高中物理氣體三大定律、能量守恒

1、一對一個(gè)性化輔導(dǎo)教案物理總復(fù)習(xí)：固體、液體和氣體【知識網(wǎng)絡(luò)】單晶體固詼晶體2多晶體口枠晶悴的刪結(jié)構(gòu)固體和液郎<k晶體隧體的徴觀結(jié)構(gòu)液體液體的表面張力(液晶氣體氣體的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)跛意耳宦律艇定律蓋呂薩克定律L理想氣體、理想氣體的狀態(tài)方程【考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)一、氣體分子動(dòng)理論要點(diǎn)詮釋：1、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)： 氣體分子間距大，一般不小于10r0，因此氣體分子間相互作用的引力和斥力都很小，以致可以忽略(忽略掉分子間作用力的氣體稱為理想氣體)。 氣體分子間碰撞頻繁，每個(gè)分子與其他的分子的碰撞多達(dá)65億次/秒之多，所以每個(gè)氣體分子的速度大小和方向是瞬息萬變的，因此討論氣體分子的速度是沒有實(shí)際意義的，物理中常

2、用平均速率來描述氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。注意：溫度相同的不同物質(zhì)分子平均動(dòng)能相同，如H2和O2,但是它們的平均速率不相同。 氣體分子的速率分布呈“中間多，兩頭少”分布規(guī)律。 氣體分子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會均等。 溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增加，隨著溫度的增大，分子速率隨隨時(shí)間分布的峰值向分子速度增大的方向移動(dòng)，因此T小于T2。2、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋：氣體的壓強(qiáng)是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的，氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。氣體分子的平均動(dòng)能越大，分子越密，對單位面積器壁產(chǎn)生的壓力就越大，氣體的壓強(qiáng)就越大?？键c(diǎn)三、理想氣體實(shí)驗(yàn)定律對于一定質(zhì)量的氣體，如果溫度、

3、體積、壓強(qiáng)這三個(gè)量都不變，就說氣體處于一定的狀態(tài)。一定質(zhì)量的氣體，p與T、v有關(guān)，三個(gè)參量中不可能只有一個(gè)參量發(fā)生變化，至少有兩個(gè)或三個(gè)同時(shí)變化。1、玻意耳定律要點(diǎn)詮釋：(1) 、內(nèi)容：一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟體積成反比。(2) 、公式：pV=pV=恒量1122、圖像：等溫線(p-V圖，p-V1圖如圖)說明：p-V圖為雙曲線，同一氣體的兩條等溫線比較，雙曲線頂點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)遠(yuǎn)的溫度高,即T>T。p-丄圖線為過原點(diǎn)的直線，同一氣體的兩條等溫線比較，斜率(tana二pV、大的溫12V度咼，T>T。12(4)、微觀解釋： 一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變，從微觀上看表

4、示氣體分子的總數(shù)和分子的平均動(dòng)能保持不變，因此氣體壓強(qiáng)只跟單位體積的分子數(shù)有關(guān)。 氣體發(fā)生等溫變化時(shí)，體積增大到原來體積的幾倍，單位體積內(nèi)的分子數(shù)就減少到原來的幾分之一，壓強(qiáng)就會減少到原來的幾分之一；反之，體積減小到原來體積的幾分之一，單位體積內(nèi)的分子數(shù)就增大到原來的幾倍，壓強(qiáng)就會增大到原來的幾倍。所以對于一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)和體積成反比。2、查理定律(1) 、內(nèi)容：a.一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的情況下，溫度每升高(降低)1°C,增加(或減少)的壓強(qiáng)等于它在o°c時(shí)壓強(qiáng)的丄。273b.一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟熱力學(xué)溫度成正比。(2

5、) 、公式：p=厶TT12(3) 、圖像：等容線說明：p-1圖線為過-273C的直線，與縱軸交點(diǎn)是0C時(shí)氣體的壓強(qiáng)，同一氣體的兩條等容線比較，V>V。12p-T圖線為過原點(diǎn)的直線，同一氣體的兩條等容線比較，斜率(tana=p、大的體積小，即V>V。12(4) 、微觀解釋： 一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時(shí)，從微觀上表示單位體積內(nèi)的分子數(shù)保持不變，因此氣體的壓強(qiáng)只跟氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)。 氣體發(fā)生等容變化時(shí)，溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)會增大；反之，溫度降低氣體分子的平均動(dòng)能減小，氣體壓強(qiáng)減小。3、蓋呂薩克定律(1)、內(nèi)容：a.一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，

