專題八熱學(xué)、原子物理和波粒二象性 第1課時熱學(xué)

1、專題八專題八 熱學(xué)、原子物理和波粒二象性熱學(xué)、原子物理和波粒二象性 第第1 1課時課時 熱學(xué)熱學(xué) 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 回回 扣扣 1.1.分子動理論分子動理論 (1)(1)分子動理論的基本觀點是分子動理論的基本觀點是: :物體是由大量分子組成物體是由大量分子組成 的的, ,分子在做分子在做 運動運動, ,分子間存在分子間存在 著著 和和 . .擴散現(xiàn)象與擴散現(xiàn)象與 是分子永是分子永 不停息地?zé)o規(guī)則運動的實驗基礎(chǔ)不停息地?zé)o規(guī)則運動的實驗基礎(chǔ). .每個分子的運動都每個分子的運動都 不是規(guī)則的不是規(guī)則的, ,帶有偶然性帶有偶然性, ,大量分子的集體行為受統(tǒng)計大量分子的集體行為受統(tǒng)計 永不停息的無規(guī)則永不停息

2、的無規(guī)則 引力引力斥力斥力布朗運動布朗運動 規(guī)律支配規(guī)律支配, ,表現(xiàn)為表現(xiàn)為“ ”的規(guī)律的規(guī)律. .布朗運布朗運 動既不是固體分子的運動動既不是固體分子的運動, ,也不是液體分子的運動也不是液體分子的運動, , 它是由于它是由于 頻繁地撞擊固體小顆粒而引起的頻繁地撞擊固體小顆粒而引起的 小顆粒的運動小顆粒的運動. . (2)(2)溫度是分子溫度是分子 的標(biāo)志的標(biāo)志, ,物體的內(nèi)能是物體物體的內(nèi)能是物體 內(nèi)所有分子的動能和內(nèi)所有分子的動能和 之和之和. . (3)(3)阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù) 分子的大小分子的大小: :直徑數(shù)量級為直徑數(shù)量級為 m m 分子的質(zhì)量分子的質(zhì)量: :質(zhì)量數(shù)量級

3、為質(zhì)量數(shù)量級為1010-26 -26 kg kg 阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù)N NA A=6.02=6.02101023 23 mol mol-1 -1 N NA A= (= (適用于適用于 情況情況) ) 中間多兩頭少中間多兩頭少 液體分子液體分子 平均動能平均動能 勢能勢能 1010-10 -10 任何任何 分子質(zhì)量 摩爾質(zhì)量 N NA A= (= (適用于適用于 ) ) 油膜法測分子的直徑油膜法測分子的直徑: :d d= = 固體、液體固體、液體 分子體積 摩爾體積 2.2.理想氣體和氣體的實驗定律理想氣體和氣體的實驗定律 (1)(1)理想氣體的分子模型理想氣體的分子模型: :理想氣體

4、是為了研究問題理想氣體是為了研究問題 的方便而建立的一種理想化模型的方便而建立的一種理想化模型. .其微觀模型是其微觀模型是: :分分 子本身無大小子本身無大小; ;分子間除碰撞外不計分子之間的相互分子間除碰撞外不計分子之間的相互 作用力作用力, ,無分子勢能無分子勢能, ,內(nèi)能只與溫度有關(guān)內(nèi)能只與溫度有關(guān); ;分子間的碰分子間的碰 撞看成撞看成 碰撞碰撞. . (2)(2)玻意耳定律玻意耳定律 內(nèi)容內(nèi)容: :一定質(zhì)量理想氣體一定質(zhì)量理想氣體, ,在溫度保持不變時在溫度保持不變時, ,它的壓它的壓 強和體積成反比強和體積成反比; ;或者說或者說, ,壓強和體積的壓強和體積的 保持不保持不 變變

5、. .此即玻意耳定律此即玻意耳定律. . 數(shù)學(xué)表達式數(shù)學(xué)表達式: :pVpV= =C C( (常量常量) )或或p p1 1V V1 1= =p p2 2V V2 2. . 彈性彈性 乘積乘積 (3)(3)查理定律查理定律 內(nèi)容內(nèi)容: :一定質(zhì)量的理想氣體一定質(zhì)量的理想氣體, ,在體積不變的情況下在體積不變的情況下, ,它它 的壓強跟的壓強跟 成正比成正比, ,這個規(guī)律叫做查理定律這個規(guī)律叫做查理定律. . 數(shù)學(xué)表達式數(shù)學(xué)表達式: =: =C C. . 對于一定質(zhì)量的理想氣體對于一定質(zhì)量的理想氣體, ,在兩個確定的狀態(tài)在兩個確定的狀態(tài)( (p p1 1、 V V0 0、T T1 1) )和和(

6、p p2 2、V V0 0、T T2 2) )下有下有 . . (4)(4)蓋蓋呂薩克定律呂薩克定律 內(nèi)容內(nèi)容: :一定質(zhì)量的理想氣體在壓強不變的情況下一定質(zhì)量的理想氣體在壓強不變的情況下, ,它的它的 體積跟體積跟 成正比成正比. . 數(shù)學(xué)表達式數(shù)學(xué)表達式: .: . 當(dāng)一定質(zhì)量的氣體三個狀態(tài)參量均變化時當(dāng)一定質(zhì)量的氣體三個狀態(tài)參量均變化時, ,三個參量三個參量 的關(guān)系是的關(guān)系是 . . 熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度 熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度 T p 2 1 2 1 2 2 1 1 T T p p T p T p 或 2 2 1 1 T V T V C T V 或 2 22 1 11 T Vp T Vp

