高中物理熱學(xué)題解題思路;

1、熱學(xué)計算題解題技巧一、知識儲備1、氣體的等溫、等壓、等容變化，理想氣體狀態(tài)方程2、浮力的計算，物體受到的浮力等于它排開氣體、液體的重力3、液體中某一點壓強與深度的有關(guān)，是液體的密度，是該點距離液面的高度差4、在小范圍內(nèi)氣體壓強處處相等，在大范圍內(nèi)（比如大氣層）氣體壓強也隨高度變化5、某一面積上壓力的計算：；某一面積上的壓力等于壓強乘以面積6、某一平面受力平衡時，壓強關(guān)系：該平面上面的壓強之和等于下面的壓強之和7、熱力學(xué)溫度與攝氏溫度換算：，是熱力學(xué)溫度，是攝氏溫度8、溫度不同，氣體的密度會不相同。給定某一溫度的密度，可以通過等壓變化過程，可以計算出任意溫度下氣體的密度9、氣體壓強的單位，一種是

2、帕斯卡，一種是厘米汞柱二、關(guān)鍵點1、熱學(xué)計算題的研究對象通常是一個熱學(xué)系統(tǒng)，考察的最多的是理想氣體，這類題目的套路比較簡單。我們學(xué)習(xí)理想氣體的等溫、等壓、等容變化以及理想氣體狀態(tài)方程，前提條件都是一定質(zhì)量的氣體，所以我們解題的時候也要找到我們要分析的這個一定質(zhì)量的氣體，通常這個一定質(zhì)量的氣體會在一個密閉空間里，所以解熱學(xué)計算題，一定要找到這個密閉空間。2、理想氣體的變化方程等式前后對應(yīng)的是兩個穩(wěn)定的狀態(tài)（狀態(tài)到狀態(tài)），所以解題的時候一定要找準(zhǔn)這兩個狀態(tài)，這就要求我們通過讀題分析清楚整個的變化過程（狀態(tài)到狀態(tài)再到狀態(tài)），同時要確定是等溫、等容還是等壓過程，還是三個都變化了。3、所謂的這個熱學(xué)系統(tǒng)

3、，也就是一定質(zhì)量的氣體，也就是這個密閉空間，只有三個參數(shù)：壓強、體積、溫度,這三個物理量的特點如下表：壓強體積溫度參數(shù)物理意義特點壓強力學(xué)參量與熱學(xué)系統(tǒng)的受力有關(guān)系，可以用壓強列出受力平衡的方程，通常會在某個平面上列受力平衡方程體積幾何參量與密閉空間的幾何形狀有關(guān)系，分析出題目中的幾何關(guān)系，寫出密閉空間的體積的表達式，在列理想氣體方程式帶入溫度熱學(xué)參量關(guān)于溫度，需要注意的就是溫標(biāo)的轉(zhuǎn)換，看清題目告訴你的溫度是攝氏溫度還是熱力學(xué)溫度，我們計算的時候用的是熱力學(xué)溫度，如果題目中給的是攝氏溫度，一定要換算成熱力學(xué)溫度所以，我們找到要列方程的這個密閉空間，分析清楚題目中這個密閉空間的變化之后，就要確定

4、他在變化前后兩個狀態(tài)的三個參數(shù)的具體數(shù)值或者表達式（一定要用題目給定量列方程，不要什么題上來就寫,比如題目的物理量沒有給全，那就先設(shè)未知量，再列方程）4、 解決此類題目一般要找三個比較重要的關(guān)系：理想氣體變化方程密閉空間的體積變化某一水平面，或某一物體的受力平衡方程先說理想氣體變化方程，剛才已經(jīng)分析清楚了變化過程了，根據(jù)題目中具體是一個什么變化（等溫、等容、等壓），這個方程應(yīng)該比較好列。只不過寫體積的時候就要用到第二個關(guān)系了，一定要用題目中給的量寫體積。最不好找的就是這個平衡的方程了，也是最不好列的。因為在熱學(xué)中，壓強是一個力學(xué)參量，所以，我們要用壓強的形式列受力平衡的方程。在解熱學(xué)題的時候我

5、們我們習(xí)慣了對某一個物體直接用力的形式列受力平衡的方程了，這里用壓強列受力平衡方程一般會對某一水平面列方程，形式應(yīng)該是：，例如：找到這三個關(guān)系之后，這個題目基本上就能解決了?？偨Y(jié)一下思路就是：應(yīng)用氣體實驗定律的解題思路(1)選擇對象即某一定質(zhì)量的理想氣體；(2)找出參量氣體在始末狀態(tài)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(guī)律的前提；(4)列出方程選用某一實驗定律或氣態(tài)方程，代入具體數(shù)值求解，并討論結(jié)果的合理性3、 精選例題【例題1】(2017全國卷)(1)氧氣分子在0 和100 溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖

6、中兩條曲線所示。下列說法正確的是_。(填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分)a圖中兩條曲線下面積相等b圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形c圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100 時的情形d圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目e與0 時相比，100 時氧氣分子速率出現(xiàn)在0400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大(2)如圖，容積均為v的汽缸a、b下端有細管(容積可忽略)連通，閥門k2位于細管的中部，a、b的頂部各有一閥門k1、k3；b中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時，三個閥門均打開，活塞在b的底部；關(guān)閉k2