6、溫度每升高(降低)1°C,增加(或減少)的體積等于它在o°c時(shí)體積的丄。273b.一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，它的體積跟熱力學(xué)溫度成正比。(2)、公式:12(3) 、圖像：等壓線說明：V-1圖線為過-273C的直線，與縱軸交點(diǎn)為0C時(shí)氣體的體積，同一氣體的兩條等壓線比較，p>p。12V-T圖線為過原點(diǎn)的直線，同一氣體的兩條等壓線比較，斜率大(tana=V)的壓強(qiáng)小，即匕>p2。(4) 、微觀解釋： 一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)保持不變時(shí)，從微觀上看是由于單位體積內(nèi)分子數(shù)的變化引起的壓強(qiáng)變化與由分子的平均動(dòng)能變化引起的壓強(qiáng)變化相抵消。 氣體發(fā)生等壓變化時(shí)，氣體

7、體積增大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少，會使氣體壓強(qiáng)減小，氣體溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，從而使氣體壓強(qiáng)增大來抵消由氣體體積增大而造成的氣體壓強(qiáng)的減小。相反，氣體體積減小，單位體積分子數(shù)增多，會使氣體壓強(qiáng)增大，只有氣體的溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，才能使氣體的壓強(qiáng)減小來抵消由氣體體積減小而造成的氣體壓強(qiáng)的增大?？键c(diǎn)四、理想氣體狀態(tài)方程(1) 一定質(zhì)量的理想氣體，p、T、V三者之間的關(guān)系是：巴=C,C是一個(gè)定值。T(2) 氣體實(shí)驗(yàn)定律可看成理想氣體狀態(tài)方程的特例。當(dāng)m不變，T二T時(shí)，pV二pV玻意耳定律121122當(dāng)m不變，V=V時(shí)，耳=厶查理定律12TT12當(dāng)m不變，p=p時(shí)，蓋呂薩克定

8、律12tT12【典型例題】類型一、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)例1(多選)、關(guān)于氣體分子的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法中正確的是()A. 某一時(shí)刻具有任一速率的分子數(shù)目是相等的B. 某一時(shí)刻一個(gè)分子速度的大小和方向是偶然的C. 某一時(shí)刻向任意一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)目相等D. 某一溫度下，大多數(shù)氣體分子的速率不會發(fā)生變化【答案】BC【解析】在運(yùn)用統(tǒng)計(jì)規(guī)律時(shí)，不要把大量分子的統(tǒng)計(jì)規(guī)律用在個(gè)別分子的運(yùn)動(dòng)上，也不能因?yàn)樯倭康牟町惾ヒ笳w上、規(guī)律上的嚴(yán)密性。大量氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)中，分子速率呈“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布，具有某一速率的分子數(shù)目并不是相等的，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于分子之間頻繁的碰撞，分子隨時(shí)都會改變自己的運(yùn)動(dòng)

9、情況，因此在某一時(shí)刻，一個(gè)分子速度的大小和方向完全是偶然的，故B選項(xiàng)是正確的；雖然每個(gè)分子的速度瞬息萬變，但是大量分子的整體存在著統(tǒng)計(jì)規(guī)律，由于分子數(shù)目巨大，某一時(shí)刻向任意一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)目只有很小的差別，可以認(rèn)為是相等的，故選項(xiàng)C正確。某一溫度下，每個(gè)分子的速度仍然是隨時(shí)可以變化的，只是分子運(yùn)動(dòng)的平均速率相同，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤?！究偨Y(jié)升華】氣體分子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律應(yīng)從兩個(gè)方面去理解：一是個(gè)別分子運(yùn)動(dòng)的偶然性，另一個(gè)是大量分子所具有的統(tǒng)計(jì)規(guī)律?！咀兪健?859年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來有許多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一規(guī)律。若以橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱坐標(biāo)f（v）表示各速率區(qū)間的分子數(shù)

10、占總分子數(shù)的百分比。下面四幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是（）【答案】D【解析】各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比不能為負(fù)值，A、B錯(cuò)；氣體分子速率的分布規(guī)律呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的趨勢，速率為0的分子幾乎不存在，故C錯(cuò)、D對。類型二、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋例2、一定質(zhì)量的氣體，下列敘述中正確的是（）A. 如果體積減小，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大B. 如果壓強(qiáng)增大，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大C. 如果溫度升高，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大D. 如果分子密度增大，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次

