高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)考法 第16章 熱學(xué)課件 新人教版

第16章 熱 學(xué)l 考點(diǎn)39 氣體， 液體， 固體l 考點(diǎn)40 熱力學(xué)定律和能量守恒定律l 考點(diǎn)41 實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子大小l 考點(diǎn)38 分子動(dòng)理論考點(diǎn)38 分子動(dòng)理論必備知識(shí) 全面把握核心方法 重點(diǎn)突破 考法1分子熱運(yùn)動(dòng) 考法2分子間作用力和分子勢(shì)能考法例析 成就能力 題型1分子熱運(yùn)動(dòng) 題型2分子力及分子運(yùn)動(dòng) 必備知識(shí) 全面把握u1物質(zhì)是由大量分子組成的(1) 分子的體積 分子的體積很小，它的直徑數(shù)量級(jí)約為1010 m. 油膜法測(cè)分子的直徑：讓油酸液滴在水面上散開形成單分子油膜，如圖所 示，設(shè)油酸的體積為V，在水面鋪開的面積為S，則油酸分子的直徑(2) 分子的質(zhì)量 分子質(zhì)量很小，一般分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)是1026 kg. (3)阿伏加德羅常數(shù) 1 mol任何物質(zhì)中所含的分子數(shù)叫阿伏加德羅常數(shù)，NA6.021023 mol1.u2分子做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)(1)擴(kuò)散現(xiàn)象 兩種不同的物質(zhì)接觸后，彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫擴(kuò)散現(xiàn)象溫度越高，擴(kuò)散越快(2)布朗運(yùn)動(dòng) 懸浮在液體(或氣體)中的小顆粒在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 特點(diǎn)：顆粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著 原因：小顆粒受周圍液體(或氣體)分子的撞擊而產(chǎn)生的 實(shí)質(zhì)：布朗運(yùn)動(dòng)是小顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是分子的運(yùn)動(dòng)，但說明了分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性1 1對(duì)擴(kuò)散現(xiàn)象的理解對(duì)擴(kuò)散現(xiàn)象的理解 (1)擴(kuò)散現(xiàn)象是從濃度大處向濃度小處擴(kuò)散(2)擴(kuò)散現(xiàn)象不是外界作用(例如：對(duì)流、重力作用等)，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果(3)雖然分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度受到溫度影響，溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，但分子的熱運(yùn)動(dòng)永遠(yuǎn)不會(huì)停止2 2對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的理解對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的理解( (1)1)固體顆粒足夠小，很難直接用肉眼觀察，一般都是在顯微鏡下觀察固體顆粒足夠小，很難直接用肉眼觀察，一般都是在顯微鏡下觀察 (2)(2)觀察到的是固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，反映了液體分子熱運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性觀察到的是固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，反映了液體分子熱運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性 (3)(3)溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，說明溫度越高，液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，說明溫度越高，液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈分子的運(yùn)動(dòng)是看不見的，布朗運(yùn)動(dòng)雖然不是分子的運(yùn)動(dòng)，卻可以間接證明烈分子的運(yùn)動(dòng)是看不見的，布朗運(yùn)動(dòng)雖然不是分子的運(yùn)動(dòng)，卻可以間接證明分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng), ,注意：布朗運(yùn)動(dòng)只能在氣體或者液體中發(fā)生，注意：布朗運(yùn)動(dòng)只能在氣體或者液體中發(fā)生，擴(kuò)散現(xiàn)象可以在固體、液體、氣體中發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象可以在固體、液體、氣體中發(fā)生u3分子間存在相互作用的引力和斥力 分子間的引力和斥力同時(shí)存在，通常分子力是指分子間引力和斥力的合力 分子力與分子間距離的關(guān)系如圖所示，由圖可知，分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小但斥力比引力的變化快(1)當(dāng)rr0(平衡位置)時(shí)，F(xiàn)引F斥，分子力合力為零(2)當(dāng)rr0時(shí)，F(xiàn)引F斥，分子力表現(xiàn)為引力(3)當(dāng)rr0時(shí)，F(xiàn)引F斥，分子力表現(xiàn)為斥力(4)當(dāng)r10r0(即r109 m)時(shí)，分子力已經(jīng)變得十分微弱，可以忽略不計(jì)，可認(rèn)為分子間分子力為零u4分子勢(shì)能 分子間存在相互作用力分子間具有由它們的相對(duì)位置決定的勢(shì)能叫分子勢(shì)能分子勢(shì)能的改變與分子力做功有關(guān)：分子力做正功，分子勢(shì)能減小，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，且分子力做多少功，分子勢(shì)能就改變多少 