2021高考物理二輪復習第16講熱學課件

1、專題七選修專題七選修3-33-3-2-3-4-第第1616講熱學講熱學-6-知識脈絡(luò)梳理規(guī)律方法導引-7-知識脈絡(luò)梳理規(guī)律方法導引1.知識規(guī)律(1)分子動理論:物體是由大量分子組成的;分子永不停息地做無規(guī)則運動;分子間存在著引力和斥力。(2)氣體實驗定律。玻意耳定律p1v1=p2v2;(4)熱力學定律。熱力學第一定律:u=w+q。熱力學第二定律:自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。-8-知識脈絡(luò)梳理規(guī)律方法導引2.思想方法(1)物理思想:模型思想、控制變量。(2)物理方法:假設(shè)法、控制變量法、能量守恒法。-9-命題熱點一命題熱點二命題熱點三分子動理論內(nèi)能常以選擇題形式考查分子動理論

2、、物體內(nèi)能的內(nèi)容。例1(多選)有關(guān)分子的熱運動和內(nèi)能,下列說法正確的是()a.一定質(zhì)量的氣體,溫度不變,分子的平均動能不變b.物體的溫度越高,分子熱運動越劇烈c.物體的內(nèi)能是物體中所有分子熱運動動能和分子勢能的總和d.布朗運動是由懸浮在液體中的微粒之間的相互碰撞引起的e.外界對物體做功,物體的內(nèi)能必定增加abc -10-命題熱點一命題熱點二命題熱點三思維導引 -11-命題熱點一命題熱點二命題熱點三解析:溫度是分子平均動能的標志,溫度不變,分子的平均動能一定不變,選項a正確;同樣,當物體溫度升高時,分子的平均動能增加,也就是分子運動變劇烈,選項b正確;物體的內(nèi)能包括物體中所有分子動能與分子勢能的

3、總和,選項c正確;布朗運動是由懸浮在液體中的微粒受到液體分子無規(guī)則碰撞引起的,選項d錯誤;根據(jù)熱力學第一定律可知,外界對物體做功的同時,若物體放出熱量,內(nèi)能有可能減小或不變,選項e錯誤。-12-命題熱點一命題熱點二命題熱點三規(guī)律方法分子動理論的三個核心規(guī)律(1)分子模型、分子數(shù)。(2)分子運動:分子做永不停息的無規(guī)則運動,溫度越高,分子的無規(guī)則運動越劇烈。(3)分子勢能、分子力與分子間距離的關(guān)系。-13-命題熱點一命題熱點二命題熱點三拓展訓練1(多選)(2018全國卷)對于實際的氣體,下列說法正確的是()a.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢能b.氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢能c.氣體的

4、內(nèi)能包括氣體整體運動的動能d.氣體的體積變化時,其內(nèi)能可能不變e.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運動的動能bde 解析:氣體的內(nèi)能是指所有氣體分子熱運動的動能和相互作用的勢能之和,不包括分子的重力勢能和氣體整體運動的動能,選項a、c錯誤,b、e正確;氣體體積變化時,其分子勢能可能增加、可能減小,而分子的動能可能增加、可能減小,其內(nèi)能可能不變,選項d正確。-14-命題熱點三命題熱點一命題熱點二熱力學定律固體、液體的性質(zhì)常以選擇題的形式考查氣體、固體、液體的性質(zhì)。例2(多選)下列說法正確的是()a.只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量,就可以計算出阿伏加德羅常數(shù)b.空氣相對濕度越大時,空氣中水蒸氣壓強越接

5、近飽和汽壓,水蒸發(fā)越快c.液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部d.利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機,將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能是可能的ad -15-命題熱點三命題熱點一命題熱點二思維導引 -16-命題熱點三命題熱點一命題熱點二濕度越大時,空氣中水蒸氣壓強越接近該溫度下的飽和汽壓,水蒸發(fā)越慢,選項b錯誤;液體表面張力的方向與液面平行,選項c錯誤;根據(jù)熱力學第一定律和熱力學第二定律,內(nèi)能的一部分轉(zhuǎn)化為機械能是可行的,選項d正確。-17-命題熱點三命題熱點一命題熱點二例3(多選)(2019陜西榆林模擬)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如p-t圖中從a到