11、數(shù)一定增大【答案】B【解析】氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)，是由單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率共同決定的。選項(xiàng)A和D都是單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大，但分子的平均速率如何卻不知道,選項(xiàng)C由溫度升高可知分子的平均速率增大，但單位體積內(nèi)的分子數(shù)如何變化未知，所以選項(xiàng)A、C、D都不能選。氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)正是氣體壓強(qiáng)的微觀表現(xiàn)，所以選項(xiàng)B是正確的?！咀兪健繉σ欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體，下列論述中正確的是（）A. 當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈時(shí)，壓強(qiáng)必變大B. 當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈時(shí)，壓強(qiáng)可以不變C. 當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，壓強(qiáng)必變大D. 當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，壓強(qiáng)必變小

12、【答案】B【解析】一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)由溫度和分子密度共同決定的，也可以說是由分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度和分子間的平均距離共同決定。在這兩個(gè)影響氣體壓強(qiáng)的因素中，僅告知其中某一個(gè)因素的變化情況，而另一個(gè)因素的變化情況不知道，就不能確定氣體壓強(qiáng)的變化情況。選項(xiàng)AB中，“分子熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈”說明溫度升高，但不知體積變化情況，所以壓強(qiáng)變化情況不明,所以A錯(cuò)，B對；選項(xiàng)CD中，“分子間的平均距離變大”說明體積變大，但溫度的變化情況未知，故不能確定壓強(qiáng)的變化情況，所以CD均不對。類型三、氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋例3、一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的條件下，體積增大，貝9（）A. 氣體分子的平均動(dòng)能增大B. 氣

13、體分子的平均動(dòng)能減小C. 氣體分子的平均動(dòng)能不變D. 條件不足，無法判定氣體分子平均動(dòng)能的變化情況【答案】A【解析】利用氣體三定律中的蓋呂薩克定律。一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，由蓋呂薩克定律V=C可知，體積增大，溫度必升高，而溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以氣體分子的平均動(dòng)T能增大，故A選項(xiàng)正確.類型四、幾種常見情況的壓強(qiáng)計(jì)算例4、如圖所示，一個(gè)橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置，金屬圓板A的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為0，圓板的質(zhì)量為M。不計(jì)圓板與容器內(nèi)壁之間的摩擦。若大氣壓強(qiáng)為p0，則被圓板封閉在容器中的氣體的壓強(qiáng)p等于（）A、P0+MgcosB/SB、P0/S

14、+C、P0+Mgcos2O/SD、P0+Mg/S答案】D【解析】以圓板為研究對象，如圖豎直方向平衡PAS,cosO=P0S+MgS'=S/cos3PAS'cos3/cos3=P0S+Mg.PA=P0+Mg/S故正確選項(xiàng)為Do【變式1】如圖所示，直玻璃管豎直靜止放置，開口向上，高為h的水銀柱把玻璃管下端的氣體封閉，外界大氣壓為P0,水銀密度為P，求被封閉氣體A的壓強(qiáng)。*【答案】PA=P0+h【解析】以水銀柱為研究對象，它受到豎直方向的三個(gè)力作用，如圖所示，依平衡條件,PAS=P0S+mg其中mg=pShg.PA=P0+pgh如果液柱為水銀，壓強(qiáng)單位為cmHg或mmHg，則上式可簡

15、化為PA=P0+h【變式2】如圖所示，圓柱形氣缸開口向上靜止在地面上，一質(zhì)量為m的活塞將氣體封閉在氣缸內(nèi),已知活塞的橫截面積為S,外界的大氣壓為p0,求：被氣缸封閉氣體的壓強(qiáng)PA?！敬鸢浮縋A=P0+mgA0S類型五、氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用例5、(2015重慶卷)北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會很快凍結(jié).若剛吹出時(shí)肥皂泡內(nèi)氣體溫度為T，壓強(qiáng)為P，肥皂泡凍結(jié)后泡內(nèi)氣體溫度降為T.整個(gè)過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣112體，不計(jì)體積和質(zhì)量變化，大氣壓強(qiáng)為P.求凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差.0【答案】AP二旦P-PTioiPpT【解析】對氣泡分析，發(fā)生等容變化：匚二厶，可得：P二T

16、P，故內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差為TT2Ti121TAP=PP=TPP。21T101【變式1】活塞式抽氣機(jī)的氣缸容積為V,用它給容積為2V的容器抽氣。抽氣機(jī)動(dòng)作兩次，容器中剩余氣體的壓強(qiáng)是原來的()A. 1/4B.1/2C.4/9D.5/9【答案】C【解析】抽氣過程是等溫變化，因此本題可直接應(yīng)用玻意耳定律，取容器中的氣體為研究對象，抽2氣一次后，氣體壓強(qiáng)降為p，p2V=p(2V+V)則有p=p1113第二次抽氣后，氣體壓強(qiáng)降為p，再次應(yīng)用玻意耳定律p2V二p(2V+V)212貝V有p=(2)2p=-p。故選C。239如果抽氣n次后，剩余氣體的壓強(qiáng)為：p=(2)np。n3【變式2】(2015海南卷)如圖，