分子勢(shì)能與分子間距的關(guān)系：(1)當(dāng)r r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨著r的增大，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加(2)當(dāng)rr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著r的減小，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加(3)當(dāng)rr0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零，為負(fù)值(選兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)的分子勢(shì)能為零)考點(diǎn)38核心方法重點(diǎn)突破u考法1分子熱運(yùn)動(dòng) 課標(biāo)全國(guó)201533(1)，5分(多選)關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是()A溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快B擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的D擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對(duì)流形成的例例1【注】對(duì)分子熱運(yùn)動(dòng)的考查主要集中在兩個(gè)方面：布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象是分子的運(yùn)動(dòng)，而布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體(或氣體)中的固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，是液體(或氣體)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映【解析】 擴(kuò)散現(xiàn)象是物質(zhì)分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，在氣體、液體、固體中都能發(fā)生；溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯；這是一種物理現(xiàn)象，不是化學(xué)反應(yīng)，所以選項(xiàng)A、C、D正確，選項(xiàng)B、E錯(cuò)誤【答案】A、C、D例例1u考法2分子間作用力和分子勢(shì)能(1)分子力是分子間引力與斥力的合力，分子間的引力和斥力同時(shí)存在，且引力和斥力均隨分子間距的增大而減小，隨分子間距的減小而增大，但斥力變化比引力快(2)判斷分子力隨分子間距離的變化情況時(shí)，可根據(jù)圖像來判斷，這樣比較直觀(3)判斷分子勢(shì)能變化的兩種方法方法一：根據(jù)分子力做功判斷分子力做正功，分子勢(shì)能減少；分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加方法二：利用分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖像判斷，如圖所示圖中規(guī)定r處Ep0，由圖可知，當(dāng)rr0時(shí)，分子勢(shì)能最小需要注意的是此圖像和分子力與分子間距離的關(guān)系圖像形狀很相似，但意義不同，不要混淆課標(biāo)全國(guó)201333(1)，6分(多選)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近在此過程中，下列說法正確的是() A分子力先增大，后一直減小 B分子力先做正功，后做負(fù)功 C分子動(dòng)能先增大，后減小 D分子勢(shì)能先增大，后減小 E分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變例例2【解析】例例2兩相距較遠(yuǎn)的分子在靠近的過程中，分子力先表現(xiàn)為引力且先增大后減小，到平衡位置時(shí)，分子力為零，之后分子力表現(xiàn)為斥力且越來越大，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；分子力先做正功后做負(fù)功，B選項(xiàng)正確；分子勢(shì)能先減小后增大，動(dòng)能先增大后減小，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；只有分子力做功，分子勢(shì)能和分子動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，總和不變，E選項(xiàng)正確【答案】B、C、E 考點(diǎn)38考法例析成就能力u題型1分子熱運(yùn)動(dòng)例例1【注】能夠說明分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的是布朗運(yùn)動(dòng)，高考題中常涉及對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的考查，關(guān)鍵是要弄清布朗運(yùn)動(dòng)的本質(zhì) 山東理綜201537(1)，5分(多選)墨滴入水，擴(kuò)而散之，徐徐混勻關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是()A混合均勻主要是由于碳粒受重力作用B混合均勻的過程中，水分子和碳粒都做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速D墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的【解析】 