7、 C T pV 或 3.3.熱力學(xué)定律熱力學(xué)定律 (1)(1)熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律 做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能, ,功、熱量和內(nèi)功、熱量和內(nèi) 能之間的關(guān)系可根據(jù)熱力學(xué)第一定律能之間的關(guān)系可根據(jù)熱力學(xué)第一定律, ,其表達式為其表達式為 U U= =Q Q+ +WW.U U、Q Q、WW的符號規(guī)定為的符號規(guī)定為: : 外界對系統(tǒng)做功外界對系統(tǒng)做功, ,WW0,0,即即WW為正值為正值; ; 系統(tǒng)對外界做功系統(tǒng)對外界做功, ,也就是外界對系統(tǒng)做負功也就是外界對系統(tǒng)做負功, ,WW0,0,0,即即Q Q為正值為正值; ; 外界對系統(tǒng)吸收熱量外界對系統(tǒng)吸收熱

8、量, ,也就是系統(tǒng)對外界放出熱也就是系統(tǒng)對外界放出熱 量量, ,Q Q0, 0,0,即即U U為正值為正值; ; 系統(tǒng)內(nèi)能減少系統(tǒng)內(nèi)能減少,U U0,0,0,吸熱吸熱; ;Q Q0,0,0,外界對物體做功外界對物體做功; ;WW0,0,0,內(nèi)能增加內(nèi)能增加;U U0,0,內(nèi)能減少內(nèi)能減少. . 2. 2.理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān). . 預(yù)測演練預(yù)測演練3 3 (2009(2009福建福建28)28)(1)(1)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā) 展與材料科學(xué)、能源的開發(fā)密切相關(guān)，下列關(guān)于材展與材料科學(xué)、能源的開發(fā)密切相關(guān)，下列關(guān)于材 料、能源的說法正確的是料、能源的說

9、法正確的是 .(.(填選項前的編填選項前的編 號號) )化石能源為清潔能源化石能源為清潔能源 納米材料的粒度在納米材料的粒度在1-1- 100m100m之間之間 半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能介于金屬導(dǎo)半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能介于金屬導(dǎo) 體和絕緣體之間體和絕緣體之間 液晶既有液體的流動性，又有液晶既有液體的流動性，又有 光學(xué)性質(zhì)的各向同性光學(xué)性質(zhì)的各向同性 (2)(2)一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體 做功做功7.07.010104 4 J, J,氣體內(nèi)能減少氣體內(nèi)能減少1.31.310105 5 J J，則此過 ，則此過 程程 .(.(填選項前的編號填選

10、項前的編號) ) 氣體從外界吸收熱量氣體從外界吸收熱量6.06.010105 5 J J 氣體向外界放出熱量氣體向外界放出熱量2.02.010105 5 J J 氣體從外界吸收熱量氣體從外界吸收熱量6.06.010104 4 J J 氣體向外界放出熱量氣體向外界放出熱量6.06.010104 4 J J 解析解析 (1)(1)化石能源為石油、煤、天然氣等，在燃燒化石能源為石油、煤、天然氣等，在燃燒 過程中能產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫等，能污染環(huán)境，過程中能產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫等，能污染環(huán)境， 不是清潔能源不是清潔能源. .納米材料的范圍是納米材料的范圍是1 1100 nm100 nm之間之間.

11、.半半 導(dǎo)體的導(dǎo)電性能介于金屬導(dǎo)體和絕緣體之間導(dǎo)體的導(dǎo)電性能介于金屬導(dǎo)體和絕緣體之間. .液晶是液晶是 一種特殊的物質(zhì)，既具有液體的流動性，又像某些一種特殊的物質(zhì)，既具有液體的流動性，又像某些 晶體那樣具有光學(xué)的各向異性，故選晶體那樣具有光學(xué)的各向異性，故選. . (2)(2)由熱力學(xué)第一定律由熱力學(xué)第一定律WW+ +Q Q=U U WW=7.0=7.010104 4 J, J,U U=-1.3=-1.310105 5 J, J,Q Q=-2.0=-2.010105 5 J J，放 ，放 熱熱2.02.010105 5 J, J,故選故選. . 答案答案 (1)(1) (2) (2) 題型題型

12、3 3 氣體實驗定律的應(yīng)用氣體實驗定律的應(yīng)用 例例3 3 (2009(2009煙臺市煙臺市5 5月模擬月模擬) )(8(8分分) )汽車在高速公路上汽車在高速公路上 行駛時行駛時, ,由于輪胎與地面、空氣等之間的摩擦而溫度升由于輪胎與地面、空氣等之間的摩擦而溫度升 高高, ,氣壓增大氣壓增大, ,會出現(xiàn)會出現(xiàn)“爆胎爆胎”現(xiàn)象現(xiàn)象, ,有可能導(dǎo)致交通事有可能導(dǎo)致交通事 故的發(fā)生故的發(fā)生. .已知某汽車輪胎所承受的最大壓強為已知某汽車輪胎所承受的最大壓強為3 atm,3 atm, 如果輪胎在常溫如果輪胎在常溫25 25 時充氣氣壓為時充氣氣壓為2.5 atm.2.5 atm.求求: : (1)(1