17、一底面積為S、內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的相同活塞A和B；在A與B之間、B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體，平衡時(shí)體積均為V。已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變，重力加速度大小為g,外界大氣壓強(qiáng)為P?，F(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣，致使B最終與容器底面接觸。求活塞A移動(dòng)O的距離?！敬鸢浮緼h二:PoS+3mg-2V(PS+mg)SS0【解析】A與B之間、B與容器底面之間的氣體壓強(qiáng)分別為P、P，在漏氣前，對A分析有12P廣P0+等'對B有叮P+罟B最終與容器底面接觸后，AB間的壓強(qiáng)為P，氣體體積為V'則有p二po+mg因?yàn)闇囟仁е夭蛔?，?/p>

18、于混合氣體有（P+P）2V=PV'122V漏氣前A距離底面的高度為h二SV'漏氣后A距離底面的高度為h'二一S聯(lián)立可得Ah二2PS+3mg2V(pS+mg)S_S0例6（多選）、如圖所示，a、b、c表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程中的三個(gè)狀態(tài)，圖中ac線平行于橫坐標(biāo)軸，bc線垂直于橫坐標(biāo)軸，ab線的延長線通過原點(diǎn)0。以下說法中正確的是（）A. 由狀態(tài)a到b是等溫變化，氣體內(nèi)能不變B. 由狀態(tài)b到c是等容變化，氣體內(nèi)能不變C. 由狀態(tài)c到a是等壓變化，氣體內(nèi)能增加D. 由狀態(tài)c到a是等壓變化，氣體內(nèi)能減小【答案】AC【解析】由圖像知斜率k=pV,由狀態(tài)a到b是等溫變化，

19、氣體內(nèi)能不變，A對。由狀態(tài)b到c是等容變化，-=C，壓強(qiáng)減小，溫度降低，內(nèi)能減少，B錯(cuò)。由狀態(tài)c到a是等壓變化，V=C，體TT積變大，溫度升高，氣體內(nèi)能增加，D錯(cuò)C對?！眷柟叹毩?xí)】一、選擇題1 （多選）、（2014新課標(biāo)I卷）一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、be、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中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱丨“/D. a、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小.E. b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2 （多選）

20、、（2014全國卷）對于一定量的稀薄氣體，下列說法正確的是（）A. 壓強(qiáng)變大時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)必然變得劇烈B. 保持壓強(qiáng)不變時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)可能變得劇烈C. 壓強(qiáng)變大時(shí)，分子間的平均距離必然變小D. 壓強(qiáng)變小時(shí)，分子間的平均距離可能變小3 （多選）、（2014山東卷）如圖所示，內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的氣缸中用活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體.當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，缸內(nèi)氣體（）（雙選，填正確答案標(biāo)號）A. 內(nèi)能增加B. 對外做功C. 壓強(qiáng)增大D. 分子間的引力和斥力都增大4、物體由大量分子組成，下列說法正確的是（）5、A. 分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能越大B. 分子間引力總是隨著分子間距離減小而減小C.

21、 物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)D. 只有外界對物體做功才能增加物體的內(nèi)能如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)a沿直線變化到狀態(tài)b,在此過程中，其壓強(qiáng)（A. 逐漸增大B.逐漸減小如圖，玻璃管內(nèi)封閉了一段氣體，氣柱長度為l，管內(nèi)外水銀面高度差為h，若溫度保持不變,把玻璃管稍向上提起一段距離，則（）6、A.h,l均變大B.h,l均變小C.h變大l變小D.h變小l變大7、如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱（即與外界不發(fā)生熱交換）容器中，容器內(nèi)裝有可以活動(dòng)的絕熱活塞。今對活塞施以一豎直向下的壓力F,使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積減小。若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則被密封的氣體（）A. 溫度升

22、高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少B.溫度降低，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少C.溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加D.溫度降低，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加計(jì)算題1、一太陽能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0,開始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為p0。經(jīng)過太陽暴曬，氣體溫度由T0=300K升至T=350K。出傀口進(jìn)氣口C.始終不變D.先增大后減?。?）求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)。（2）保持T1=350K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強(qiáng)再變回到p0。求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值。判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡述原因。2、如圖，絕熱氣缸A與導(dǎo)熱氣缸B均固定于地面，由剛性桿連接的絕熱活塞與兩氣