墨滴入水，擴(kuò)而散之，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象，主要是由于水分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)造成的，與碳粒所受重力無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)分子動(dòng)理論，任何分子都永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在混合均勻的過程中，水分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而碳粒的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)是水分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，故碳粒也做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；顆粒越小、水溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，選項(xiàng)C正確；墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由于碳粒和水分子都做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】 B、C 例例1u題型2分子力及分子力做功分子力及分子力做功 山西晉城2017二模將一個(gè)分子P固定在O點(diǎn)，另一個(gè)分子Q從圖中的A點(diǎn)由靜止釋放，兩分子之間的作用力與間距關(guān)系的圖像如圖所示，則下列說法正確的是()例例2A分子Q由A運(yùn)動(dòng)到C的過程中，先加速再減速B分子Q在C點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小C分子Q在C點(diǎn)時(shí)加速度大小為零D分子Q由A點(diǎn)釋放后運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)左側(cè)的過程中，加速度先增大后減小再增大E該圖能表示固、液、氣三種狀態(tài)下分子力隨分子間距變化的規(guī)律【解析】 分子Q由A運(yùn)動(dòng)到C的過程中，一直受吸引力作用，速度一直增加，動(dòng)能增加，分子勢(shì)能減小，在C點(diǎn)的分子勢(shì)能最小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；分子Q在C點(diǎn)時(shí)受到的分子力為零，故Q在C點(diǎn)時(shí)加速度大小為零，選項(xiàng)C正確；分子Q由A點(diǎn)釋放后運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)左側(cè)的過程中，分子間先是吸引力先增大后減小，然后到C點(diǎn)左側(cè)時(shí)分子力為斥力逐漸變大，故加速度先增大后減小再增大，選項(xiàng)D正確；該圖只能表示固、液兩種狀態(tài)下分子力隨分子間距變化的規(guī)律，氣體分子距離一般大于10r0，選項(xiàng)E錯(cuò)誤；故選B、C、D. 【答案】B、C、D例例2第16章考點(diǎn)39 氣體，液體，固體必備知識(shí) 全面把握核心方法 重點(diǎn)突破 考法3氣體壓強(qiáng)的微觀意義的理解 考法4氣體實(shí)驗(yàn)定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用 考法5 氣體實(shí)驗(yàn)定律的圖像問題 考法6 理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用 考法7 固體和液體考法例析 成就能力 題型3氣體的狀態(tài)變化與微觀解釋 題型4一定質(zhì)量的理想氣體問題 題型5 一定質(zhì)量的理想氣體的多過程問題考法例析 成就能力 題型6氣體狀態(tài)變化中的圖像問題 題型7兩部分氣體的狀態(tài)變化問題 必備知識(shí) 全面把握u1氣體(1)氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 分子間距離大約是分子直徑的10倍，分子間作用力十分微弱，可忽略不計(jì)；分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等；分子速率的分布規(guī)律按“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布(2)描述氣體的狀態(tài)參量 溫度：Tt273 K，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志 體積：氣體分子占據(jù)的空間，即氣體所充滿的容器的容積 壓強(qiáng)：微觀上取決于分子的平均動(dòng)能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)宏觀上取決于氣體的溫度和體積(3)三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律玻意耳定律查理定律蓋呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積與熱力學(xué)溫度成正比表達(dá)式 p1V1p2V2或 pVCP1/T1=P2/T2V1/V2=T1/T2圖像微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定在這種情況下，體積減小時(shí)，分子的密集程度增大，氣體的壓強(qiáng)就增大一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時(shí)，分子的密集程度保持不變?cè)谶@種情況下，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)就增大一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強(qiáng)不變(4)理想氣體在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體叫理想氣體理想氣體狀態(tài)方程：(5)氣體分子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志對(duì)確定的氣體而言，溫度與分子運(yùn)動(dòng)的平均速率有關(guān)，溫度越高，反映氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率越大分子的速率按一定的規(guī)律分布，呈“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，且這個(gè)分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