7、、k3，通過k1給汽缸充氣，使a中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉k1。已知室溫為27 ，汽缸導(dǎo)熱。()打開k2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強；()接著打開k3，求穩(wěn)定時活塞的位置；()再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ，求此時活塞下方氣體的壓強?！纠}2】(2017全國卷)(1)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?，F(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是_(選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分)

8、。a氣體自發(fā)擴散前后內(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)擴散過程中，氣體對外界做功d氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功e氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動能不變(2)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個大氣壓、溫度為t0時的密度為0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓，重力加速度大小為g。(i)求該熱氣球所受浮力的大??；(ii)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力；(iii)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?！纠}3】1(1)下列說法正確的是_(填正確答案標(biāo)號選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分每選錯1

9、個扣3分，最低得分為0分)a甲分子固定不動，乙分子從很遠處向甲靠近到不能再靠近的過程中，分子間的分子力先做正功后做負功b當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距r0時，隨分子間距離增大，引力與斥力都減小，引力減小的更快c由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，故液體表面存在表面張力d當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距r0時，分子間的距離越大，分子勢能越大e氣體很容易充滿整個容器，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)(2)如圖所示，粗細均勻的l形細玻璃管aob，oa、ob兩部分長度均為20 cm，oa部分水平、右端開口，管內(nèi)充滿水銀，ob部分豎直、上端封閉現(xiàn)將玻璃管在豎直平面內(nèi)繞o點逆時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)53

10、，此時被封閉氣體長度為x.緩慢加熱管內(nèi)封閉氣體至溫度t，使管內(nèi)水銀恰好不溢出管口已知大氣壓強為75 cmhg，室溫為27 ，sin 530.8，111.求：()氣體長度x；()溫度t.4、 課時作業(yè)1、(1)關(guān)于晶體、液晶和飽和汽壓的理解，下列說法正確的是_(填正確答案標(biāo)號選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分每選錯1個扣3分，最低得分為0分)a晶體的分子排列都是有規(guī)則的b液晶顯示器利用了液晶對光具有各向異性的特點c飽和汽壓與溫度和體積都有關(guān)d相對濕度越大，空氣中水蒸氣越接近飽和e對于同一種液體，飽和汽壓隨溫度升高而增大(2)為適應(yīng)太空環(huán)境，去太空旅行的航天員都要穿上航天服，航天服有一

11、套生命保障系統(tǒng)，為航天員提供合適的溫度、氧氣和氣壓，讓航天員在太空中如同在地面上一樣假如在地面上航天服內(nèi)氣壓為1 atm，氣體體積為2 l，到達太空后由于外部氣壓低，航天服急劇膨脹，內(nèi)部氣體體積變?yōu)? l，使航天服達到最大體積，假設(shè)航天服內(nèi)氣體的溫度不變，將航天服視為封閉系統(tǒng)()求此時航天服內(nèi)氣體的壓強，并從微觀角度解釋壓強變化的原因()若開啟航天服封閉系統(tǒng)向航天服內(nèi)充氣，使航天服內(nèi)的氣壓緩慢恢復(fù)到0.9 atm，則需補充1 atm的等溫氣體多少升？2、(1)下列說法中正確的是_(填正確答案標(biāo)號選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分每選錯1個扣3分，最低得分為0分)a氣體如果失去了容器

12、的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在斥力的緣故b液體表面具有收縮的趨勢，這是液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏的緣故c黃金、白銀等金屬容易加工成各種形狀，沒有固定的外形，所以金屬不是晶體d某溫度的空氣的相對濕度是此時空氣中水蒸氣的壓強與同溫度下水的飽和汽壓之比的百分數(shù)e水很難被壓縮，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)(2)如圖所示，水平地面上放置有一內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸，汽缸內(nèi)部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞，活塞的橫截面積s2.5103 m2，到汽缸底部的距離為l0.5 m，活塞上固定有一個質(zhì)量可忽略的力傳感器，該力傳感器通過一根豎直細桿固定在天花板上，汽缸內(nèi)密封有溫度t127 的理想氣體，此時

13、力傳感器的讀數(shù)恰好為0.已知外界大氣壓強p01.2105 pa保持不變()如果保持活塞不動，當(dāng)力傳感器的讀數(shù)達到f300 n時，密封氣體的溫度升高到多少攝氏度？()現(xiàn)取走豎直細桿，從初狀態(tài)開始將活塞往下壓，當(dāng)下壓的距離為x0.2 m時力傳感器的示數(shù)達到f450 n，則通過壓縮氣體可以使此密封氣體的溫度升高到多少攝氏度？3、(1)在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，1 g水在沸騰時吸收了2 260 j的熱量后變成同溫度的水蒸氣，對外做了170 j的功已知阿伏加德羅常數(shù)na6.01023 mol1，水的摩爾質(zhì)量m18 g/mol.下列說法中正確的是_(填正確答案標(biāo)號選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分每

