熱學(xué)習(xí)題課改省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

一、熱學(xué)總結(jié)3.理想氣體物態(tài)方程或P=nkT其中稱(chēng)為玻耳茲曼常量1.平衡態(tài):系統(tǒng)在不受外界影響條件下,其宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間改變狀態(tài).2.準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程:一個(gè)過(guò)程，假如任意時(shí)刻中間態(tài)都無(wú)限靠近于一個(gè)平衡態(tài)，則此過(guò)程為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。顯然，這種過(guò)程只有在進(jìn)行得“無(wú)限遲緩”條件下才可能實(shí)現(xiàn)。第1頁(yè)4、平衡態(tài)下理想氣體壓強(qiáng)公式稱(chēng)為分子平均平動(dòng)動(dòng)能5.分子平均平動(dòng)動(dòng)能與溫度關(guān)系溫度T標(biāo)志著物體內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)猛烈程度剛性雙原子分子i=5剛性多原子分子通常i=6單原子分子i=36.自由度i第2頁(yè)7、能量均分原理:在溫度為T(mén)平衡態(tài)下,氣體分子每個(gè)自由度平均動(dòng)能都相等,都等于8.分子平均動(dòng)能對(duì)于剛性分子而言，分子平均動(dòng)能就是分子平均能量.9、理想氣體內(nèi)能為10、麥克斯韋分子速率分布定律N:表示系統(tǒng)分子總數(shù)第3頁(yè)dN:表示速率分布在v～v+dv區(qū)間內(nèi)分子數(shù)或dN/N:表示分布在v～v+dv速率區(qū)間分子數(shù)占總分子數(shù)百分比?；騞N/N:表示分子出現(xiàn)在v～v+dv速率區(qū)間 概率A.分子分布在v1～v2速率區(qū)間概率f(v):速率分布函數(shù)第4頁(yè)B.歸一化條件C.麥克斯韋速率分布曲線最概然速率（或最可幾速率）v0V2V1面積=f(v)dvvPf(v)得分布曲線或者高而窄（VP小），或者矮而寬（VP大）。從而確保曲線下面積為1第5頁(yè)平均速率方均根速率思索題：求分布在v1-v2速率區(qū)間內(nèi)分子平均速率第6頁(yè)11.功A公式適用條件:(1)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程如：氣體自由膨脹過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)外作功A＝0(2)外界壓力保持恒定情況下非準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程,此時(shí)P應(yīng)了解為外界壓強(qiáng)。功大小等于P—V圖上過(guò)程曲線下面積。(3)不論是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，還是非準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，體積不變時(shí)，都有A＝0第7頁(yè)Q:系統(tǒng)從外界吸收熱量:系統(tǒng)內(nèi)能增量A:系統(tǒng)對(duì)外界作功12.熱力學(xué)第一定律Q、A、均為代數(shù)量但作功是經(jīng)過(guò)物體作有規(guī)則宏觀運(yùn)動(dòng)來(lái)完成;而傳遞熱量是經(jīng)過(guò)分子之間相互作用來(lái)完成作功,傳遞熱量都能夠改變系統(tǒng)內(nèi)能第8頁(yè)13、定體（或定容）摩爾熱容(該式適合用于始末狀態(tài)為平衡態(tài)任何過(guò)程)14.定壓摩爾熱容A.摩爾數(shù)為理想氣體在等壓過(guò)程中吸收熱量為B.摩爾熱容比（或比熱比）15、等溫過(guò)程所作功邁耶公式物理意義第9頁(yè)16、理想氣體準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過(guò)程絕熱過(guò)程功（不論是準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過(guò)程，還是非準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過(guò)程，該式均成立。）在P-V圖上,絕熱線比等溫線更陡在P-V圖上,絕熱線上方膨脹線代表過(guò)程吸熱，下方膨脹線代表過(guò)程放熱。PVOab絕熱線d第10頁(yè)17、循環(huán)過(guò)程：△E=0正循環(huán)做正功，逆循環(huán)做負(fù)功；循環(huán)過(guò)程中所做凈功數(shù)值等于P-V圖上閉合曲線所包圍面積大小。18、熱機(jī)效率Q1是指全部那些吸熱分過(guò)程所吸收熱量總和。Q2是指全部那些放熱分過(guò)程所放出熱量總和大小。（在這一節(jié)里Q1、Q2、A均取絕對(duì)值）第11頁(yè)A是指整個(gè)循環(huán)過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)外所作凈功。19、致冷系數(shù)Q2是指從需要被致冷物體中吸收熱量。A是指整個(gè)循環(huán)過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)外所作凈功絕對(duì)值。20.卡諾循環(huán)：由4個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（兩個(gè)等溫，兩個(gè)絕熱）組成卡諾循環(huán)效率第12頁(yè)逆向卡諾循環(huán)致冷系數(shù)21.熱力學(xué)第二定律兩種表述A.開(kāi)爾文表述：不可能制成一個(gè)循環(huán)動(dòng)作熱機(jī),只從單一熱源吸收熱量，使之完全變成有用功而不產(chǎn)生其它影響。如:理想氣體等溫膨脹過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律開(kāi)爾文表述。B.克勞修斯表述：熱量不可能自動(dòng)地從低溫物體傳到高溫物體。第13頁(yè)22、可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程可逆過(guò)程：系統(tǒng)復(fù)原且外界也復(fù)原23.熱力學(xué)第二定律實(shí)質(zhì)在于指出：一切與熱現(xiàn)象相關(guān)實(shí)際宏觀過(guò)程都是不可逆。無(wú)摩擦準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程才是可逆24.熱力學(xué)第二定律統(tǒng)計(jì)意義：孤立系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生過(guò)程總是向著狀態(tài)幾率增大方向進(jìn)行.(或：向著熵增加方向進(jìn)行）開(kāi)氏表述指出熱功轉(zhuǎn)換過(guò)程不可逆,克氏表述指出熱傳導(dǎo)過(guò)程不可逆.第14頁(yè)1.

