第一部分專題六第1講分子動理論氣體及熱力學定律_第1頁
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文檔簡介

1、第1講分子動理論氣體及熱力學定律2016高考導航適用于全國卷熱點聚焦備考對策本講考查的重點和熱點:分子大小的估算;對分子動理論內容的理解;固、液、氣三態的性質及其微觀解釋;氣體實驗定律、氣態方程的理解和應用;熱力學定律的理解和簡單計算;油膜法測分子直徑題型基本上都是拼盤式選擇題和計算題的組合由于本講內容瑣碎,考查點多,因此在復習中應注意抓好四大塊知識:一是分子動理論;二是從微觀角度分析固體、液體、氣體的性質;三是氣體實驗三定律;四是熱力學定律以四塊知識為主干,梳理出知識點,進行理解性記憶.一、分子動理論1分子的大小(1)阿伏加德羅常數:NA6.02×1023 mol1.(2)分子體積

2、:V0(占有空間的體積)(3)分子質量:m0.(4)油膜法估測分子的直徑:d.(5)估算微觀量的兩種分子模型球體模型:直徑為d.立方體模型:棱長為d.2分子熱運動的實驗基礎(1)擴散現象特點:溫度越高,擴散越快(2)布朗運動特點:液體內固體小顆粒永不停息、無規則的運動,顆粒越小、溫度越高,運動越劇烈3分子間的相互作用力和分子勢能(1)分子力:分子間引力與斥力的合力分子間距離增大,引力和斥力均減小;分子間距離減小,引力和斥力均增大,但斥力總比引力變化得快(2)分子勢能:分子力做正功,分子勢能減小;分子力做負功,分子勢能增加;當分子間距為r0時,分子勢能最小二、固體、液體和氣體1晶體、非晶體分子結

3、構不同,表現出的物理性質不同其中單晶體表現出各向異性,多晶體和非晶體表現出各向同性2液晶是一種特殊的物質,既可以流動,又可以表現出單晶體的分子排列特點,在光學、電學物理性質上表現出各向異性3液體的表面張力使液體表面有收縮到最小的趨勢,表面張力的方向跟液面相切4氣體實驗定律:氣體的狀態由熱力學溫度、體積和壓強三個物理量決定(1)等溫變化:pVC或p1V1p2V2.(2)等容變化:C或.(3)等壓變化:C或.(4)理想氣體狀態方程:C或.三、熱力學定律1物體的內能(1)內能變化溫度變化引起分子平均動能的變化;體積變化,分子間的分子力做功,引起分子勢能的變化(2)物體內能的決定因素2熱力學第一定律(

4、1)公式:UWQ(2)符號規定:外界對系統做功,W0,系統對外界做功,W0;系統從外界吸收熱量,Q0,系統向外界放出熱量,Q0;系統內能增加,U0,系統內能減少,U0.3熱力學第二定律(1)表述一:熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體(2)表述二:不可能從單一熱庫吸收熱量,使之完全變成功,而不產生其他影響(3)揭示了自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性,說明了第二類永動機不能制造成功熱點一微觀量的估算命題規律微觀量的估算問題在近幾年高考中出現得較少,預計在2016年高考中出現的概率較大,主要以選擇題的形式考查下列三個方面:(1)宏觀量與微觀量的關系;(2)估算固、液體分子大小及氣體分

5、子所占空間大小和分子數目的多少;(3)對實驗“用油膜法估測分子的大小”的考查1若以表示水的摩爾質量,V表示在標準狀態下水蒸氣的摩爾體積,為在標準狀態下水蒸氣的密度,NA為阿伏加德羅常數,m、分別表示每個水分子的質量和體積,下面五個關系式中正確的是()ANABCmDE突破點撥(1)分清宏觀量和微觀量宏觀量有_,微觀量有_(2)對水蒸氣區別分子體積與分子占有空間的體積分子占有空間的體積為_解析由NA,故A、C對;因水蒸氣為氣體,水分子間的空隙體積遠大于分子本身體積,即VNA·,D不對,而,B不對,E對答案ACE2在“用油膜法估測分子的大小”實驗中所用的油酸酒精溶液為每1 000 mL溶液