23、缸均無摩擦。兩氣缸內(nèi)裝有處于平衡狀態(tài)的理想氣體，開始時(shí)體積均為V、溫度均為T。緩慢加熱A中00氣體，停止加熱達(dá)到穩(wěn)定后，A中氣體壓強(qiáng)為原來的1.2倍。設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變，求氣缸A中氣體的體積V和溫度T。AA1、【答案】ADE【解析】本題考查了氣體性質(zhì).因?yàn)榘?C，從圖中可以看出，ab過程P不變，則體積VTT不變，因此ab過程外力做功W=0,氣體溫度升高，則AU>0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=Q+W可知Q>0,即氣體吸收熱量,A正確;bc過程氣體溫度不變,AU=0，但氣體壓強(qiáng)減小，由牛=C知V增大，氣體對外做功，WvO,由AU=Q+W可知Q>0，即氣體吸收熱量，B錯(cuò)誤；ca過程

24、氣體壓強(qiáng)不變，溫度降低，則AU<0,由學(xué)=C知V減小，外界對氣做功，W>0，由AU=W+Q可知W<Q,C錯(cuò)誤；狀態(tài)a溫度最低，而溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，D正確；bc過程體積增大了，容器內(nèi)分子數(shù)密度減小，溫度不變，分子平均速率不變，因此容器壁單位面積單位時(shí)間受到分子撞擊的次數(shù)減少了，E正確.2、【答案】BD【解析】本題考查氣體性質(zhì).壓強(qiáng)變大，溫度不一定升高，分子熱運(yùn)動(dòng)不一定變得劇烈，A錯(cuò)誤；壓強(qiáng)不變，溫度也有可能升高，分子熱運(yùn)動(dòng)可能變得劇烈，B正確；壓強(qiáng)變大，體積不一定減小，分子間的距離不一定變小，C錯(cuò)誤；壓強(qiáng)變小，體積可能減小，分子間的距離可能變小，D正確.3、【答案】AB

25、【解析】根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高，體積增大，對外做功.理想氣體不計(jì)分子間的作用力，溫度升高，內(nèi)能增加.選項(xiàng)A、B正確.4、C解析：分子熱運(yùn)動(dòng)符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律“中間多、兩頭少”分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，物體內(nèi)個(gè)別分子的動(dòng)能可能更小，故A錯(cuò)；當(dāng)r>r0時(shí)，引力隨著分子間距離減小而增大，當(dāng)rvrO時(shí)，引力隨著分子間距離減小而減小，B錯(cuò)；做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，D錯(cuò)；根據(jù)內(nèi)能的定義可知C正確。正確答案C。5、A解析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程匹=C，體積減小，溫度增大，壓強(qiáng)必然增大。T6、D解析：等溫變化，根據(jù)V=C,l變大，p變小，根據(jù)p二p0-pgh,h變大，選D。7、C解析

26、：外力F做正功，W>0；絕熱，Q=0；由熱力學(xué)第一定律U二Q+W>0,內(nèi)能增加，溫PV度升高；另外，由=C，可以判斷出壓強(qiáng)增大。T三、計(jì)算題2、(1)p=-p(2)6吸熱。原因見解析。1607解析：T二T，解得：P1=7po01根據(jù)牛=詈R，溫度不變體積不變'摩爾數(shù)減小了摩爾質(zhì)量不變，R是常數(shù)'只是氣體壓強(qiáng)變了，故二p=-。mp701根據(jù)W+Q=AU,T不變，所以U=0。因?yàn)轶w積膨脹，則W為負(fù)，所以Q為正，吸熱。7T二1.4TA03、V=VA60解析：設(shè)初態(tài)壓強(qiáng)為p，膨脹后A，B壓強(qiáng)相等p=1.2p0B0先分析B中氣體，B是導(dǎo)熱氣缸，環(huán)境溫度始終保持不變，B中氣體始