如圖所表示，兩個(gè)大小不一樣容器用均勻細(xì)管相連，管中有一水銀滴作活塞，大容器裝有氧氣，小容器裝有氫氣.當(dāng)溫度相同時(shí)，水銀滴靜止于細(xì)管中央，則此時(shí)這兩種氣體中(A)氧氣密度較大．(B)氫氣密度較大．(C)密度一樣大．(D)那種密度較大是無(wú)法判斷.2.在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，任何理想氣體在1中含有分子數(shù)都等于(A)6.02×．(B)6.02×．(C)2.69×．(D)2.69×．

(玻爾茲曼常量k＝1.38×10-23J·K-1)[A][C]第15頁(yè)3.室內(nèi)生起爐子后,溫度從150C上升到270C,設(shè)升溫過(guò)程中,室內(nèi)氣壓保持不變,問(wèn)升溫后室內(nèi)分子數(shù)降低了百分之幾?解：4.假定氧氣熱力學(xué)溫度提升一倍，氧分子全部離解為氧原子，則這些氧原子平均速率是原來(lái)氧分子平均速率(A)4倍．(B)2倍(C)倍．(D)

倍．

[B]第16頁(yè)5.0.1mol單原子理想氣體，經(jīng)歷一準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程abc，ab、bc均為直線。1、求Ta、Tb、Tc。P(105Pa)1.510.50V(10-3m3)123abc2、求氣體在ab和bc過(guò)程中吸收熱量，氣體內(nèi)能改變。第17頁(yè)6.設(shè)以氮?dú)?視為剛性分子理想氣體)為工作物質(zhì)進(jìn)行卡諾循環(huán)，在絕熱膨脹過(guò)程中氣體體積增大到原來(lái)兩倍，求循環(huán)效率．解:η=24%7．兩個(gè)相同容器，一個(gè)盛氫氣，一個(gè)盛氦氣(均視為剛性分子理想氣體)，開(kāi)始時(shí)它們壓強(qiáng)和溫度都相等，現(xiàn)將6J熱量傳給氦氣，使之升高到一定溫度．若使氫氣也升高一樣溫度，則應(yīng)向氫氣傳遞熱量(A)12J．(B)10J．(C)6J．(D)5J．［B］第18頁(yè)ab：cd：解：不是卡諾循環(huán)。8.如圖所表示循環(huán)過(guò)程,ab和cd為絕熱過(guò)程,bc和da為等體過(guò)程,若(1)已知T1和T2,求循環(huán)效率，此循環(huán)是否為卡諾循環(huán)？(2)已知T3和T4，求.Pab(T2)d(T4)V1(T1)VQ1c(T3)V2Q2o第19頁(yè)9.1mol理想氣體在T1=400K高溫?zé)嵩磁cT2=300K低溫?zé)嵩撮g作卡諾循環(huán)（可逆），在400K等溫線上起始體積為V1=0.001m3，終止體積為V2=0.005m3，試求此氣體在每一循環(huán)中(普適氣體常量R=8.31J/K.mol)(1)從高溫?zé)嵩次諢崃縌1(2)氣體所作凈功A第20頁(yè)10．如圖所表示，當(dāng)氣缸中活塞快速向外移動(dòng)從而使氣體膨脹時(shí)，氣體所經(jīng)歷過(guò)程(A)是平衡過(guò)程，它能用p-V圖上一條曲線表示．(B)不是平衡過(guò)程，但它能用p-V圖上一條曲線表示．(C)不是平衡過(guò)程，它不能用p-V圖上一條曲線表示．(D)是平衡過(guò)程，但它不能用p-V圖上一條曲線表示．[C]第21頁(yè)11.A、B、C三個(gè)容器中皆裝有理想氣體，它們分子數(shù)密度之比為nA∶nB∶nC＝4∶2∶1，而分子平均平動(dòng)動(dòng)能之比為∶∶＝1∶2∶4，則它們壓強(qiáng)之比∶∶＝__________12．依據(jù)能量按自由度均分原理，設(shè)氣體分子為剛性分子，分子自由度數(shù)為i，則當(dāng)溫度為T(mén)時(shí)，