)，平均速率會(huì)增大，如圖所示（氧氣分子的速率分布圖像)(6)氣體壓強(qiáng)的微觀解釋氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因(微觀解釋)大量分子頻繁地碰撞器壁，對(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力，產(chǎn)生壓強(qiáng)影響氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素a氣體分子的平均動(dòng)能，從宏觀上看由氣體的溫度決定b單位體積內(nèi)的分子數(shù)，從宏觀上看與氣體的體積有關(guān)(7)飽和汽與飽和汽壓動(dòng)態(tài)平衡在相同時(shí)間內(nèi)回到水中的分子數(shù)等于離開水面的分子數(shù)，這時(shí)，水蒸氣的密度不再增大，液體水也不再減少，液體與氣體之間達(dá)到了平衡狀態(tài)這種平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡飽和汽與未飽和汽與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽叫飽和汽沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽叫未飽和汽飽和汽壓在一定溫度下，飽和汽的壓強(qiáng)一定，叫飽和汽壓未飽和汽的壓強(qiáng)小于飽和汽壓飽和汽壓隨溫度的升高而增大，與液體的種類有關(guān)，與體積無關(guān)(8)空氣的濕度空氣的絕對(duì)濕度空氣的濕度可以用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)來表示，這樣表示的濕度叫空氣的絕對(duì)濕度空氣的相對(duì)濕度用空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓之比來描述空氣的潮濕程度，這樣表示的濕度叫空氣的相對(duì)濕度u2固體 (1)定義固體是指以固態(tài)形式存在的物質(zhì)的總稱，是物質(zhì)的一種凝聚態(tài) (2)特點(diǎn)有一定的體積和形狀，在外力作用下顯示出一定的剛性固體沒有流動(dòng)性，可壓縮性也很小(3)晶體與非晶體 分類比較晶體單晶體多晶體非晶體外形規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則熔點(diǎn)確定確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性各向同性原子排列規(guī)則多晶體的每個(gè)晶體間排列不規(guī)則不規(guī)則典型物質(zhì)石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香要判斷一種物質(zhì)是晶體還是非晶體，關(guān)鍵是看有無確定的熔點(diǎn)，有確定熔點(diǎn)的是晶體，無確定熔點(diǎn)的是非晶體幾何外形是指自然生成的形狀，若形狀規(guī)則，是單晶體；若形狀不規(guī)則，有兩種可能，即為多晶體或非晶體，憑此一項(xiàng)不能最終確定物質(zhì)是否為晶體從導(dǎo)電、導(dǎo)熱等物理性質(zhì)來看，物理性質(zhì)各向異性的是單晶體，各向同性的可能是多晶體，也可能是非晶體u3液體液體的性質(zhì)介于氣體和固體之間液體一方面像固體，具有一定的體積，不易壓縮；另一方面又像氣體，沒有一定的形狀，具有流動(dòng)性(1)液體表面張力形成的原因：液體表面層中分子間距離比液體內(nèi)部分子間距離大，分子間作用力表現(xiàn)為引力表面特征：表面層中分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層張緊的彈性薄膜表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線表面張力的效果：使液體表面具有收縮的趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形表面積最小(2)浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)一種液體會(huì)潤(rùn)濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫浸潤(rùn)一種液體不會(huì)潤(rùn)濕某種固體，也就不會(huì)附著在這種固體表面，這種現(xiàn)象叫不浸潤(rùn)(3)毛細(xì)現(xiàn)象浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象，稱為毛細(xì)現(xiàn)象(4)液晶有些化合物像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，人們把這些化合物叫液晶它是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的中間態(tài)物質(zhì).考點(diǎn)39核心方法重點(diǎn)突破u考法3氣體壓強(qiáng)的微觀意義的理解【注】要理解影響氣體壓強(qiáng)的微觀因素，可以聯(lián)想雨天打傘的情況在雨天，單個(gè)雨滴對(duì)傘面的沖力是短暫的，但是大量密集的雨滴接連不斷地打在傘面上，對(duì)傘面就形成了一個(gè)持續(xù)均勻的壓力雨滴的動(dòng)能越大，雨滴越密集，傘面單位面積上的壓力(即壓強(qiáng))就越大在這里雨滴的動(dòng)能相當(dāng)于氣體分子的平均動(dòng)能，雨滴的密集程度相當(dāng)于氣體分子的密集程度 將H2、N2、O2三種氣體分別充入不同的容器中，使它們的溫度、密度相同，則其壓強(qiáng)p的大小關(guān)系是(原子量：H1、N14、O16)() Ap(H2)p(O2)p(N2) Bp(O2)p(N2)p(H2) Cp(H2)p(N2)p(O2) Dp(N2)p(O2)p(H2)例例1【解析】例例1u考法4氣體實(shí)驗(yàn)定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用 課標(biāo)全國(guó)201733(2)，10分一熱氣球體積為V，內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為Tb.