13、)汽車在行駛的過程中汽車在行駛的過程中, ,輪胎的溫度不能超過多少輪胎的溫度不能超過多少?(?(不不 考慮溫度升高時考慮溫度升高時, ,輪胎容積發(fā)生變化輪胎容積發(fā)生變化) ) (2)(2)從微觀角度解釋輪胎內(nèi)部氣體壓強變化的原因從微觀角度解釋輪胎內(nèi)部氣體壓強變化的原因. . (3)(3)若氣體吸收的熱量為若氣體吸收的熱量為3 J,3 J,則氣體內(nèi)能變化了多少則氣體內(nèi)能變化了多少? ? 解析解析 (1)(1)設(shè)氣體常溫時的壓強為設(shè)氣體常溫時的壓強為p p1 1, ,溫度為溫度為T T1 1; ;達最達最 高溫度時的壓強為高溫度時的壓強為p p2 2, ,溫度為溫度為T T2 2 由查理定律由查理

14、定律: : (2 (2分分) ) 代入數(shù)值可得代入數(shù)值可得T T2 2=357.6 K=357.6 K (1 (1分分) ) 所以所以t t= =T T2 2-273=84.6 -273=84.6 (1 (1分分) ) (2)(2)體積不變體積不變, ,單位體積內(nèi)分子數(shù)不變單位體積內(nèi)分子數(shù)不變, ,溫度升高溫度升高, ,分分 子的平均動能增加子的平均動能增加, ,所以壓強增加所以壓強增加. . (2 (2分分) ) (3)(3)氣體對外做功為零氣體對外做功為零, ,據(jù)熱力學(xué)第一定律可知據(jù)熱力學(xué)第一定律可知, ,內(nèi)能內(nèi)能 增加增加3 J.3 J. (2 (2分分) ) 2 2 1 1 T p T

15、 p 答案答案 (1)84.6 (1)84.6 (2)(2)見解析見解析 (3)3 J(3)3 J 1. 1.在應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解決問題時在應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解決問題時, ,首先要首先要 搞清氣體能否看成理想氣體模型搞清氣體能否看成理想氣體模型, ,并且要注意熱學(xué)變并且要注意熱學(xué)變 化過程中的條件化過程中的條件( (等溫、等壓和等容等溫、等壓和等容).).基本思路是基本思路是: :確確 定研究對象求壓強定研究對象求壓強, ,列氣態(tài)方程求未知量列氣態(tài)方程求未知量. . 2.2.理想氣體理想氣體( (忽略了分子間的勢能忽略了分子間的勢能) )熱量傳遞情況熱量傳遞情況 的分析思路的分析思路:

16、: (1)(1)由體積變化分析氣體做功情況由體積變化分析氣體做功情況: :體積膨脹體積膨脹, ,氣氣 體對外做功體對外做功; ;氣體被壓縮氣體被壓縮, ,外界對氣體做功外界對氣體做功. . (2)(2)由溫度變化判斷氣體內(nèi)能變化由溫度變化判斷氣體內(nèi)能變化: :溫度升高溫度升高, ,氣氣 體內(nèi)能增加體內(nèi)能增加; ;溫度降低溫度降低, ,氣體內(nèi)能減小氣體內(nèi)能減小. . (3)(3)由熱力學(xué)第一定律由熱力學(xué)第一定律U U= =WW+ +Q Q判斷氣體是吸熱判斷氣體是吸熱 還是放熱還是放熱. . 預(yù)測演練預(yù)測演練4 4 (2009(2009濰坊市第二次模擬濰坊市第二次模擬) )如圖如圖8-1-48-1

17、-4所所 示為一簡易火災(zāi)報警裝置示為一簡易火災(zāi)報警裝置, ,其原理是其原理是: :豎直放置的試豎直放置的試 管中裝有水銀管中裝有水銀, ,當(dāng)溫度升高時當(dāng)溫度升高時, ,水銀柱上升水銀柱上升, ,使電路導(dǎo)使電路導(dǎo) 通通, ,蜂鳴器發(fā)出報警的響聲蜂鳴器發(fā)出報警的響聲.27 .27 時時, ,被封閉的理想被封閉的理想 氣體氣柱長氣體氣柱長L L1 1為為20 cm,20 cm,水銀上表面與導(dǎo)線下端的距離水銀上表面與導(dǎo)線下端的距離 L L2 2為為5 cm5 cm. . 圖圖8-1-48-1-4 (1)(1)當(dāng)溫度達到多少攝氏度時當(dāng)溫度達到多少攝氏度時, ,報警器會報警報警器會報警? ? 解析解析 (

18、1)(1)溫度升高時溫度升高時, ,下端氣體等壓變化下端氣體等壓變化 解得解得T T2 2=375 K,=375 K,即即t t2 2=102 =102 (2)(2)由玻意耳定律由玻意耳定律, ,同樣溫度下同樣溫度下, ,大氣壓降低則下端氣大氣壓降低則下端氣 柱變長柱變長, ,即即V V1 1變大變大, ,而剛好報警時而剛好報警時V V2 2不變不變, ,由由 可知可知, ,T T2 2變小變小, ,即報警溫度降低即報警溫度降低. . 2 1 2 1 V V T T 25 20300 2 T 2 1 2 1 V V T T 答案答案 (1)102 (1)102 (2)(2)報警溫度降低報警溫度