6、中有純油酸0.6 mL,用注射器測得1 mL上述溶液為80滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內,讓油膜在水面上盡可能散開,測得油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示,圖中每個小正方形方格的邊長均為1 cm,下列說法正確的是()A實驗時將油酸分子看成球體B實驗時不考慮各油酸分子間的間隙C測出分子直徑后,只需知道油酸的體積就可算出阿伏加德羅常數D該實驗測出油酸分子的直徑約是6.5×108 mE使用油酸酒精溶液的目的是讓油酸在水面上形成單層分子油膜解析“用油膜法估測分子的大小”實驗,把油滴滴到水面上,油在水面上要盡可能地散開,形成單分子油膜,把分子看成球體,單分子油膜的厚度就可以認為等于油酸分子直徑

7、,實驗中測出的油酸分子直徑為d m6.5×1010 m,測出分子直徑后,要計算出阿伏加德羅常數,還需知道油酸的摩爾體積,A、B、E正確答案ABE3(2015·濰坊二模)空調在制冷過程中,室內空氣中的水蒸氣接觸蒸發器(銅管)液化成水,經排水管排走,空氣中水分越來越少,人會感覺干燥,若有一空調工作一段時間后,排出液化水的體積V1.0×103 cm3.已知水的密度1.0×103 kg/m3、摩爾質量M1.8×102 kg/mol,阿伏加德羅常數NA6.0×1023 mol1.試求:(結果均保留一位有效數字)(1)該液化水中含有水分子的總數N

8、;(2)一個水分子的直徑d.解析水是液體,故水分子可以視為球體,一個水分子的體積公式為Vd3.(1)水的摩爾體積為V0該液化水中含有水分子的物質的量n水分子總數NnNA由得N3×1025(個)(2)建立水分子的球模型有:d3得水分子直徑d m4×1010 m.答案(1)3×1025個(2)4×1010 m方法技巧解決估算類問題的三點注意(1)固體、液體分子可認為緊靠在一起,可看成球體或立方體;氣體分子只能按立方體模型計算所占的空間(2)狀態變化時分子數不變(3)阿伏加德羅常數是宏觀與微觀的聯系橋梁,計算時要注意抓住與其有關的三個量:摩爾質量、摩爾體積和物

9、質的量熱點二分子動理論和內能命題規律分子動理論和內能是近幾年高考的熱點,題型為選擇題分析近幾年高考命題,主要考查以下幾點:(1)布朗運動、分子熱運動與溫度的關系;(2)分子力、分子勢能與分子間距離的關系及分子勢能與分子力做功的關系;(3)溫度與分子動能的關系以及物體內能變化1(2015·湖北八校二聯)下列說法中正確的是()A布朗運動是指液體或氣體中懸浮微粒的無規則運動B氣體的溫度升高,每個氣體分子運動的速率都增大C一定量100 的水變成100 的水蒸氣,其分子之間的勢能增加D只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度,氣體的溫度就可以降低E分子力只要增大,分子間的分子勢能就要增大突破點撥(1

10、)氣體溫度升高,分子平均動能增大,但不是每個分子動能都增大(2)100 的水變成100 的水蒸氣,分子平均動能不變,勢能增加(3)在r<r0范圍內,分子力增大,分子間距一定減小,分子勢能增大在r>r0范圍內,分子力增大,分子間距可能增大,也可能減小,分子勢能不一定增大解析布朗運動是液體或氣體中懸浮微粒的無規則運動,而不是分子的運動,故A對溫度升高分子的平均動能增大,但不是每個分子的速率都增大,故B錯一定量100 的水變成100 的水蒸氣,雖然溫度沒有升高,但此過程必須吸熱,而吸收的熱量使分子之間的距離增大,分子勢能增加,故C對溫度是分子熱運動的平均動能的標志,故D對由Epr和Fr圖