已知空氣在1個(gè)大氣壓、溫度T0時(shí)的密度為0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個(gè)大氣壓，重力加速度大小為g. (1)求該熱氣球所受浮力的大小； (2)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力； (3)設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0，求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量例例2【解析】例例2u考法5氣體實(shí)驗(yàn)定律的圖像問題例例3 遼寧六校2018聯(lián)考一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的pV圖像如圖所示，已知?dú)怏w處于狀態(tài)A時(shí)的溫度為300 K，則下列判斷正確的是()A氣體處于狀態(tài)B時(shí)的溫度為900 KB氣體處于狀態(tài)C時(shí)的溫度為300 KC從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C過程氣體內(nèi)能一直增大D從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B過程氣體放熱E從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C過程氣體放熱【解析】例例3u考法6理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用例例4【注】理想氣體狀態(tài)方程揭示了一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)、溫度、體積三者之間的關(guān)系，三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律是理想氣體狀態(tài)方程在不同條件下的三個(gè)特例，應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程可以處理變質(zhì)量理想氣體的問題 吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)2018一模如圖所示，內(nèi)徑均勻的彎曲玻璃管ABCDE兩端開口，AB、CD段豎直，BC、DE段水平，AB90 cm，BC40 cm，CD60 cm，豎直段CD內(nèi)有一長(zhǎng)10 cm的水銀柱在環(huán)境溫度為300 K時(shí)，保持BC段水平，將玻璃管A端緩慢豎直向下插入大水銀槽中，使A端在水銀面下10 cm，此時(shí)CD段中的水銀柱上端距C點(diǎn)10 cm.已知大氣壓為75 cmHg且保持不變(1)環(huán)境溫度緩慢升高，求溫度升高到多少時(shí)，CD段中水銀柱下端剛剛接觸D點(diǎn)； (2)環(huán)境溫度在(1)問的基礎(chǔ)上再緩慢升高，求溫度升高到多少時(shí)，CD段中水銀柱剛好全部進(jìn)入水平管DE.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)【解析】例例4考點(diǎn)39u題型4一定質(zhì)量的理想氣體問題例例1課標(biāo)全國(guó)201633(2)，10分一氧氣瓶的容積為0.08 m3，開始時(shí)瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個(gè)大氣壓某實(shí)驗(yàn)室每天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣0.36 m3.當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個(gè)大氣壓時(shí)，需重新充氣若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實(shí)驗(yàn)室使用多少天考法例析 成就能力【解析】例例1設(shè)氧氣開始時(shí)的壓強(qiáng)為p1，體積為V1，壓強(qiáng)變?yōu)閜2(2個(gè)大氣壓)時(shí)，體積為V2.設(shè)用去的氧氣在p0(1個(gè)大氣壓)壓強(qiáng)下的體積為V0，則有p1V1p2V2Np0V0解得氧氣可用的天數(shù)為N4(天)【答案】4天u題型5一定質(zhì)量的理想氣體的多過程問題例例2課標(biāo)全國(guó)201533(2)，10分如圖，一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞已知大活塞的質(zhì)量為m12.50 kg，橫截面積為S180.0 cm2；小活塞的質(zhì)量為m21.50 kg，橫截面積為S240.0 cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l40.0 cm；汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p1.00105 Pa，溫度為T303 K初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距1/2，兩活塞間封閉氣體的溫度為T1495 K現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移忽略兩活塞與汽缸之間的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2.求：(1)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；(2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)【解析】例例2u題型6氣體狀態(tài)變化中的圖像問題 例例3課標(biāo)全國(guó)201433 (1)，6分(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、 bc、 ca回到原狀態(tài)，其pT圖像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(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱Da、 b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小Eb和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同【解析】例例3u題型7兩部分氣體的狀態(tài)變化問題 例例4課標(biāo)全國(guó)201733(2)，10分如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細(xì)管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動(dòng)的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)初始時(shí)，三個(gè)閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1.