14、選錯1個扣3分，最低得分為0分)a分子間的平均距離增大b水分子的熱運動變得更劇烈了c水分子總勢能的變化量為2 090 jd在整個過程中能量是不守恒的e1 g水所含的分子數(shù)為3.31022個(2)如圖所示，u形管右管橫截面積為左管橫截面積的2倍，在左管內(nèi)用水銀封閉一段長為26 cm、溫度為280 k的空氣柱，左、右兩管水銀面高度差為36 cm，外界大氣壓為76 cmhg.若給左管的封閉氣體加熱，使管內(nèi)氣柱長度變?yōu)?0 cm，則此時左管內(nèi)氣體的溫度為多少？4、(1)下列有關(guān)熱現(xiàn)象分析與判斷正確的是_(填正確答案標(biāo)號選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分每選錯1個扣3分，最低得分為0分)a布

15、朗運動是由于液體分子對固體小顆粒的撞擊引起的，固體小顆粒的體積越大，液體分子對它的撞擊越多，布朗運動就越明顯b在墻壁與外界無熱傳遞的封閉房間里，夏天為了降低溫度，同時打開電冰箱和電風(fēng)扇，兩電器工作較長時間后，房間內(nèi)的氣溫將會增加c溫度升高，單位時間里從液體表面飛出的分子數(shù)增多，液體繼續(xù)蒸發(fā)，飽和汽壓增大d一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫壓縮過程時，氣體壓強增大，從分子動理論觀點來分析，這是因為單位時間內(nèi)，器壁單位面積上分子碰撞的次數(shù)增多e在一個大氣壓下，1 g 100 的水吸收2.26103 j熱量變?yōu)? g 100 的水蒸氣在這個過程中，2.26103 j水蒸氣的內(nèi)能水的內(nèi)能水變成水蒸氣體積膨脹對

16、外界做的功(2)如圖甲所示，橫截面積為s，質(zhì)量為m的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，現(xiàn)對缸內(nèi)氣體緩慢加熱，使其溫度從t1升高了t，氣柱的高度增加了l，吸收的熱量為q.不計汽缸與活塞的摩擦，外界大氣壓強為p0，重力加速度為g.求：此加熱過程中氣體內(nèi)能增加了多少？若保持缸內(nèi)氣體溫度不變，再在活塞上放一砝碼，如圖乙所示，使缸內(nèi)氣體的體積又恢復(fù)到初始狀態(tài)，則所放砝碼的質(zhì)量為多少？熱學(xué)選擇題必備知識點1、理想氣體向真空自由膨脹，與外界互不做功（這一點有部分同學(xué)會忽視），理想氣體沒有分子勢能，內(nèi)能僅由溫度決定（這個說法經(jīng)常會在選擇題出現(xiàn)，同學(xué)們要留意）2、兩類永動機的區(qū)別：第一類永動機：不消耗任何能

17、量，卻源源不斷地對外做功的機器；第二類永動機：從單一熱庫吸收熱量并且把它全部用來對完做功，而不引起其它變化的機器。很顯然，這兩類永動機都不可能實現(xiàn)，第一類失敗的原因是：違背了能量守恒定律，第二類永動機失敗的原因是：違背了熱力學(xué)第二定律。這部分考點經(jīng)常在選擇題出現(xiàn)，會考差他們的區(qū)別以及失敗的原因，同學(xué)們要復(fù)習(xí)好這部分知識。3、表面張力指的是液體表面層分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大，分子力表現(xiàn)為引力，這使得液體表面像張緊的橡皮膜一樣，在液體表面張力的作用下，具有收縮的趨勢。4、毛細現(xiàn)象：毛細現(xiàn)象是指浸潤液體在細管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細管中下降的現(xiàn)象，而且毛細管越細，毛細現(xiàn)象

18、越明顯。5、液晶具有液體的流動性，也具有晶體的各向異性，它是介于液態(tài)和固態(tài)之間的中間態(tài)物質(zhì)（化合物），液晶的顯示原理是利用了晶體的各向異性，即液晶分子在電場的作用下，它的光學(xué)特性發(fā)生了變化。6、改變物體內(nèi)能有兩種方式第一：做功，當(dāng)做功使物體的內(nèi)能發(fā)生改變的時候，外界對物體做了多少功，物體內(nèi)能就增加了多少，物體對外界做了多少功，物體內(nèi)能就減少多少。第二：熱傳遞：當(dāng)熱傳遞使物體的內(nèi)能發(fā)生改變的時候，物體吸收了多少熱量，物體內(nèi)能就增加多少；物體放出了多少熱量，物體內(nèi)能就減少多少。7、布朗顆粒用肉眼是看不到的，但是在顯微鏡下能夠看到，因此用肉眼看到的顆粒所做的運動都不是布朗運動（這一點是很重要的，在選擇題經(jīng)常出現(xiàn)，比如灰塵所做的運動等等）。布朗顆粒的運動是分子運動的間接反映。8、分子勢能與分子距離有關(guān)。當(dāng)分子距離改變的時候，分子力做功，分子勢能也會隨之而改變。當(dāng)分子力做正功時，分子勢能減