19、降低 (2)(2)如果大氣壓降低如果大氣壓降低, ,試分析說明該報警器的報警溫試分析說明該報警器的報警溫 度會受到怎樣的影響度會受到怎樣的影響? ? 題型題型4 4 阿伏加德羅常數(shù)及微觀量的計算阿伏加德羅常數(shù)及微觀量的計算 【例【例4 4】(2009(2009長春、哈爾濱、沈陽、大連第三次長春、哈爾濱、沈陽、大連第三次 聯(lián)考聯(lián)考) )若以若以MM表示氧氣的摩爾質(zhì)量表示氧氣的摩爾質(zhì)量, ,表示標(biāo)準(zhǔn)狀況下表示標(biāo)準(zhǔn)狀況下 氧氣的密度氧氣的密度, ,N NA A表示阿伏加德羅常數(shù)表示阿伏加德羅常數(shù), ,則則 （ ） A.A.每個氧氣分子的質(zhì)量為每個氧氣分子的質(zhì)量為 B.B.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下每個氧氣分子的體

20、積為在標(biāo)準(zhǔn)狀況下每個氧氣分子的體積為 C.C.單位質(zhì)量的氧氣所含氧氣分子個數(shù)為單位質(zhì)量的氧氣所含氧氣分子個數(shù)為 D.D.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下單位體積的氧氣所含氧氣分子個數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下單位體積的氧氣所含氧氣分子個數(shù) 為為 A N M A N M M NA MNA 解析解析 由于氣體分子間距較大由于氣體分子間距較大, ,每個氧氣分子的質(zhì)量每個氧氣分子的質(zhì)量 為為 , ,但是但是 表示的是一個氧氣分子所占空間的體表示的是一個氧氣分子所占空間的體 積積,A,A對對B B錯錯; ;同理可知同理可知C C正確正確; ;而而D D應(yīng)該是應(yīng)該是 ,D,D錯錯. . A N M A N M M N A 答案答案 AC

21、1. 1.對液體、固體來說對液體、固體來說, ,微觀模型是微觀模型是: :分子緊密排列分子緊密排列, , 將物質(zhì)的摩爾體積分成將物質(zhì)的摩爾體積分成N NA A等份等份, ,每一等份就是一個分每一等份就是一個分 子子; ;在估算分子直徑時在估算分子直徑時, ,設(shè)想分子是一個一個緊挨的設(shè)想分子是一個一個緊挨的 小球小球; ;在估算分子間距離時在估算分子間距離時, ,設(shè)想每一個分子是一個設(shè)想每一個分子是一個 正立方體正立方體, ,正立方體的正立方體的邊長即為分子間距離邊長即為分子間距離. . 2. 2.氣體分子不是緊密排列的氣體分子不是緊密排列的, ,所以上述模型對氣所以上述模型對氣 體不適用體不適

22、用, ,但上述模型可以用來估算分子間平均距離但上述模型可以用來估算分子間平均距離. . 預(yù)測演練預(yù)測演練5 5（20092009聊城市高考模擬二聊城市高考模擬二) ) (1)(1)要估算要估算 氣體分子間的平均距離氣體分子間的平均距離, ,需選用需選用 組物理量組物理量. . A.A.阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù), ,氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量 B.B.阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù), ,氣體的摩爾質(zhì)量和密度氣體的摩爾質(zhì)量和密度 C.C.阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù), ,氣體的質(zhì)量和體積氣體的質(zhì)量和體積 D.D.氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量 (2)(2)如圖

23、如圖8-1-58-1-5所示所示, , 一定質(zhì)量的理想一定質(zhì)量的理想 氣體從狀態(tài)氣體從狀態(tài)A A變化到狀態(tài)變化到狀態(tài)B B, ,再由再由B B變變 化到化到C C. .已知狀態(tài)已知狀態(tài)A A的溫度為的溫度為300 K.300 K. 求氣體在狀態(tài)求氣體在狀態(tài)B B的溫度的溫度. . 由狀態(tài)由狀態(tài)B B變化到狀態(tài)變化到狀態(tài)C C的過程中的過程中, ,氣體是吸熱還是放氣體是吸熱還是放 熱熱? ?簡要說明理由簡要說明理由. . 圖圖8-1-58-1-5 解析解析 (2)(2)由理想氣體的狀態(tài)方程由理想氣體的狀態(tài)方程 得氣體在狀態(tài)得氣體在狀態(tài)B B的溫度的溫度T TB B= =1 200 K= =1 2

24、00 K 由狀態(tài)由狀態(tài)B BC C, ,氣體做等容變化氣體做等容變化, ,由查理定律得由查理定律得 =600 K=600 K 故氣體由故氣體由B B到到C C為等容變化為等容變化, ,不做功不做功, ,但溫度降低但溫度降低, ,內(nèi)能內(nèi)能 減小減小. .根據(jù)熱力學(xué)第一定律根據(jù)熱力學(xué)第一定律,U U= =WW+ +Q Q, ,可知氣體要放可知氣體要放 熱熱. . 2 22 1 11 T Vp T Vp AA ABB Vp TVp BC T p p T T p T p C B C C B B , 答案答案 (1) B (2)(1) B (2)1 200 K 1 200 K 放熱放熱 理由見解析理由見