已知室溫為27 ，汽缸導(dǎo)熱(1)打開K2，求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)；(2)接著打開K3，求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置；(3)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ，求此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng)【解析】例例4第16章考點(diǎn)40 熱力學(xué)定律和能量守恒定律必備知識(shí) 全面把握核心方法 重點(diǎn)突破 考法8物理的內(nèi)能 考法9熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用 考法10 對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解考法例析 成就能力 題型8對(duì)熱力學(xué)定律的理解 題型9 內(nèi)能與熱力學(xué)第一定律的綜合性問題 題型10 熱力學(xué)第一定律與理想氣體狀態(tài)方程相結(jié)合必備知識(shí) 全面把握u1物體的內(nèi)能(1)分子的平均動(dòng)能物體內(nèi)部大量分子動(dòng)能的平均值叫分子的平均動(dòng)能溫度是大量分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大種類不同的物質(zhì)，溫度相同，平均動(dòng)能相同，但它們的平均速率不同分子的平均動(dòng)能與物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速率無關(guān)（做熱運(yùn)動(dòng)的分子具有的動(dòng)能叫分子動(dòng)能，在研究熱現(xiàn)象時(shí)，（做熱運(yùn)動(dòng)的分子具有的動(dòng)能叫分子動(dòng)能，在研究熱現(xiàn)象時(shí)，由于單個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，研究單個(gè)分子的動(dòng)能是不可能的由于單個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，研究單個(gè)分子的動(dòng)能是不可能的，也是毫無意義的，有意義的是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能，而溫度，也是毫無意義的，有意義的是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能，而溫度是大量分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，對(duì)個(gè)別的分子來講就毫無意義，即是大量分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，對(duì)個(gè)別的分子來講就毫無意義，即個(gè)別的分子速率大，物體的溫度不一定高）個(gè)別的分子速率大，物體的溫度不一定高）(2)物體的內(nèi)能物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫物體的內(nèi)能a物體的內(nèi)能跟分子數(shù)、溫度和體積有關(guān)b理想氣體內(nèi)無分子力，無分子勢(shì)能，所以理想氣體的內(nèi)能只跟溫度和分子數(shù)有關(guān)c物體的內(nèi)能和機(jī)械能有著本質(zhì)的區(qū)別物體具有內(nèi)能，同時(shí)可能具有機(jī)械能，也可能不具有機(jī)械能改變物體內(nèi)能有兩種方式：a做功：其他形式的能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程，外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能減少b熱傳遞：是物體間內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過程，只要兩物體存在溫度差，內(nèi)能就可由高溫物體轉(zhuǎn)移給低溫物體做功與熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的u2能量守恒定律 (1)內(nèi)容能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變 (2)第一類永動(dòng)機(jī)不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器叫第一類永動(dòng)機(jī)能量守恒定律使人們認(rèn)識(shí)到第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的u3熱力學(xué)第一定律外界對(duì)物體做的功W與物體從外界吸收的熱量Q之和等于物體內(nèi)能的增加量即WQU.