6、b的直線所示。在此過程中()a.氣體的體積減小b.氣體對外界做功c.氣體的內(nèi)能不變d.氣體先從外界吸收熱量,后向外界放出熱量e.外界對氣體做功,同時氣體向外界放出熱量ace -18-命題熱點三命題熱點一命題熱點二思維導引 -19-命題熱點三命題熱點一命題熱點二解析:由p-t圖像可知,氣體從a到b過程氣體溫度保持不變而氣體壓強p增大,根據(jù)玻意耳定律,氣體體積v減小,a正確;氣體體積減小,外界對氣體做功,w0,b錯誤;從a到b過程氣體溫度不變,氣體內(nèi)能不變,u=0,c正確;由熱力學第一定律u=w+q可知,q=u-w=-wpb=pac.由b到c的過程中,氣體放出的熱量一定大于外界對氣體做的功d.由b

7、到c的過程中,每一個氣體分子的速率都減小e.由c到a的過程中氣體分子的平均動能不變ace -33-1234怎樣得高分4.(2018全國卷)(1)(多選)如圖所示,一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如p-v圖中從a到b的直線所示。在此過程中()a.氣體溫度一直降低b.氣體內(nèi)能一直增加c.氣體一直對外做功d.氣體一直從外界吸熱e.氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功bcd -34-1234怎樣得高分(2)在兩端封閉、粗細均勻的u形細玻璃管內(nèi)有一段水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當u形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左邊氣體的壓

8、強相當于12.0 cm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強?，F(xiàn)將u形管緩慢平放在水平桌面上,沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求u形管平放時兩邊空氣柱的長度。在整個過程中,氣體溫度不變。-35-1234怎樣得高分答案:(2)22.5 cm7.5 cm 以氣體溫度升高,內(nèi)能增加,a錯、b對;氣體的體積增大,氣體對外做功,c對;根據(jù)熱力學第一定律u=w+q,其中u0,w0,氣體一直從外界吸收熱量,d對;氣體吸收的熱量,一部分對外做功,另一部分增加了氣體的內(nèi)能,e錯。-36-1234怎樣得高分(2)設(shè)u形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊氣體的壓強分別為p1和p2。u形管水平放置時,兩邊氣體壓強相等,設(shè)為p,此時原左

9、、右兩邊氣柱長度分別變?yōu)閘1和l2。由力的平衡條件有p1=p2+g(l1-l2)式中為水銀密度,g為重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1p2l2=pl2兩邊氣柱長度的變化量大小相等l1-l1=l2-l2由式和題給條件得l1=22.5 cml2=7.5 cm。-37-1234怎樣得高分汽缸、活塞類問題分析汽缸、活塞類問題分析 【典例示范】 如圖所示,一直立的汽缸用質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞橫截面積為s,氣體最初的體積為v0,最初的壓強為 ,汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁導熱性能良好。開始活塞被固定在a處,打開固定螺栓k,活塞下落,經(jīng)過足夠長時間后,活塞停在b處。設(shè)周圍環(huán)境溫度保持不

10、變,已知大氣壓強為p0,重力加速度為g,若一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定。求:(1)活塞停在b處時缸內(nèi)封閉氣體的體積v。(2)整個過程中通過缸壁傳遞的熱量q。-38-1234怎樣得高分思維流程 -39-1234怎樣得高分分析推理:1.汽缸內(nèi)氣體溫度與周圍環(huán)境溫度相同。2.活塞停在b處說明活塞此時受力平衡。3.汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能不變。-40-1234怎樣得高分以題說法解決此類問題的關(guān)鍵是合理選取研究氣體,找出研究氣體的初、末狀態(tài)參量,特別是壓強,然后選擇氣體實驗定律及狀態(tài)方程求解。求氣體的壓強時常常把研究對象轉(zhuǎn)換為活塞,對活塞進行受力分析,然后根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律求解。-41-1234怎樣得高分針對訓練 (2019全國卷)如圖所示,一容器由橫截面積分別為2s和s的兩個汽缸連通而成,容器平放在水平地面上,汽缸內(nèi)壁光滑。整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分,分別充有氫氣、空氣和氮氣。平衡時,氮氣的壓強和體積分別為p0和v0,氫氣的體積為2v0,空氣的壓強為p?，F(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出,抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變,活塞沒有到達兩汽缸的連接處,求:(1)抽氣前氫氣的壓強;(2)抽氣后氫氣的壓強和體積。-42-1234怎樣得高分解析:(1)設(shè)抽氣前氫氣的壓強為p10,