27、末狀態(tài)溫度相等，是等溫變化，末態(tài)：壓強(qiáng)1.2p體積2V-V00A體積V0初態(tài)：壓強(qiáng)p0根據(jù)玻意耳定律pV二1.2p(2V-V)0000A=7V6對A部分氣體，壓強(qiáng)、代入數(shù)據(jù)解得VA0體積、溫度都變，應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程pV1.2pV-0二T二1.4TA0物理總復(fù)習(xí)：熱力學(xué)定律及能量守恒考點(diǎn)一、改變內(nèi)能的兩種方式1、Q2、熱傳遞 條件：存在溫度差，最終結(jié)果是使兩物體溫度一樣。 方式：熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射。 規(guī)律：熱量從高溫物體傳向低溫物體。 和內(nèi)能變化的關(guān)系：系統(tǒng)在單純的傳熱過程中，內(nèi)能的增量AU等于外界向系統(tǒng)傳遞的熱量即AU二Q。做功做功改變物體內(nèi)能的過程是將其他形式的能（如機(jī)械能）與內(nèi)能相

28、互轉(zhuǎn)化的過程，做功使物體內(nèi)能發(fā)生變化時(shí)，內(nèi)能改變了多少用做功的數(shù)值來度量。要點(diǎn)詮釋：（1）要使物體改變同樣的內(nèi)能，通過做功或者熱傳遞都可以實(shí)現(xiàn)，若不知道過程，我們無法分辨出是做功還是熱傳遞實(shí)現(xiàn)的這種改變。（2）做功是宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)向物體的微觀分子熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化。熱傳遞則是通過分子之間的相互作用，使不同物體間分子熱運(yùn)動(dòng)變化，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。前者能的性質(zhì)發(fā)生了變化，后者能的性質(zhì)不變。（3）物體的內(nèi)能增加與否，不能單純地只看做功或熱傳遞，兩個(gè)過程需要全面考慮?？键c(diǎn)二、熱力學(xué)第一定律1、內(nèi)容物體內(nèi)能的增量AU等于外界對物體做的功W和物體吸收的熱量Q的總和。2、公式W+Q二AU要點(diǎn)詮釋：(1)在應(yīng)用熱力學(xué)第

29、一定律時(shí)，應(yīng)特別分清W、Q的正負(fù)號，以便準(zhǔn)確地判斷AU的正、負(fù)。熱力學(xué)第一定律的符號法則： 功W>0,表示外界對系統(tǒng)做功；WVO,表示系統(tǒng)對外界做功。 熱量Q>0,表示物體吸熱；QVO,表示物體放熱。 內(nèi)能AU>0,表示內(nèi)能增加；AUV0,表示內(nèi)能減少。(2)容易出錯(cuò)的幾種特殊情況 若是絕熱過程，則Q=0、W=AU，即外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加； 若過程中不做功，即W=0,則Q=AU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加； 若過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即AU=0,則W+Q=0或W=-Q，外界對物體做的功等于物體放出的熱量?？键c(diǎn)三、熱力學(xué)第二定律1、兩種表述(1) 按熱

30、傳遞的方向性來表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。(2) 按機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性來表述：不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。這里所說“自發(fā)地”是指沒有任何外界的影響或幫助，電冰箱工作時(shí)能將冰箱內(nèi)(溫度較低)的熱量，傳給外界空氣(溫度較高)，是因?yàn)殡姳湎牧穗娔?，對制冷系統(tǒng)做了功。上述兩種表述是等價(jià)的，即一個(gè)說法是正確的，另一個(gè)說法也必然是正確的；如果一個(gè)說法是錯(cuò)誤的，另一個(gè)說法必然也是不成立的。4、兩類永動(dòng)機(jī)的比較第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)不消耗能量卻可以源源不斷地對外做功的機(jī)器從單一熱源吸熱，全部用來對外做功而不引起其他變化的機(jī)器違背能量守恒，不可能實(shí)

31、現(xiàn)不違背能量守恒，但違背熱力學(xué)第二定律，不可能實(shí)現(xiàn)考點(diǎn)四、能量守恒定律1、能量守恒定律(1) 能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變，這就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。(2) 能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍的規(guī)律。(3) 永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)造不出來的?！镜湫屠}】類型一、熱力學(xué)第一定律例1、(2015重慶)某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時(shí)車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時(shí)的，且車胎體積增大.若這段時(shí)間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，那么A. 外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小B.外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大C.胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能減

32、小D.胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能增大【答案】D【解析】對車胎內(nèi)的理想氣體分析知，體積增大為氣體為外做功，內(nèi)能只有動(dòng)能，而動(dòng)能的標(biāo)志為溫度，故中午溫度升高，內(nèi)能增大，故選D?！咀兪?】（多選）ioo°c的水完全變成100°C的水蒸氣，則（）A. 水分子的內(nèi)能增加B. 水的內(nèi)能增加C. 水所增加的內(nèi)能小于所吸收的熱量D. 水所增加的內(nèi)能等于所吸收的熱量【答案】BC【解析】由于溫度不變，水分子的內(nèi)能不變。體積膨脹，水分子的勢能變大，水的內(nèi)能增加。體積膨脹時(shí)要克服外界大氣壓力做功，由熱力學(xué)第一定律可知，水所增加的內(nèi)能要小于吸收的熱量?！咀兪?】（多選）（2014山東卷）如圖所示，內(nèi)壁