應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)必須掌握的符號(hào)法則： (1)外界對(duì)物體做功W0，物體對(duì)外界做功W0； (2)物體吸熱Q0，物體放熱Q0； (3)物體內(nèi)能增加U0，物體內(nèi)能減少U0.u4熱力學(xué)第二定律 (1)兩種表述克勞修斯表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化開爾文表述：不可能從單一熱源吸收熱量，并把它全部用來做功，而不引起其他變化（第一種表述是按照熱傳導(dǎo)過程的方向性表述的，第二種表述則是按照機(jī)（第一種表述是按照熱傳導(dǎo)過程的方向性表述的，第二種表述則是按照機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性來表述的兩種表述是等價(jià)的，可以從一種表械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性來表述的兩種表述是等價(jià)的，可以從一種表述推導(dǎo)出另一種表述，它們從不同的角度描述了與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程是述推導(dǎo)出另一種表述，它們從不同的角度描述了與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程是有方向的，是不可逆的，所以都稱為熱力學(xué)第二定律有方向的，是不可逆的，所以都稱為熱力學(xué)第二定律) ) (2)第二類永動(dòng)機(jī)能從單一熱源吸熱并把它全部用來做功，而不引起其他變化的熱機(jī)稱為第二類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)沒有違背能量守恒定律，但它違背了熱力學(xué)第二定律，也是不可能制成的，因?yàn)闄C(jī)械能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化具有方向性，機(jī)械能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化，熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%.考點(diǎn)40核心方法重點(diǎn)突破u考法8物體的內(nèi)能 課標(biāo)全國(guó)201633(1)，5分(多選)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是() A質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同 B氣體溫度不變，整體運(yùn)動(dòng)速度越大，其內(nèi)能越大 C氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變 D一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān) E一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加例例1【解析】例例1物體內(nèi)大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)具有的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫內(nèi)能質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能不一定相同，其內(nèi)能還與氣體的體積有關(guān)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氣體內(nèi)能的大小與氣體的質(zhì)量和溫度等有關(guān)，而與氣體整體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氣體被壓縮時(shí)外界對(duì)氣體做功，若在此過程中同時(shí)放出熱量，根據(jù)UWQ可知，內(nèi)能可能不變，選項(xiàng)C正確；理想氣體的內(nèi)能只考慮分子動(dòng)能，表現(xiàn)在宏觀上只與溫度有關(guān)，選項(xiàng)D正確；一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，溫度一定升高，內(nèi)能一定增加，選項(xiàng)E正確【答案】C、D、Eu考法9熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用例例2 課標(biāo)全國(guó)201733(1)，5分(多選)如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空現(xiàn)將隔板抽開，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣下列說法正確的是()A氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同B氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大C在自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體對(duì)外界做功D氣體在被壓縮的過程中，外界對(duì)氣體做功E氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動(dòng)能不變【解析】例例2氣體向真空自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體不對(duì)外界做功，C錯(cuò)誤，由熱力學(xué)第一定律WQU知，W0，Q0，則內(nèi)能不變，A正確；氣體被壓縮的過程中，外界對(duì)氣體做功，W0，Q0，由熱力學(xué)第一定律WQU可知U0，B、D正確；由于理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以氣體被壓縮的過程中，溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，E錯(cuò)誤【答案】A、B、D【反思】熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種改變物體內(nèi)能的方式是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系u考法10對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解例例3 課標(biāo)全國(guó)201233(1)，6分(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量B對(duì)某物體做功，必定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加C可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過程是不可逆過程【解析】例例3為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量，選項(xiàng)A正確；對(duì)某物體做功，不一定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，但?huì)產(chǎn)生其他影響，選項(xiàng)C正確；可以使熱量從低溫物體傳向高溫物體，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過程是不可逆過程，選項(xiàng)E正確【答案】A、C、E考點(diǎn)40考法例析成就能力u題型8對(duì)熱力學(xué)定律的理解例例1 