4cm·s-1．假设粒子速率服从麦克斯韦速率分布，求阿伏伽德罗常数．(普适气体常量R＝8.31J·mol-1·K-1)解得:NA=6.15×1023mol-1．

17.有2×10-3m3刚性双原子分子理想气体，其内能为6.75×102J．(1)试求气体压强；(2)设分子总数为5.4×1022个，求分子平均平动动能及气体温度．(玻尔兹曼常量k＝1.38×10-23J·K-1)第25页18.一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由V1膨胀到2V1，分别经历以下三种过程：(1)等压过程；(2)等温过程；(3)绝热过程．其中：_______过程气体对外作功最多；_______过程气体内能增加最多；______过程气体吸收热量最多．等压等压等压19.一定质量理想气体内能E随体积V改变关系为一直线(其延长线过E~V图原点)，则此直线表示过程为：(A)等温过程(B)等压过程．(C)等体过程．(D)绝热过程．[B]第26页20.所谓第二类永动机是指__________________________________________，它不可能制成是因为违反了________________．从单一热源吸热，在循环中不停对外作功热机热力学第二定律21.在一个孤立系统内，一切实际过程都向着_________________方向进行．这就是热力学第二定律统计意义．从宏观上说，一切与热现象相关实际过程都是____________．

不可逆

状态几率增大23．一定量某理想气体按pV2＝恒量规律膨胀，则膨胀后理想气体温度(A)将升高．(B)将降低(C)不变．(D)升高还是降低,不能确定．[B]第27页24.设有以下过程：(1)用活塞迟缓地压缩绝热容器中理想气体．(设活塞与器壁无摩擦)(2)用迟缓地旋转叶片使绝热容器中水温上升(3)一滴墨水在水杯中迟缓弥散开.(4)一个不受空气阻力及其它摩擦力作用单摆摆动.其中是可逆过程为(A)(1)、(2)、(4)．(B)(1)、(2)、(3).(C)(1)、(3)、(4)．(D)(1)、(4)．[D]第28页25.不规则地搅拌盛于绝热容器中液体，液体温度在升高，若将液体看作系统，则：(1)外界传给系统热量_________零；

(2)外界对系统作功__________零；

(3)系统内能增量___________零；（填大于、等于、小于）等于大于大于26.一能量为1012eV宇宙射线粒子，射入一氖管中，氖管内充有0.1mol氖气，若宇宙射线粒子能量全部被氖气分子所吸收，则氖气温度升高了__________K．(1eV＝1.60×10-19J，普适气体常量R＝8.31J/(mol·K))1.28×10-7第29页

27.一定量理想气体，从a态出发经过①或②过程抵达b态，acb为等温线(如图)，则①、②两过程中外界对系统传递热量Q1、Q2是(A)Q1>0，Q2>0．(B)Q1<0，Q2<0．(C)Q1>0，Q2<0．(D)Q1<0，Q2>0．

[A]第30页28.一定量理想气体经历acb过程时吸热500J．则经历acbda过程时，吸热为(A)–1200J．(B)–700J．(C)–400J．(D)700J．［B］第31页

29.容积为10L(升)盒子以速率v＝200m/s匀速运动，容器中充有质量为50g，温度为18℃氢气，设盒子突然停顿，气体全部定向运动动能都变为气体分子热运动动能，容器与外界没有热量交换，则到达热平衡后；氢气温度将增加1.93K；氢气压强将增加4.01×104Pa．(普适气体常量R＝8.31J·mol-1·K-1，氢气分子可视为刚性分子.)30．下面给出理想气体几个状态改变关系，指出它们各表示什么过程．(1)pdV=(M/Mmol)RdT表示_________过程．(2)Vdp=(M/Mmol)RdT表示________过程．(3)pdV+Vdp=0表示__________过程．

等压等体等温第32页36．如图所表示，已知图中画不一样斜线两部分面积分别为S1和S2，那么(1)

假如气体膨胀过程为a─1─b，则气体对外做功A＝________；(2)

假如气体进行a─2─b─1─a循环过程,则它对外做功A＝____________．

-S1.S1+S2;第33页5.有一恒温容器储某种理想气体，迟缓漏气，问:1）气体压强是否改变？为何？2）容器内气体分子平均平动动能是否改变？为何？3）气体内能是否改变？为何？解：恒温容器,T不变。¯Þ¯=PRTPVnn¯Þ¯=ERTiEnn2=\kTwT23,不变不变第34页6.已知f(v)为N个分子组成系统速率分布函数。1）分别写出图中阴影面积对应数学表示式和物理意义。0f(v)vvpf(v)vpf(v)vpv1第35页2）说明以下各式物理意义：

（2）（4）（1）（大于分子平均速率）（小于分子数）（单位体积中v-v+dv区间内分子数）区间内分子平均平动动能)（3）第36页

35.一定量理想气体，开始时处于压强，体积，温度分别为p1，V1，T1平衡态，以后变到压强，体积，温度分别为p2，V2，T2终态．若已知V2>V1，且T2=T1，则以下各种说法中正确是：(A)不论经历是什么过程，气体对外净作功一定为正值．(B)不论经历是什么过程，气体从外界净吸热一定为正值．(C)若气体从始态变到终态经历是等