11、象比較可知,E錯答案ACD在上述題1中,一定量100 的水變成100 的水蒸氣,需要吸收的熱量是否等于分子勢能的增加?解析:水的分子動能不變,吸收的熱量一部分用來增加水分子的勢能,另一部分用來克服體積膨脹對外做功,故Q>Ep,所以吸收的熱量不等于分子勢能的增加答案:見解析2(2015·唐山一模)如圖為兩分子系統的勢能Ep與兩分子間距離r的關系曲線下列說法正確的是()A當r大于r1時,分子間的作用力表現為引力B當r小于r1時,分子間的作用力表現為斥力C當r等于r1時,分子間勢能Ep最小D當r由r1變到r2的過程中,分子間的作用力做正功E當r等于r2時,分子間勢能Ep最小解析由題圖

12、知:rr2時分子勢能最小,E對,C錯;平衡距離為r2,rr2時分子力表現為斥力,A錯,B對;r由r1變到r2的過程中,分子勢能逐漸減小,分子力做正功,D對答案BDE3(2015·長沙二模)下列敘述中正確的是()A擴散現象是分子無規則運動造成的B分子間距離越大,分子勢能越大;分子間距離越小,分子勢能也越小C兩個鉛塊壓緊后能粘在一起,說明分子間有引力D用打氣筒向籃球充氣時需用力,說明氣體分子間有斥力E溫度升高,物體的內能卻不一定增大解析擴散現象是兩種物質分子相互滲透的結果,其原因是分子做永不停息的無規則的運動,A正確;若取兩分子相距無窮遠時的分子勢能為零,則當兩分子間距離大于r0時,分子

13、力表現為引力,分子勢能隨間距的減小而減小(此時分子力做正功),當分子間距離小于r0時,分子力表現為斥力,分子勢能隨間距的減小而增大(此時分子力做負功),故B錯誤;將兩個鉛塊用刀刮平壓緊后便能粘在一起,說明分子間存在引力,C正確;用打氣筒向籃球充氣時需用力,是由于籃球內壓強在增大,不能說明分子間有斥力,D錯誤;物體的內能取決于溫度、體積及物體的質量,溫度升高,內能不一定增大,E正確答案ACE總結提升(1)分子力做正功,分子勢能減小;分子力做負功,分子勢能增大;兩分子間距離為平衡距離時,分子勢能最小(2)注意區分分子力曲線和分子勢能曲線(3)物態變化時,注意體積變化涉及的做功問題熱點三熱力學定律及

14、固體、液體的性質命題規律熱力學定律的綜合應用是近幾年高考的熱點,分析近三年高考,命題規律有以下幾點:(1)結合熱力學圖象考查內能變化與做功、熱傳遞的關系,題型為選擇題或填空題;(2)以計算題形式與氣體性質結合進行考查;(3)對固體、液體、晶體的考查比較簡單,題型為選擇題備考中熟記基礎知識即可1(2015·甘肅第一次診考)關于熱力學定律,下列說法正確的是()A為了增加物體的內能,必須對物體做功或向它傳遞熱量B對某物體做功,必定會使該物體的內能增加C可以從單一熱源吸收熱量,使之完全變為功D空調機作為制冷機使用時,將熱量從溫度較低的室內送到溫度較高的室外,所以制冷機的工作不遵守熱力學第二定

15、律E機械能轉化為內能的實際宏觀過程是不可逆過程突破點撥(1)由熱力學第一定律知,物體內能的改變由做功和熱傳遞兩種方式共同決定(2)理解熱力學第二定律的關鍵是:非自發過程可“強制”實現,但一定造成了其他影響,而不造成其他影響是不可能的解析由UWQ可知做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種途徑,它們是等效的,故A正確、B錯誤由熱力學第二定律可知,可以從單一熱源吸收熱量,使之全部變為功,但會產生其他影響,故C正確由熱力學第二定律知,熱量只是不能自發地從低溫物體傳向高溫物體,而空調機制冷時,壓縮機工作將熱量從室內送到室外,故不違反熱力學第二定律,D錯誤一切與熱現象有關的宏觀過程不可逆,則E正確答案ACE2如