課標(biāo)全國(guó)201633(1)，5分(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A氣體吸熱后溫度一定升高B對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能C理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡【解析】例例1u題型9內(nèi)能與熱力學(xué)第一定律的綜合性問題 課標(biāo)全國(guó)201633(1)，5分(多選)例例2一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其pT圖像如圖所示，其中對(duì)角線ac的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)O.下列判斷正確的是()A氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功D在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的功E在過程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過程da中氣體對(duì)外界做的功【解析】例例2u題型10熱力學(xué)第一定律與理想氣體狀態(tài)方程相結(jié)合 例例3福建理綜201529(2)，6分如圖，一定質(zhì)量的理想氣體，由a經(jīng)過ab過程到達(dá)狀態(tài)b或者經(jīng)過ac過程到達(dá)狀態(tài)c.設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度分別為Tb和Tc，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac.則()ATbTc，QabQacBTbTc，QabQacCTbTc，QabQac DTbTc，QabQac【解析】例例3第16章考點(diǎn)41 實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子大小必備知識(shí) 全面把握核心方法 重點(diǎn)突破 考法11油膜法測(cè)分子直徑考法例析 成就能力必備知識(shí) 全面把握u1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)會(huì)正確測(cè)出一滴油酸酒精溶液中油酸的體積及形成油膜的面積(2)估測(cè)油酸分子的大小u2實(shí)驗(yàn)原理將一滴用酒精稀釋過的油酸酒精溶液滴在水面上，讓油酸盡可能散開，可認(rèn)為油酸在水面上形成了單分子油膜層，如果把分子看成球形，單分子油膜層的厚度就可以看成油酸分子的直徑，事先測(cè)出油酸的體積V和油膜的面積S，就可以利用d估算出油酸分子的直徑d.u3實(shí)驗(yàn)器材淺水盤(邊長(zhǎng)為3040 cm)、水、注射器(或滴管)、坐標(biāo)紙、玻璃板、痱子粉、酒精、油酸、量筒、彩筆等u4實(shí)驗(yàn)步驟 (1)配制油酸酒精溶液取油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶?jī)?nèi)注入酒精，直到液面達(dá)到500 mL刻線為止，搖動(dòng)容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，這樣就得到了500 mL含1 mL純油酸的油酸酒精溶液 (2)在淺盤中盛入適量的水(約2 cm深)，將痱子粉均勻地撒在水面上，使水處于穩(wěn)定狀態(tài) (3)用注射器(或滴管)將油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，記下量筒中滴入1 mL溶液所需加入油酸酒精溶液的滴數(shù)n，計(jì)算出每滴中的純油酸的體積V. (4)用注射器(或滴管)靠近水面將一滴油酸酒精溶液滴在水面中央 (5)待油酸膜的面積穩(wěn)定后，把玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油膜的形狀 (6)把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，采用“不足半格的舍去，等于或多于半格的算一格”的方法，數(shù)出輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，再根據(jù)方格的面積，求出油酸膜的面積S. (7)根據(jù) ，求出油酸分子的直徑u5注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查淺盤是否干凈，如果有油漬將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果(2)油酸酒精溶液配制后不要長(zhǎng)時(shí)間放置，以免酒精蒸發(fā)導(dǎo)致濃度改變，使實(shí)驗(yàn)誤差變大(3)在淺盤的中央加痱子粉且要適量，使痱子粉自動(dòng)擴(kuò)散均勻(4)由于油酸膜要經(jīng)過先擴(kuò)大后收縮的過程，因此畫輪廓時(shí)要待油酸膜穩(wěn)定后再畫，畫時(shí)視線要與玻璃板垂直，動(dòng)作要輕而迅速(5)本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)量級(jí)符合要求即可.考點(diǎn)41核心方法重點(diǎn)突破u考法11油膜法測(cè)分子直徑例例湖北荊門2016調(diào)考在“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，用注射器將一滴油酸酒精溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖所示，坐標(biāo)紙上正方形小方格的邊長(zhǎng)為10 mm，該油酸膜的面積是_m2；若一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是4106 mL，則油酸分子的直徑是_m(上述結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)【解析】例例考點(diǎn)41第16章