25、解析 1.1.(2009(2009四川四川16)16) 關(guān)于熱力學(xué)定律關(guān)于熱力學(xué)定律, ,下列說法正下列說法正 確的是確的是 （ ） A.A.在一定條件下物體的溫度可以降到在一定條件下物體的溫度可以降到0 K0 K B.B.物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功 C.C.吸收了熱量的物體吸收了熱量的物體, ,其內(nèi)能一定增加其內(nèi)能一定增加 D.D.壓縮氣體總能使氣體的溫度升高壓縮氣體總能使氣體的溫度升高 解析解析 絕對零度只能無限趨近絕對零度只能無限趨近, ,永遠無法達到永遠無法達到,A,A錯誤錯誤; ; 物體從單一熱源吸收的熱量可以全部用來對外做功物體從單

26、一熱源吸收的熱量可以全部用來對外做功, , 只不過會引起其他變化只不過會引起其他變化,B,B正確正確; ;能的變化決定于做功能的變化決定于做功 和熱傳遞兩個方面和熱傳遞兩個方面, ,單純吸收熱量或者對物體做功單純吸收熱量或者對物體做功, , 物體的內(nèi)能都不一定增加物體的內(nèi)能都不一定增加,C,C、D D錯錯. . B 2.2.(2009(2009福建省第二次質(zhì)檢福建省第二次質(zhì)檢) )科學(xué)考察隊到某一地區(qū)科學(xué)考察隊到某一地區(qū) 進行考察時攜帶一種測進行考察時攜帶一種測 量儀器量儀器. .該儀器導(dǎo)熱性能良好該儀器導(dǎo)熱性能良好, ,且內(nèi)部密閉有一定且內(nèi)部密閉有一定 質(zhì)量的氣體質(zhì)量的氣體( (可視為理想氣

27、體可視為理想氣體),),儀器的部分參數(shù)為儀器的部分參數(shù)為: : 環(huán)境溫度為環(huán)境溫度為27 27 時時, ,內(nèi)部的氣體壓強為內(nèi)部的氣體壓強為1.01.010105 5 Pa. Pa. 若該地區(qū)的氣溫為若該地區(qū)的氣溫為-23 ,-23 ,不考慮密閉氣體的體積不考慮密閉氣體的體積 變化變化, ,則該儀器的內(nèi)部氣體壓強為則該儀器的內(nèi)部氣體壓強為 （ ）A A.8.3A.8.310104 4 Pa PaB.8.5B.8.510104 4 Pa Pa C.9.9C.9.910104 4 Pa PaD.1.2D.1.210105 5 Pa Pa 3.3.(2009(2009南平市適應(yīng)性考試南平市適應(yīng)性考試)

28、 )在溫度均勻且恒定的在溫度均勻且恒定的 水池中水池中, ,有一小氣泡正在緩慢向上浮起有一小氣泡正在緩慢向上浮起, ,體積逐漸體積逐漸 膨脹膨脹, ,在氣泡上浮的過程中在氣泡上浮的過程中, ,氣泡內(nèi)的氣體氣泡內(nèi)的氣體 （ ） A.A.向外界放出熱量向外界放出熱量 B.B.與外界不發(fā)生熱傳遞與外界不發(fā)生熱傳遞, ,其內(nèi)能不變其內(nèi)能不變 C.C.對外界做功對外界做功, ,其內(nèi)能減少其內(nèi)能減少 D.D.對外界做功對外界做功, ,同時從水中吸收熱量同時從水中吸收熱量, ,其內(nèi)能不變其內(nèi)能不變 D 4.4.(2009(2009武漢市武漢市5 5月模擬月模擬) ) 如圖如圖8-1-68-1-6所示所示,

29、,固定在水固定在水 平面上的氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣平面上的氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣 體體, ,氣缸壁和活塞絕熱性能良好氣缸壁和活塞絕熱性能良好, ,氣氣 缸內(nèi)氣體分子間相互作用的勢能忽缸內(nèi)氣體分子間相互作用的勢能忽 略不計略不計, ,則以下說法正確的是（則以下說法正確的是（ ） A.A.使活塞向左移動使活塞向左移動, ,氣缸內(nèi)氣體分子的平均動能增氣缸內(nèi)氣體分子的平均動能增 大大 B.B.使活塞向左移動使活塞向左移動, ,氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能不變氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能不變 圖圖8-1-68-1-6 C.C.使活塞向右移動使活塞向右移動, ,氣缸內(nèi)每個氣體分子的動能都減氣缸內(nèi)每個氣體分子的動能都減 小小 D.