16、圖所示,一定質量的理想氣體從狀態A依次經過狀態B、C和D后再回到狀態A其中,AB和CD為等溫過程,BC和DA為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)這就是著名的“卡諾循環”(1)該循環過程中,下列說法錯誤的是_AAB過程中,外界對氣體做功BBC過程中,氣體分子的平均動能增大CCD過程中,單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數增多DDA過程中,氣體分子的速率分布曲線不發生變化E該循環過程中,內能減小的過程僅有BC(2)若該循環過程中的氣體為1 mol,氣體在A狀態時的體積為10 L,在B狀態時壓強為A狀態時的.求氣體在B狀態時單位體積內的分子數(已知阿伏加德羅常數NA6.0×1023 mol1,

17、計算結果保留一位有效數字)解析(1)在AB的過程中,氣體體積增大,故氣體對外界做功,選項A錯誤;BC的過程中,氣體對外界做功,W0,且為絕熱過程,Q0,根據UQW,知U0,即氣體內能減小,溫度降低,氣體分子的平均動能減小,選項B錯誤;CD的過程中,氣體分子的平均動能不變,氣體體積減小,單位體積內的分子數增多,故單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數增多,選項C正確;DA的過程為絕熱壓縮,故Q0,W0,根據UQW,U0,即氣體的內能增加,溫度升高,所以氣體分子的速率分布曲線發生變化,選項D錯誤從AB、CD的過程中氣體做等溫變化,理想氣體的內能不變,內能減小的過程是BC,內能增大的過程是DA,選項E正

18、確(2)從AB氣體為等溫變化,根據玻意耳定律有pAVApBVB,所以VBL15 L.所以單位體積內的分子數n L14×1022 L14×1025 m3.答案(1)ABD(2)4×1025 m3方法技巧熱力學第一定律的應用技巧(1)內能變化量U的分析思路:由氣體溫度變化分析氣體內能變化溫度升高,內能增加;溫度降低,內能減少由公式UWQ分析內能變化(2)做功情況W的分析思路:由體積變化分析氣體做功情況體積被壓縮,外界對氣體做功;體積膨脹,氣體對外界做功注意氣體在真空中自由膨脹時,W0.由公式WUQ分析氣體做功情況(3)氣體吸、放熱Q的分析思路:一般由公式QUW分析氣體

19、的吸、放熱情況對氣體實驗定律和狀態方程的考查命題規律氣體實驗定律是每年的必考內容,形式多為計算題分析近三年高考,命題規律有如下幾點:(1)氣體實驗定律或狀態方程的應用,結合常見模型(活塞、汽缸、水銀柱等)產生的附加壓強的計算;(2)兩個汽缸或兩關聯氣體;(3)涉及氣體壓強的微觀解釋、熱力學第一定律和氣體圖象的考查范例(2015·山西四校三聯)(15分)如圖所示,開口向上豎直放置的內壁光滑的汽缸,其側壁是絕熱的,底部導熱,內有兩個質量均為m的密閉活塞,活塞A導熱,活塞B絕熱,將缸內理想氣體分成、兩部分初狀態整個裝置靜止不動處于平衡,、兩部分氣體的長度均為l0,溫度為T0.設外界大氣壓強

20、為p0保持不變,活塞橫截面積為S,且mgp0S,環境溫度保持不變求:(1)在活塞A上逐漸添加鐵砂,當鐵砂質量等于2m,兩活塞重新處于平衡時,活塞B下降的高度;(2)現只對氣體緩慢加熱,使活塞A回到初始位置此時氣體的溫度規范答題(1)初狀態氣體壓強p1p02p0(1分)氣體壓強p2p13p0(1分)添加鐵砂后氣體壓強p1p04p0(1分)氣體壓強pp5p0(1分)氣體等溫變化,根據玻意耳定律有p2l0Spl2S(2分)可得:l2l0(1分)則B活塞下降的高度h2l0l20.4l0.(1分)(2)氣體等溫變化,根據玻意耳定律有p1l0Spl1S(2分)可得l10.5l0(1分)只對氣體加熱,氣體狀