33、光滑、導(dǎo)熱良好的氣缸中用活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體.當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，缸內(nèi)氣體（）nnA. 內(nèi)能增加B. 對外做功C. 壓強(qiáng)增大D. 分子間的引力和斥力都增大【答案】AB【解析】根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高，體積增大，對外做功理想氣體不計(jì)分子間的作用力，溫度升高，內(nèi)能增加.選項(xiàng)A、B正確.【變式3】如圖所示，厚壁容器的一端通過膠塞插進(jìn)一只靈敏溫度計(jì)和一根氣針，另一端有個(gè)用卡子卡住的可移動(dòng)膠塞。用打氣筒慢慢向筒內(nèi)打氣，使容器內(nèi)的壓強(qiáng)增加到一定程度，這時(shí)讀出溫度計(jì)示數(shù)。打開卡子，膠塞沖出容器后A.溫度計(jì)示數(shù)變大，實(shí)驗(yàn)表明氣體對外界做功，內(nèi)能減少A.arB. 溫度計(jì)示數(shù)變大，實(shí)

34、驗(yàn)表明外界對氣體做功，內(nèi)能增加c.溫度計(jì)示數(shù)變小，實(shí)驗(yàn)表明氣體對外界做功，內(nèi)能減少fa!D. 溫度計(jì)示數(shù)變小，實(shí)驗(yàn)表明外界對氣體做功，內(nèi)能增加'【答案】C【解析】打開卡子，氣體沖開膠塞時(shí)，氣體對膠塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為膠塞的機(jī)械能；氣體對外做功，內(nèi)能減小，氣體的溫度降低。類型二、熱力學(xué)第二定律例2、關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動(dòng)理論，下列說法正確的是（）A. 定量氣體吸收熱量，其內(nèi)能一定增大B. 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體C. 若兩分子間距離增大，分子勢能一定增大D. 若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大【思路點(diǎn)撥】重溫?zé)崃W(xué)第一定律、第二定律，分子力與分子間距的函數(shù)圖象和分子勢

35、能與分子間距的函數(shù)圖象?！敬鸢浮緿【解析】由熱力學(xué)第一定律可知，做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，一定量的氣體吸收熱量如果氣體同時(shí)對外做功，且做功比吸熱多，則氣體的內(nèi)能減少，A項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)外界做功，可以使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若兩分子間的距離小于平衡時(shí)的距離，分子力是斥力，在增大的過程中分子力先做正功，分子勢能先減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若分子間的距離在減小，分子間的引力和斥力都在增大，只不過斥力增大的快些，D項(xiàng)正確?！究偨Y(jié)升華】關(guān)鍵是要準(zhǔn)確理解熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、分子力與分子間距的函數(shù)圖象和分子勢能與分子間距的函數(shù)圖象。（兩個(gè)定律、兩個(gè)圖像）【變式1】（多選）關(guān)于熱力學(xué)定

36、律，下列說法正確的是（填入正確選項(xiàng)前的字母）。A. 為了增加物體的內(nèi)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(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【答案】ACE【解析】由熱力學(xué)第一定律W+Q=AU，知A正確，B錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律知，C、D這些過程在借助于外界幫助的情況下是可以實(shí)現(xiàn)的，所以C正確、D錯(cuò)誤；由自然界中一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的過程都是不可逆的，所以E正確?！咀兪?】關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是（）A. 在一定條件下物體的溫度可以降到0KB. 物體從單一熱源吸收

37、的熱量可全部用于做功C. 吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加D. 壓縮氣體總能使氣體的溫度升高【答案】B【解析】0K是絕對零度是不可能達(dá)到的。物體可以從單一熱源吸收的熱量全部用于做功但需借助外界的幫助。做功和熱傳遞都能改變內(nèi)能，壓縮氣體但如果放出了熱量，內(nèi)能不一定增加。故答案為B?！咀兪?】（多選）如圖為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)，在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外，下列說法正確的是（）A. 熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B. 電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)槠湎牧穗娔蹸. 電

