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1、第1讲热学,-2-,网络构建,要点必备,-3-,网络构建,要点必备,1.分子动理论:分子直径的数量级是 m;分子永不停息地做运动;分子间存在着相互作用的引力和。 2.气体实验定律和理想气体状态方程,3.热力学定律 (1)热力学第一定律:U=。 (2)热力学第二定律:自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有。,10-10,无规则,斥力,p2V2,W+Q,方向性,-4-,1,2,1.(2017全国卷)(1)(多选)氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是() A.图中两条曲线下面积相等 B.图中虚线对应于氧气分
2、子平均动能较小的情形 C.图中实线对应于氧气分子在100 时的情形 D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 E.与0 时相比,100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大,-5-,1,2,(2)如图,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3;B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给汽缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ,汽缸导热。 ()打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强
3、; ()接着打开K3,求稳定时活塞的位置; ()再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ,求此时活塞下方气体的压强。,-6-,1,2,答案 (1)ABC(2)() 2p0()上升到B的顶部()1.6p0 解析 (1)由归一化知图中两条曲线下的面积相等均为1,A正确。虚线对应的氧气分子速率较小的占的比例大,故平均动能较小,B正确。实线对应的氧气分子速率较大的占的比例大,故热运动剧烈,为100 的情形,C项正确。曲线只给出了各速率区间分子数占总分子数的百分比,没有给出分子数目,故D项错误。100 时分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小,E项错误。 (2)()设打开K2后
4、,稳定时活塞上方气体的压强为p1,体积为V1。依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得p0V=p1V1,-7-,1,2,-8-,1,2,-9-,1,2,考点定位:分子运动速率的统计分布气体实验定律 命题能力点:侧重考查理解能力+分析综合能力 解题思路与方法:打开K2后,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。打开K3后,活塞必定上升。,-10-,1,2,2.(2016全国卷)(1)(多选)一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其p-T图象如图所示,其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是() A.气体在a、c两状态的体积相等
5、 B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能 C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功 D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功,-11-,1,2,(2)一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气。若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。,答案 (1)ABE(2)4天,-12-,1,2,解析 (1)ac延长后过原点,所以ac是等容线,A选项正确;根据
6、图象,TaTc,一定量的理想气体的内能只与温度有关,温度越高,内能越大,B选项正确;cd过程中,温度不变,内能不变,根据热力学第一定律U=Q+W,向外界放出的热量等于外界对气体做的功,C选项错误;在过程da中,U0即W+Q0,吸收的热量应大于气体对外界做的功,D选项错误;在过程da中,外界对气体做的功为W1=pd(Va-Vd)=pdVa-pdVd,d和a压强相等,所以W1=paVa-pdVd,bc过程中气体对外界做功W2=pc(Vb-Vc),b、c压强相同,所以W2=pbVb-pcVc,c和d,a和b温度相同,所以paVa=pbVb,pdVd=pcVc,W1=W2,E选项正确。,-13-,1,
7、2,(2)设氧气开始时的压强为p1,体积为V1,压强变为p2(2个大气压)时,体积为V2。根据玻意耳定律得p1V1=p2V2 重新充气前,用去的氧气在p2压强下的体积为V3=V2-V1 设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0,则有 p2V3=p0V0 设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为V,则氧气可用的天数为 联立式,并代入数据得N=4天,-14-,1,2,考点定位:热力学定律气体实验定律 命题能力点:侧重考查理解能力+分析综合能力 解题思路与方法:开始时瓶中压强为20个大气压的氧气分成了两部分,一部分是1个大气压的氧气,另一部分是瓶中2个大气压的氧气。,-15-,1,2,命题规
8、律研究及预测 分析近年的高考试题可以看出,气体实验规律、理想气体、热力学第一定律是近年来的必考点;题型为一个多选选择题和一个计算题。 在2018年的备考过程中要重视气体实验规律、理想气体、热力学第一定律的复习。,-16-,考点一,考点二,考点三,分子动理论、内能及热力学定律(H) 典题1(多选)下列说法正确的是() A.外界对物体做功,物体内能一定增大 B.温度越高,布朗运动就越显著 C.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大 D.在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性 E.空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,此时暴