21、態不變,所以當A活塞回到原來位置時,氣體此時長度l2l00.5l01.5l0(1分)根據理想氣體狀態方程有:(2分)得:T22.5T0.(1分)答案(1)0.4l0(2)2.5T0方法總結應用氣體實驗定律的解題思路(1)選擇對象某一定質量的理想氣體;(2)找出參量氣體在始末狀態的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2;(3)認識過程認清變化過程是正確選用物理規律的前提;(4)列出方程選用某一實驗定律或狀態方程,代入具體數值求解,并討論結果的合理性若為兩部分氣體,除對每部分氣體作上述分析外,還要找出它們始末狀態參量之間的關系,列式聯立求解最新預測1(2015·河南鄭州質檢)一定質量的理

22、想氣體從狀態A變化到狀態B,再變化到狀態C,其狀態變化過程的pV圖象如圖所示已知該氣體在狀態A時的溫度為27 .求:(1)該氣體在狀態B時的溫度;(2)該氣體從狀態A到狀態C的過程中與外界交換的熱量解析:(1)對于理想氣體:AB過程,由查理定律有,得TB100 K,所以tBTB273 173 .(2)BC過程,由蓋呂薩克定律有,得TC300 K,所以tCTC273 27 .由于狀態A與狀態C溫度相同,氣體內能相等,而AB過程是等容變化氣體對外不做功,BC過程中氣體體積膨脹對外做功,即從狀態A到狀態C氣體對外做功,故氣體應從外界吸收熱量Qp·V1×105×(3

23、15;1031×103 )J200 J.答案:(1)173 (2)吸熱200 J2.(2015·河北衡水中學三模)質量M10 kg的缸體與質量m4 kg的活塞,封閉一定質量的理想氣體(氣體的重力可以忽略),不漏氣的活塞被一勁度系數k20 N/cm的輕彈簧豎直向上舉起立于空中,如圖所示環境溫度為T11 500 K時被封氣柱長度L130 cm,缸口離地的高度為h5 cm,若環境溫度變化時,缸體有良好的導熱性能已知活塞與缸壁間無摩擦,彈簧原長L027 cm,活塞橫截面積S2×103 m2,大氣壓強p01.0×105 Pa,當地重力加速度g10 m/s2,求環境

24、溫度降到多少時汽缸著地,溫度降到多少時能使彈簧恢復原長解析:因汽缸懸空,先降溫時氣體等壓變化,壓強恒為p1p01.5p0,設汽缸著地時環境溫度降為T2由蓋呂薩克定律知代入數據得T21 250 K待缸口著地后,再降溫時活塞上移,彈簧逐漸恢復原長,由kx(Mm)g知彈簧的形變量為x7 cm設彈簧恢復原長時的環境溫度為T3,氣體壓強為p3,氣柱長度為L3,由活塞受力平衡知p3p00.8p0,由幾何關系知L3L1xh18 cm由知,整理可得T3480 K.答案:1 250 K480 K失分防范1應用氣體實驗定律或狀態方程解題,易從以下幾點失分:(1)氣體變化過程分析不清,用錯解題規律;(2)附加壓強計

25、算錯誤,特別是單位不統一造成錯誤;(3)對兩部分關聯氣體之間的聯系易出現錯誤2防止失分應做到以下幾點:(1)認真分析氣體各參量的變化情況,正確選用規律;(2)弄清壓強單位之間的變換關系,統一壓強單位;(3)對兩部分關聯氣體,注意找兩者的初末狀態的壓強關系和體積關系1(2015·懷化模擬)(1)下列說法中正確的是_A擴散現象不僅能發生在氣體和液體中,固體中也可以B巖鹽是立方體結構,粉碎后的巖鹽不再是晶體C地球大氣的各種氣體分子中氫分子質量小,其平均速率較大,更容易掙脫地球吸引而逃逸,因此大氣中氫含量相對較少D從微觀角度看氣體壓強只與分子平均動能有關E溫度相同的氫氣和氧氣,分子平均動能相