30、D.使活塞向右移動使活塞向右移動, ,氣缸內(nèi)所有氣體分子撞擊氣缸壁氣缸內(nèi)所有氣體分子撞擊氣缸壁 的作用力都減小的作用力都減小 解析解析 活塞左移活塞左移, ,對氣體做功對氣體做功, ,內(nèi)能增大內(nèi)能增大, ,溫度升高溫度升高, , A A對對,B,B錯錯; ;活塞右移活塞右移, ,氣體對外界做功氣體對外界做功, ,溫度降低溫度降低, ,平均平均 動能減小動能減小, ,對氣缸壁撞擊的分子的平均作用力減小對氣缸壁撞擊的分子的平均作用力減小, , C C、D D錯錯. . 答案答案 A 5.5.(2009(2009杭州市模擬一杭州市模擬一) ) 如圖如圖8-1-78-1-7所示所示, ,一個質(zhì)量一個質(zhì)

31、量 不變的活塞不變的活塞, ,將一定量的氣體封閉在上將一定量的氣體封閉在上 端開口的直立圓筒形金屬氣缸內(nèi)端開口的直立圓筒形金屬氣缸內(nèi), ,活塞活塞 以上部分注滿機油以上部分注滿機油. .最初活塞靜止最初活塞靜止, ,現(xiàn)現(xiàn) 設(shè)法使周圍環(huán)境的溫度緩慢升高設(shè)法使周圍環(huán)境的溫度緩慢升高t t, ,活活 塞因此緩慢上升塞因此緩慢上升, ,隨后到達新的位置靜止隨后到達新的位置靜止. .在溫度在溫度 升高升高t t的過程中的過程中, ,以下說法正確的是以下說法正確的是 （ ） 圖圖8-1-78-1-7 A.A.缸內(nèi)氣體壓強增大缸內(nèi)氣體壓強增大 B.B.缸內(nèi)氣體對外做功缸內(nèi)氣體對外做功 C.C.缸內(nèi)氣體分子平

32、均動能增大缸內(nèi)氣體分子平均動能增大 D.D.缸內(nèi)氣體向外界放熱缸內(nèi)氣體向外界放熱 解析解析 因為溫度升高時因為溫度升高時, ,活塞上移活塞上移, ,機油溢出機油溢出, ,p p= =p p0 0+ + , ,機油質(zhì)量減小機油質(zhì)量減小, ,p p減小減小,A,A錯錯,C,C對對; ;氣體膨脹對外做氣體膨脹對外做 功功,B,B對對; ;理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān), ,內(nèi)能增大內(nèi)能增大, ,而氣而氣 體又對外做功體又對外做功, ,由熱力學(xué)第一定律可知氣體從外界吸由熱力學(xué)第一定律可知氣體從外界吸 熱熱,D,D錯錯. . S mg 答案答案 BC 6.6.(2009(2009江西省

33、名校模擬高考信息卷江西省名校模擬高考信息卷) )在一個溫度在一個溫度 均勻的純凈水杯中均勻的純凈水杯中, ,一個可視作理想氣體的小氣泡一個可視作理想氣體的小氣泡 在水中緩慢上升在水中緩慢上升, ,若氣泡內(nèi)的氣體質(zhì)量保持不變?nèi)魵馀輧?nèi)的氣體質(zhì)量保持不變, , 氣泡在上升過程中氣泡在上升過程中 （ ） A.A.氣體分子運動的平均速率減少氣體分子運動的平均速率減少 B.B.氣體向外界放熱氣體向外界放熱 C.C.氣體對外做功氣體對外做功 D.D.氣體和水總的重力勢能將減少氣體和水總的重力勢能將減少 運動的平均速率不變運動的平均速率不變, ,故故A A錯誤錯誤; ;氣體上升氣體上升, ,同體積的同體積的

34、水在下降水在下降, ,總重力勢能將減小總重力勢能將減小, ,故故D D正確正確. . 答案答案 CD 解析解析 氣泡緩慢上升的過程中氣泡緩慢上升的過程中, ,溫度保持不變溫度保持不變, ,壓強壓強 減小減小, ,體積增大體積增大, ,根據(jù)熱力學(xué)定律可知氣體對外做功根據(jù)熱力學(xué)定律可知氣體對外做功, , 故故C C正確正確; ;吸熱吸熱, ,溫度保持不變溫度保持不變, ,故故B B錯誤錯誤; ;氣體分子熱氣體分子熱 7.7.(2009(2009大連市第二次模擬大連市第二次模擬) )(1)(1)水的摩爾質(zhì)量為水的摩爾質(zhì)量為 18 g,18 g,密度為密度為1 110103 3 kg/m kg/m3

35、3, ,阿伏加德羅常數(shù)約取阿伏加德羅常數(shù)約取 6 6101023 23 mol mol-1 -1, ,則估算每個水分子的質(zhì)量為 則估算每個水分子的質(zhì)量為 kg,kg, 單位體積內(nèi)水分子的個數(shù)有單位體積內(nèi)水分子的個數(shù)有 個個.(.(結(jié)果均保留結(jié)果均保留 1 1位有效數(shù)字位有效數(shù)字) ) (2)(2)如圖如圖8-1-88-1-8所示所示, ,在一根一端封閉且粗在一根一端封閉且粗 細均勻的長玻璃管中用水銀柱將管內(nèi)細均勻的長玻璃管中用水銀柱將管內(nèi) 一部分空氣密封一部分空氣密封. .當(dāng)管口向上豎直放置當(dāng)管口向上豎直放置 時時, ,管內(nèi)空氣柱的長度管內(nèi)空氣柱的長度L L1 1為為0.30 m,0.30 m