(1)一個(gè)分子平均動(dòng)能為_(kāi)_______．

(2)一摩爾氧氣分子轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能總和為_(kāi)__1:1:1RT第22頁(yè)13.水蒸氣分解成同溫度氫氣和氧氣，內(nèi)能增加了百分之幾(不計(jì)振動(dòng)自由度和化學(xué)能)？(A)66.7％．(B)50％．(C)25％．(D)0．[C]14.已知1mol某種理想氣體(其分子可視為剛性分子)，在等壓過(guò)程中溫度上升1K，內(nèi)能增加了20.78J，則氣體對(duì)外作功為_(kāi)____，氣體吸收熱量__________．(普適氣體常量)29.09J8.31J第23頁(yè)15.有摩爾理想氣體，作如圖所表示循環(huán)過(guò)程acba，其中acb為半圓弧，b-a為等壓線，pc=2pa．令氣體進(jìn)行a-b等壓過(guò)程時(shí)吸熱Qab，則在此循環(huán)過(guò)程中氣體凈吸熱量

Q___Qab．(填入：＞，＜或＝)

第24頁(yè)16.質(zhì)量m＝6.2×10-17g微粒懸浮在27℃液體中，觀察到懸浮粒子方均根速率為1.4cm·s-1．假設(shè)粒子速率服從麥克斯韋速率分布，求阿伏伽德羅常數(shù)．(普適氣體常量R＝8.31J·mol-1·K-1)解得:NA=6.15×1023mol-1．

17.有2×10-3m3剛性雙原子分子理想氣體，其內(nèi)能為6.75×102J．(1)試求氣體壓強(qiáng)；(2)設(shè)分子總數(shù)為5.4×1022個(gè)，求分子平均平動(dòng)動(dòng)能及氣體溫度．(玻爾茲曼常量k＝1.38×10-23J·K-1)第25頁(yè)18.一定量理想氣體，從同一狀態(tài)開(kāi)始使其體積由V1膨脹到2V1，分別經(jīng)歷以下三種過(guò)程：(1)等壓過(guò)程；(2)等溫過(guò)程；(3)絕熱過(guò)程．其中：_______過(guò)程氣體對(duì)外作功最多；_______過(guò)程氣體內(nèi)能增加最多；______過(guò)程氣體吸收熱量最多．等壓等壓等壓19.一定質(zhì)量理想氣體內(nèi)能E隨體積V改變關(guān)系為一直線(其延長(zhǎng)線過(guò)E~V圖原點(diǎn))，則此直線表示過(guò)程為：(A)等溫過(guò)程(B)等壓過(guò)程．(C)等體過(guò)程．(D)絕熱過(guò)程．[B]第26頁(yè)20.所謂第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)是指__________________________________________，它不可能制成是因?yàn)檫`反了________________．從單一熱源吸熱，在循環(huán)中不停對(duì)外作功熱機(jī)熱力學(xué)第二定律21.在一個(gè)孤立系統(tǒng)內(nèi)，一切實(shí)際過(guò)程都向著_________________方向進(jìn)行．這就是熱力學(xué)第二定律統(tǒng)計(jì)意義．從宏觀上說(shuō)，一切與熱現(xiàn)象相關(guān)實(shí)際過(guò)程都是____________．

不可逆

狀態(tài)幾率增大23．一定量某理想氣體按pV2＝恒量規(guī)律膨脹，則膨脹后理想氣體溫度(A)將升高．(B)將降低(C)不變．(D)升高還是降低,不能確定．[B]第27頁(yè)24.設(shè)有以下過(guò)程：(1)用活塞遲緩地壓縮絕熱容器中理想氣體．(設(shè)活塞與器壁無(wú)摩擦)(2)用遲緩地旋轉(zhuǎn)葉片使絕熱容器中水溫上升(3)一滴墨水在水杯中遲緩彌散開(kāi).(4)一個(gè)不受空氣阻力及其它摩擦力作用單擺擺動(dòng).其中是可逆過(guò)程為(A)(1)、(2)、(4)．(B)(1)、(2)、(3).(C)(1)、(3)、(4)．(D)(1)、(4)．[D]第28頁(yè)25.不規(guī)則地?cái)嚢枋⒂诮^熱容器中液體，液體溫度在升高，若將液體看作系統(tǒng)，則：(1)外界傳給系統(tǒng)熱量_________零；