26、同(2)一氣象探測氣球,在充有壓強為76 cmHg、溫度為27 的氫氣時,體積為3.5 m3.當氣球上升到6.50 km高空的過程中,氣球內氫氣的壓強逐漸減小,但通過加熱使氣體溫度保持不變,氣球到達的6.50 km處的大氣壓強為36.0 cmHg,這一高度氣溫為48.0 ,以后保持氣球高度不變求:氣球在6.50 km處的體積當氫氣的溫度等于48.0 后的體積解析:(1)擴散現象也可以在固體中發生,A項正確粉碎后的巖鹽顆粒仍具有立方體結構,仍為晶體,B項錯誤從微觀角度看氣體壓強與分子平均動能和氣體分子密集程度兩個因素有關,D項錯誤根據分子動理論,分子的平均動能取決于溫度,與分子種類無關,E項正確

27、由于各種氣體分子的平均動能mv2相等,氫氣分子的平均速率最大,C項正確(2)氣球上升過程是一個等溫變化過程,有:p1V1p2V2,解得V27.39 m3.氣球在6.50 km處時,氣體是一個等壓變化過程,有:,解得V35.54 m3.答案:(1)ACE(2)7.39 m35.54 m32(1)下列說法中正確的是_A已知水的摩爾質量和水分子的質量,就可以計算出阿伏加德羅常數B布朗運動說明分子在永不停息地做無規則運動C兩個分子由很遠(r109 m)距離減小到很難再靠近的過程中,分子間作用力先減小后增大,分子勢能不斷增大D露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用E物體的溫度升高,則物體中所有分子的分子動能

28、都增大(2)在大氣中有一水平放置的固定圓筒,它由a、b和c三個粗細不同的部分連接而成,各部分的橫截面積分別為2S、S和S.已知大氣壓強為p0,溫度為T0.兩活塞A和B用一根長為4L的不可伸長的輕桿相連,把溫度為T0的空氣密封在兩活塞之間,此時兩活塞的位置如圖所示現對被密封的氣體加熱,其溫度緩慢上升到T,若活塞與圓筒壁之間的摩擦可忽略,此時兩活塞之間氣體的壓強為多少?解析:(1)NA,故A正確;布朗運動是分子熱運動的實驗基礎,B正確;當rr0時,分子力為0,兩分子從很遠到很近,分子力先增大后減小再增大,分子勢能先減小后增大,C錯誤;表面張力使液體表面積最小為球形,D正確;物體的溫度升高,分子的平

29、均動能增大,并不是所有分子動能都增大,E錯誤(2)開始升溫過程中封閉氣體做等壓膨脹,直至B活塞左移L為止設B剛好左移L距離對應的溫度為T,則得TT0所以,若TT0,pp0若TT0,由得pp0.答案:(1)ABD(2)若TT0,pp0;若TT0,pp03(2014·高考全國卷,T33,15分) (1)一定量的理想氣體從狀態a開始,經歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態,其pT圖象如圖所示下列判斷正確的是_A過程ab中氣體一定吸熱B過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱Da、b和c三個狀態中,狀態a分子的平均動能最小Eb和c兩個狀態中,容器壁單位面積

30、單位時間內受到氣體分子撞擊的次數不同(2)一定質量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內汽缸壁導熱良好,活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動開始時氣體壓強為p,活塞下表面相對于汽缸底部的高度為h,外界溫度為T0.現取質量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完時,活塞下降了h/4.若此后外界的溫度變為T,求重新達到平衡后氣體的體積已知外界大氣的壓強始終保持不變,重力加速度大小為g.解析:(1)對一定質量的理想氣體,由C進行狀態分析由熱力學第一定律UWQ進行吸放熱、做功分析在不同坐標系中要注意各種圖象的不同,從圖象中找出體積、溫度、壓強的變化情況由題pT圖象可知過程ab是等容變化,溫度升高,內能增