9、露在空气中的水蒸发得越快,BD,-17-,考点一,考点二,考点三,解析 外界对物体做功,若物体放热,则物体内能不一定增大,选项A错误;温度越高,布朗运动就越显著,选项B正确;当分子间作用力表现为斥力时,随分子间距离的减小,分子力做负功,则分子势能增大,选项C正确;在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性,选项D正确;空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,蒸发的速度越接近水蒸气液化的速度,水蒸发越慢。故E错误;故选BCD。,-18-,考点一,考点二,考点三,典题2(多选)(2017全国卷)如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体
10、,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是() A.气体自发扩散前后内能相同 B.气体在被压缩的过程中内能增大 C.在自发扩散过程中,气体对外界做功 D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功 E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变,ABD,-19-,考点一,考点二,考点三,解析 由于隔板右侧是真空,隔板抽开后,气体自发扩散至整个汽缸,并不做功也没有热量交换,所以自发扩散前后内能相同,故选项A正确,选项C错误;气体被压缩过程中,外界对气体做功,没有热量交换,根据U=
11、W+Q,气体的内能增大,故选项B、D正确;气体被压缩过程中,温度升高,分子平均动能增大,故选项E错误。,-20-,考点一,考点二,考点三,典题3(多选)下列说法正确的是() A.布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动 B.气体的温度升高,每个气体分子运动的速率都增大 C.一定量100 的水变成100 的水蒸气,其分子之间的势能增加 D.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低 E.分子力只要增大,分子间的分子势能就要增大,ACD,-21-,考点一,考点二,考点三,解析 布朗运动是液体或气体中悬浮微粒的无规则运动,而不是分子的运动,故A对。温度升高,分子的平均动能增大,但不
12、是每个分子的速率都增大,故B错。一定量100 的水变成100 的水蒸气,虽然温度没有升高,但此过程必须吸热,而吸收的热量使分子之间的距离增大,分子势能增加,故C对。温度是分子热运动的平均动能的标志,故D对。由Ep-r和F-r图象比较可知,分子力增大,分子间的分子势能不一定增大,E错。,-22-,考点一,考点二,考点三,规律方法1.必须掌握的三个问题 (1)必须掌握微观量估算的两个模型 球模型:V= R3(适用于估算液体、固体分子直径)。 立方体模型:V=a3(适用于估算气体分子间距)。 (2)必须明确反映分子运动规律的两个实例 布朗运动 研究对象:悬浮在液体或气体中的固体小颗粒。 运动特点:无
13、规则、永不停息。 相关因素:颗粒大小、温度。 扩散现象 产生原因:分子永不停息地无规则运动。 相关因素:温度。,-23-,考点一,考点二,考点三,(3)必须弄清的分子力和分子势能 分子力:分子间引力与斥力的合力。分子间距离增大,引力和斥力均减小;分子间距离减小,引力和斥力均增大,但斥力总比引力变化得快。 分子势能:分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增大;当分子间距为r0(分子间的距离为r0时,分子间作用的合力为0)时,分子势能最小。,-24-,考点一,考点二,考点三,2.物体的内能与热力学定律 (1)物体内能变化的判定:温度变化引起分子平均动能的变化;体积变化,分子间的分子力做
14、功,引起分子势能的变化。 (2)热力学第一定律 公式:U=W+Q; 符号规定:外界对系统做功,W0;系统对外界做功,W0;系统向外界放出热量,Q0;系统内能减少,U0。 (3)热力学第二定律的表述:热量不能自发地从低温物体传到高温物体(按热传递的方向性表述)或不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响(按机械能和内能转化的方向性表述)。第二类永动机是不可能制成的。,-25-,考点一,考点二,考点三,固体、液体和气体(M) 典题4(多选)(2017山东泰安模拟)下列说法正确的是 () A.小雨滴呈现球形是水的表面张力作用的结果 B.给车胎打气,越压越吃力,是由于分子间存在斥力 C
15、.干湿泡温度计的示数差越大,表示空气中水蒸气离饱和状态越远 D.常见的金属都是非晶体 E.液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,ACE,-26-,考点一,考点二,考点三,解析 空气中的小雨滴呈球形是水的表面张力,使雨滴表面有收缩趋势,A正确;给车胎打气,越压越吃力,是由于打气过程中气体压强增大的结果,不是由于分子间存在斥力,B错误;干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热,干湿泡温度计的两个温度计的示数差越大,表示空气中水蒸气离饱和状态越远,C正确;常见的金属都是晶体,D错误;液晶像液体一样可以流动,又具有某些晶体结构特征的一类物质,所以液晶的光学性
16、质与某些晶体相似,具有各向异性,E正确。故选ACE。,-27-,考点一,考点二,考点三,典题5(多选)(2017江西南昌模拟)下列说法正确的是 () A.晶体的导热性能一定是各向异性 B.封闭气体的压强仅与分子的密集程度有关 C.夏季天旱时,给庄稼松土是为了破坏土壤中的毛细管,防止水分蒸发 D.虽然大量分子做无规划运动,速率有大有小,但分子的速率却按一定的规律分布 E.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势,CDE,-28-,考点一,考点二,考点三,解析 单晶体的导热性能一定是各向异性,多晶体的导热性能是各向同性的,选项A错误;封闭气体的压强与分子的密集程度和气体分子的平均速率有关,选项B错误;夏季天旱时,给庄稼松土是为了破坏土壤中的毛细管,防止水分蒸发,选项C正确;虽然大量分子做无规则运动,速率有大有小,但分子的速率却按一定的规律分布,选项D正确;由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势,选项E正确。,-29-,考点一,考点二,考点三,规律方法1.对晶体、非晶体特性