(2)外界對(duì)系統(tǒng)作功__________零；

(3)系統(tǒng)內(nèi)能增量___________零；（填大于、等于、小于）等于大于大于26.一能量為1012eV宇宙射線粒子，射入一氖管中，氖管內(nèi)充有0.1mol氖氣，若宇宙射線粒子能量全部被氖氣分子所吸收，則氖氣溫度升高了__________K．(1eV＝1.60×10-19J，普適氣體常量R＝8.31J/(mol·K))1.28×10-7第29頁(yè)

27.一定量理想氣體，從a態(tài)出發(fā)經(jīng)過(guò)①或②過(guò)程抵達(dá)b態(tài)，acb為等溫線(如圖)，則①、②兩過(guò)程中外界對(duì)系統(tǒng)傳遞熱量Q1、Q2是(A)Q1>0，Q2>0．(B)Q1<0，Q2<0．(C)Q1>0，Q2<0．(D)Q1<0，Q2>0．

[A]第30頁(yè)28.一定量理想氣體經(jīng)歷acb過(guò)程時(shí)吸熱500J．則經(jīng)歷acbda過(guò)程時(shí)，吸熱為(A)–1200J．(B)–700J．(C)–400J．(D)700J．［B］第31頁(yè)

29.容積為10L(升)盒子以速率v＝200m/s勻速運(yùn)動(dòng)，容器中充有質(zhì)量為50g，溫度為18℃氫氣，設(shè)盒子突然停頓，氣體全部定向運(yùn)動(dòng)動(dòng)能都變?yōu)闅怏w分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能，容器與外界沒(méi)有熱量交換，則到達(dá)熱平衡后；氫氣溫度將增加1.93K；氫氣壓強(qiáng)將增加4.01×104Pa．(普適氣體常量R＝8.31J·mol-1·K-1，氫氣分子可視為剛性分子.)30．下面給出理想氣體幾個(gè)狀態(tài)改變關(guān)系，指出它們各表示什么過(guò)程．(1)pdV=(M/Mmol)RdT表示_________過(guò)程．(2)Vdp=(M/Mmol)RdT表示________過(guò)程．(3)pdV+Vdp=0表示__________過(guò)程．

等壓等體等溫第32頁(yè)36．如圖所表示，已知圖中畫(huà)不一樣斜線兩部分面積分別為S1和S2，那么(1)

假如氣體膨脹過(guò)程為a─1─b，則氣體對(duì)外做功A＝________；(2)

假如氣體進(jìn)行a─2─b─1─a循環(huán)過(guò)程,則它對(duì)外做功A＝____________．

-S1.S1+S2;第33頁(yè)5.有一恒溫容器儲(chǔ)某種理想氣體，遲緩漏氣，問(wèn):1）氣體壓強(qiáng)是否改變？為何？2）容器內(nèi)氣體分子平均平動(dòng)動(dòng)能是否改變？為何？3）氣體內(nèi)能是否改變？為何？解：恒溫容器,T不變。ˉTˉ=PRTPVnnˉTˉ=ERTiEnn2=\kTwT23,不變不變第34頁(yè)6.已知f(v)為N個(gè)分子組成系統(tǒng)速率分布函數(shù)。1）分別寫(xiě)出圖中陰影面積對(duì)應(yīng)數(shù)學(xué)表示式和物理意義。0f(v)vvpf(v)vpf(v)vpv1第35頁(yè)2）說(shuō)明以下各式物理意義：

（2）（4）（1）（大于分子平均速率）（小于分子數(shù)）（單位體積中v-v+dv區(qū)間內(nèi)分子數(shù)）區(qū)間內(nèi)分子平均平動(dòng)動(dòng)能)（3）第36頁(yè)

35.一定量理想氣體，開(kāi)始時(shí)處于壓強(qiáng)，體積，溫度分別為p1，V1，T1平衡態(tài)，以后變到壓強(qiáng)，體積，溫度分別為p2，V2，T2終態(tài)．若已知V2>V1，且T2=T1，則以下各種說(shuō)法中正確是：(A)不論經(jīng)歷是什么過(guò)程，氣體對(duì)外凈作功一定為正值．(B)不論經(jīng)歷是什么過(guò)程，氣體從外界凈吸熱一定為正值．(C)若氣體從始態(tài)變到終態(tài)經(jīng)歷是等