31、加,體積不變,由熱力學第一定律可知過程ab一定吸熱,選項A正確;過程bc溫度不變,即內能不變,由于過程bc體積增大,所以氣體對外做功,由熱力學第一定律可知,氣體一定吸收熱量,選項B錯誤;過程ca壓強不變,溫度降低,內能減少,體積減小,外界對氣體做功,由熱力學第一定律可知,放出的熱量一定大于外界對氣體做的功,選項C錯誤;溫度是分子平均動能的標志,由題pT圖象可知,a狀態氣體溫度最低,則分子平均動能最小,選項D正確;b、c兩狀態溫度相等,分子平均動能相等,由于壓強不相等,所以單位面積單位時間內受到氣體分子撞擊的次數不同,選項E正確(2)求理想氣體狀態參數時,要找出初末狀態,然后由理想氣體狀態方程列

32、方程求解設汽缸的橫截面積為S,沙子倒在活塞上后,對氣體產生的壓強為p,由玻意耳定律得phS(pp)S解得pp外界的溫度變為T后,設活塞距底面的高度為h,根據蓋呂薩克定律,得解得hh據題意可得p氣體最后的體積為VSh聯立式得V.答案:(1)ADE(2)4(1)關于一定量的氣體,下列說法正確的是_A氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達的空間的體積,而不是該氣體所有分子體積之和B只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度,氣體的溫度就可以降低C在完全失重的情況下,氣體對容器壁的壓強為零D氣體從外界吸收熱量,其內能一定增加E氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高(2)如圖,A容器容積為10 L,里面充滿12 atm

33、、溫度為300 K的理想氣體,B容器是真空,現將A中氣體溫度升高到400 K,然后打開閥門S,將A中的氣體釋放一部分到B容器,當A容器內壓強降到4 atm時,關閉閥門,這時B容器內的壓強是3 atm.不考慮氣體膨脹過程中溫度的變化,求B容器的容積解析:(1)氣體分子在空間可自由移動,因此氣體體積應是氣體分子所能到達的空間的體積,選項A正確;分子熱運動的劇烈程度與溫度有關,溫度越高,分子熱運動越劇烈,選項B正確;氣體壓強的大小等于氣體作用在器壁單位面積上的壓力,與失、超重無關,選項C錯誤;氣體吸收熱量的同時可對外做功,內能不一定增加,選項D錯誤;氣體等壓膨脹,由可知溫度一定升高,選項E正確(2)

34、設A容器容積為VA10 L,溫度T0300 K時,壓強為p012 atm;溫度升高到T1400 K時,壓強為p1,根據查理定律有解得p116 atm對于氣體膨脹過程,為等溫變化,以膨脹后A中氣體為研究對象,初態:p116 atm,體積為V1末態:p24 atm,V210 L根據玻意耳定律有p1V1p2V2解得V12.5 L.對B中氣體初態:p16 atm,VVAV17.5 L末態:p3 atm,VVB同理有pVpV解得VBV40 L.答案:(1)ABE(2)40 L5(1)下列說法正確的是_A液晶具有液體的流動性,同時具有晶體的光學各向異性特征B第二類永動機違反了能量守恒定律,所以它是制造不出

35、來的C一定質量的理想氣體,如果壓強不變,體積增大,那么它一定從外界吸熱D懸浮在液體中的固體微粒越小,布朗運動越明顯E空氣的相對濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強表示(2)如圖所示,一圓柱形絕熱汽缸豎直放置,通過絕熱活塞封閉著一定質量的理想氣體已知外界大氣壓強為p0,活塞的橫截面積為S,質量為m,與容器底部相距h,此時封閉氣體的溫度為T0.現在活塞上放置一質量與活塞質量相等的物塊,再次平衡后活塞與容器底部相距h,接下來通過電熱絲緩慢加熱氣體,氣體吸收熱量Q時,活塞再次回到原初始位置重力加速度為g,不計活塞與汽缸的摩擦求:活塞上放置物塊再次平衡后,氣體的溫度;加熱過程中氣體的內能增加量解析:(1)由液晶的特性可知A正確;第二類永動機不違反能量守恒定律,而是違反熱力學第二定律,B錯誤;由C知,體積

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