38、冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第二定律D. 電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律【答案】BC【解析】根據(jù)熱力學(xué)第二定律，電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)橄牧穗娔?，也就是對外界產(chǎn)生了影響，它的工作原理不違背能量守恒定律，也就是熱力學(xué)第一定律,選項(xiàng)B、C正確?！眷柟叹毩?xí)】、選擇題1、下列說法正確的是（）A. 物體吸收熱量，其溫度一定升高B. 熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞C. 遵守?zé)崃W(xué)第一定律的過程一定能實(shí)現(xiàn)D. 做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式2（多選）、圖為焦耳實(shí)驗(yàn)裝置圖，用絕熱性能良好的材料將容器包好，重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器:卄-一-一;-攪拌葉片I-重物水里的

39、水，引起水溫升高。關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）A. 這個(gè)裝置可測定熱功當(dāng)量B. 做功增加了水的熱量C. 做功增加了水的內(nèi)能D. 功和熱量是完全等價(jià)的，無區(qū)別3、一定質(zhì)量的空氣，從外界吸收了2000J的熱量，同時(shí)在2個(gè)大氣壓的恒定壓強(qiáng)下，體積由10L增大到14L,空氣的內(nèi)能增加了（）A.880JB.1192JC.2000JD.2080J4、下列說法正確的是（）A. 機(jī)械能全部變成內(nèi)能是不可能的B. 第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造成功的原因是因?yàn)槟芰考炔粫{空產(chǎn)生，也不會憑空消失,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。C. 根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫

40、物體D. 從單一熱源吸收的熱量全部變成功是可能的5、如圖是密閉的氣缸，外力推動(dòng)活塞P壓縮氣體，對缸內(nèi)氣體做功800J，同時(shí)氣體向外界放熱200J,缸內(nèi)氣體的（）A.溫度升高，內(nèi)能增加600JB.溫度升高，內(nèi)能減少200JC.溫度降低，內(nèi)能增加600JD.溫度降低，內(nèi)能減少200J6、一定質(zhì)量的理想氣體，從某一狀態(tài)開始，經(jīng)過一系列變化后又回到開始的狀態(tài)，用W1表示外界對氣體做的功，W2表示氣體對外界做的功，Q1表示氣體吸收的熱量，Q2表示氣體放出的熱量，則在整個(gè)過程中一定有（）A.Q1Q2=W2W1BQ1=Q2C. W1=W2D.Q1>Q27、下列關(guān)于熱現(xiàn)象的說法，正確的是（）A. 外界對

41、物體做功，物體的內(nèi)能一定增加B. 氣體的溫度升高，氣體的壓強(qiáng)一定增大C. 任何條件下，熱量都不會由低溫物體傳遞到高溫物體D. 任何熱機(jī)都不可能使燃料釋放的熱量完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能三、計(jì)算題（2015江西南昌一模）下列說法正確的是（）A. 液體中懸浮的顆粒越大，某時(shí)刻撞擊它的分子越多，布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯B. “用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，油酸分子直徑等于滴在液面上的純油酸體積除以相應(yīng)油酸膜的面積C. 溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，導(dǎo)致分子平均動(dòng)能增大D. 冰箱內(nèi)低溫食品的熱量能自發(fā)地傳到冰箱外高溫的空氣中E. 當(dāng)人們感到干燥時(shí)，空氣的相對濕度一定較?。?）如圖所示，汽缸長為L=1m（汽缸的厚度

42、可忽略不計(jì)），固定在水平面上，汽缸中有橫截面積為S=100cm2的光滑活塞，活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度為t=27°C,大氣壓強(qiáng)為p°=1x105Pa時(shí)，氣柱長度為L0=0.4m?，F(xiàn)緩慢拉動(dòng)活塞，拉力最大值為F=500N，問： 如果溫度保持不變，能否將活塞從汽缸中拉出？ 保持拉力最大值不變，汽缸中氣體溫度至少為多少攝氏度時(shí)，才能將活塞從汽缸中拉出？一、選擇題1、D解析：由熱力學(xué)第一定律可知，做功與熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能，D正確；故物體吸收熱量時(shí)，其內(nèi)能不一定增大，A錯(cuò)；由熱力學(xué)第二定律可知，宏觀的熱現(xiàn)象有方向性，但若通過外界做功，熱量也可以從低溫物體傳到高溫物體，B、C錯(cuò)2、AC解析：做功和傳遞熱量都可以使物體的內(nèi)能發(fā)生改變，焦耳實(shí)驗(yàn)中是通過做功來增加水的內(nèi)能，所以選項(xiàng)C正確；就物體內(nèi)能的改變來說，做功和熱傳遞是等效的，這是研究熱功當(dāng)量的前