36、,壓強壓強 為為1.401.4010105 5 Pa, Pa,溫度為溫度為27 .27 .當(dāng)管內(nèi)空當(dāng)管內(nèi)空 氣柱的溫度下降到氣柱的溫度下降到-3 -3 時時, ,若將玻璃管若將玻璃管 開口向下豎直放置開口向下豎直放置, ,水銀沒有溢出水銀沒有溢出, ,求求: : 圖圖8-1-88-1-8 待水銀柱穩(wěn)定后待水銀柱穩(wěn)定后, ,空氣柱的長度空氣柱的長度L L2 2是多少米是多少米?(?(大氣大氣 壓強壓強p p0 0=1.00=1.0010105 5 Pa) Pa) 整個狀態(tài)變化過程中氣體對外做功還是外界對氣整個狀態(tài)變化過程中氣體對外做功還是外界對氣 體做功體做功? ?說明理由說明理由. . 解析解

37、析 (1)3(1)31010-26 -26 3 3101028 28 (2)(2)p p1 1=1.40=1.4010105 5 Pa, Pa,V V1 1= =L L1 1S S, ,T T1 1=(273+27)K=300 K=(273+27)K=300 K 設(shè)水銀柱的壓強為設(shè)水銀柱的壓強為p p3 3 p p3 3= =p p1 1- -p p0 0=(1.40=(1.4010105 5-1.00-1.0010105 5)Pa=0.40)Pa=0.4010105 5 Pa Pa p p2 2= =p p0 0- -p p3 3=(1.00=(1.0010105 5-0.40-0.4010

38、105 5)Pa=0.60)Pa=0.6010105 5 Pa Pa V V2 2= =L L2 2S S, ,T T2 2=270 K=270 K 代入代入 2 22 1 11 T Vp T Vp 解得解得L L2 2=0.63 m=0.63 m 初、末狀態(tài)對氣體的體積增大了初、末狀態(tài)對氣體的體積增大了, ,所以氣體對外所以氣體對外 做功做功. . 答案答案 (1)3(1)31010-26 -26 3 3101028 28 (2) (2)0.63 m 0.63 m 初、末狀態(tài)氣體的體積增大了初、末狀態(tài)氣體的體積增大了, ,所以氣體對外做功所以氣體對外做功. . 8.8.(2009(2009曲

39、阜師大附中高三高考模擬曲阜師大附中高三高考模擬) )為適應(yīng)太空環(huán)境為適應(yīng)太空環(huán)境, , 去太空旅行的航天員都要穿航天服去太空旅行的航天員都要穿航天服, ,航天服有一套生航天服有一套生 命保障系統(tǒng)命保障系統(tǒng), ,為航天員提供合適的溫度、氧氣和氣壓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讓航天員在太空中如同在地面上一樣, ,假如在地面上假如在地面上 航天服內(nèi)氣壓為航天服內(nèi)氣壓為1 atm,1 atm,氣體體積為氣體體積為2 L,2 L,到達太空后到達太空后 由于外部氣壓低由于外部氣壓低, ,航天服急劇膨脹航天服急劇膨脹, ,內(nèi)內(nèi)部氣體體積變?yōu)椴繗怏w體積變?yōu)?4 L

40、,4 L,使航天服達到最大體積使航天服達到最大體積, ,若航天服內(nèi)氣體的溫度若航天服內(nèi)氣體的溫度 不變不變, ,將航天服視為封閉系統(tǒng)將航天服視為封閉系統(tǒng). . (1)(1)求此時航天服內(nèi)的氣體壓強求此時航天服內(nèi)的氣體壓強, ,并從微觀角度解釋并從微觀角度解釋 壓強變化的原因壓強變化的原因. . (2)(2)由地面到太空過程中航天服內(nèi)氣體吸熱還是放熱由地面到太空過程中航天服內(nèi)氣體吸熱還是放熱, , 為什么為什么? ? (3)(3)若開啟航天服封閉系統(tǒng)向航天服內(nèi)充氣若開啟航天服封閉系統(tǒng)向航天服內(nèi)充氣, ,使航天使航天 服內(nèi)的氣壓恢復(fù)到服內(nèi)的氣壓恢復(fù)到0.9 atm,0.9 atm,則需補充則需補充

41、1 atm1 atm的等溫氣的等溫氣 體多少升體多少升? ? 解析解析 (1)(1)對航天服內(nèi)氣體對航天服內(nèi)氣體, ,開始時壓強為開始時壓強為p p1 1=1 atm,=1 atm, 體積為體積為V V1 1=2 L,=2 L,到達太空后壓強為到達太空后壓強為p p2 2, ,氣體體積為氣體體積為V V2 2= = 4 L,4 L,由等溫變化的玻意耳定律由等溫變化的玻意耳定律: :p p1 1V V1 1= =p p2 2V V2 2 解得解得p p2 2=0.5atm=0.5atm 航天服內(nèi)航天服內(nèi), ,溫度不變溫度不變, ,氣體分子平均動能不變氣體分子平均動能不變, ,體積膨體積膨 脹脹,

42、 ,單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少, ,單位時間撞擊到單位單位時間撞擊到單位 面積上的分子數(shù)減少面積上的分子數(shù)減少, ,故壓強減小故壓強減小. . (2)(2)航天服內(nèi)氣體吸熱航天服內(nèi)氣體吸熱. .因為體積膨脹對外做功因為體積膨脹對外做功, ,而航而航 天服內(nèi)氣體溫度不變天服內(nèi)氣體溫度不變, ,即氣體內(nèi)能不變即氣體內(nèi)能不變, ,由熱力學(xué)第由熱力學(xué)第 一定律可得氣體吸熱一定律可得氣體吸熱. . (3)(3)設(shè)需補充設(shè)需補充1 atm1 atm體積為體積為V V的氣體的氣體, ,達到的壓強為達到的壓強為 p p3 3=0.9 atm,=0.9 atm,取總氣體為研究對象取總氣體為研究

43、對象 p p1 1( (V V1 1+ +V V)=)=p p3 3V V2 2 解得解得V V=1.6 L=1.6 L 答案答案 (1)0.5 atm (1)0.5 atm 原因見解析原因見解析 (2)(2)吸熱吸熱 原因見解原因見解 析析 (3)1.6 L(3)1.6 L 9.9.(2009(2009鞍山市第二次質(zhì)量調(diào)查鞍山市第二次質(zhì)量調(diào)查) ) （1 1）一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變）一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變 化過程如圖化過程如圖8-1-98-1-9所示所示, ,第第1 1種變化種變化 是從是從A A到到B B, ,第第2 2種變化是從種變化是從A A到到C C, , 比較兩種變化過程比較兩

44、種變化過程, ,則則 （ ） A.A.A A到到C C過程氣體吸收熱量較多過程氣體吸收熱量較多 B.B.A A到到B B過程氣體吸收熱量較多過程氣體吸收熱量較多 C.C.兩個過程氣體吸收熱量一樣兩個過程氣體吸收熱量一樣 D.D.兩個過程氣體內(nèi)能增加相同兩個過程氣體內(nèi)能增加相同 圖圖8-1-98-1-9 (2)(2)如圖如圖8-1-108-1-10所示所示, ,粗細均勻的長為粗細均勻的長為H H2 2=30 cm=30 cm的直玻的直玻 璃管一端開口一端封閉璃管一端開口一端封閉. .現(xiàn)讓開口端向下現(xiàn)讓開口端向下 豎直插入一水銀槽中豎直插入一水銀槽中, ,封住一段空氣柱封住一段空氣柱, , 使管頂

45、高出槽中水銀面使管頂高出槽中水銀面H H1 1=25 cm,=25 cm,管內(nèi)水管內(nèi)水 銀面比槽內(nèi)水銀面高銀面比槽內(nèi)水銀面高h h=5 cm,=5 cm,當(dāng)時的溫度當(dāng)時的溫度 為為7 .7 .要使管中空氣柱占滿整個玻璃管要使管中空氣柱占滿整個玻璃管, , 需要把管內(nèi)空氣柱加熱到多少攝氏度需要把管內(nèi)空氣柱加熱到多少攝氏度?(?(槽內(nèi)水銀面槽內(nèi)水銀面 位置可視為不變位置可視為不變, ,大氣壓強為大氣壓強為p p0 0=75 cmHg)=75 cmHg) 圖圖8-1-108-1-10 解析解析 (1)(1)由理想氣體方程可知由理想氣體方程可知p p= ,= ,再從圖中可知再從圖中可知 OAOA為等容

46、變化為等容變化, ,ABAB過程體積變小過程體積變小, ,外界對氣體做功外界對氣體做功; ;ACAC 過程體積變大過程體積變大, ,氣體對外界做功氣體對外界做功. .末狀態(tài)末狀態(tài)B B、C C的的 T V C 內(nèi)能相同內(nèi)能相同, ,由熱力學(xué)第一定律知由熱力學(xué)第一定律知A A、D D正確正確. . (2)(2)由理想氣體狀態(tài)方程得由理想氣體狀態(tài)方程得 由題意得由題意得p p1 1= =p p0 0- -h h p p2 2= =p p0 0+(+(H H2 2- -H H1 1) ) 解得解得T T2 2=480 K,=480 K,t t2 2=207 =207 2 22 1 11 )( T H

47、p T hHp 答案答案 (1) AD (2)207 (1) AD (2)207 10.10.(2009(2009青島市青島市5 5月模擬月模擬) )(1)(1)關(guān)于分子運動和熱現(xiàn)關(guān)于分子運動和熱現(xiàn) 象的說法象的說法, ,正確的是正確的是 （ ） A.A.布朗運動是指液體或氣體中懸浮微粒的運動布朗運動是指液體或氣體中懸浮微粒的運動 B.B.氣體的溫度升高氣體的溫度升高, ,每個氣體分子運動的速率都增加每個氣體分子運動的速率都增加 C.C.一定量一定量100100的水變成的水變成100100的水蒸汽的水蒸汽, ,其分子之間其分子之間 的勢能增加的勢能增加 D.D.空調(diào)機作為制冷機使用時空調(diào)機作為制冷機使用時, ,將熱量從溫度較低的室將熱量從溫度較低的室 內(nèi)送到溫度較高的室外內(nèi)送到溫度較高的室外, ,所以制冷機的工作不遵循所以制冷機的工作不遵循 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律 (2)(2)圖圖8-1-118-1-11為活塞式空壓機的結(jié)構(gòu)簡圖為活塞式空壓機的結(jié)構(gòu)簡圖. .某次往復(fù)某次往復(fù) 運動中運動中, ,活塞向右運動至氣缸最右端時活塞向右運動至氣缸最右端時, ,吸氣閥打開吸氣閥打開 吸入壓強為吸入壓強為p p0 0的空氣的空氣, ,然后連桿推動活塞