《2020届高考物理二轮复习 选修3-3 热学 第2讲 热学计算的应用课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考物理二轮复习 选修3-3 热学 第2讲 热学计算的应用课件（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题突破专题突破第一部分第一部分选修修3- -3热学学(选考考)第第2讲热学学计算的算的应用用栏目导航0202热 点 突 破0303强 化 集 训0101真 题 再 现0101真 题 再 现1(2019年年新新课课标标卷卷)热热等等静静压压设设备备广广泛泛用用于于材材料料加加工工中中该该设设备备工工作作时时，先先在在室室温温下下把把惰惰性性气气体体用用压压缩缩机机压压入入到到一一个个预预抽抽真真空空的的炉炉腔腔中中，然然后后炉炉腔腔升升温温，利利用用高高温温高高气气压压环环境境对对放放入入炉炉腔腔中中的的材材料料加加工工处处理理，改改善善其其性性能能一一台台热热等等静静压压设设备备的的炉炉腔腔
2、中中某某次次放放入入固固体体材材料料后后剩剩余余的的容容积积为为0.13 m3，炉炉腔腔抽抽真真空空后后，在在室室温温下下用用压压缩缩机机将将10瓶瓶氩氩气气压压入入到到炉炉腔腔中中已已知知每每瓶瓶氩氩气气的的容容积积为为3.2102 m3，使使用用前前瓶瓶中中气气体体压压强强为为1.5107 Pa，使使用用后后瓶瓶中中剩剩余余气气体体压压强强为为2.0106 Pa；室室温温温温度度为为27 .氩氩气可视为理想气体气可视为理想气体 对气体实验定律和气态方程的考查对气体实验定律和气态方程的考查(1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；(2)将压入氩气后的炉
3、腔加热到将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ，求此时炉腔中气体的压强，求此时炉腔中气体的压强解解：(1)设设初初始始时时每每瓶瓶气气体体的的体体积积为为V03.2102 m3，压压强强为为p01.5107 Pa；使使用用后后气气瓶瓶中中剩剩余余气气体体的的压压强强为为p12.0106 Pa.假假设设体体积积为为V0、压压强强为为p0的的气气体体压压强强变为变为p1时，其体积膨胀为时，其体积膨胀为V1.由玻意耳定律由玻意耳定律p0V0p1V1被压入进炉腔的气体在室温和被压入进炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为条件下的体积为VV1V00.208 m3设设10瓶瓶气气体体压压入入完完成成后后炉炉腔
4、腔中中气气体体的的压压强强为为p2，体体积积为为V20.13 m3.由由玻玻意意耳耳定定律律p2V210p1V联立得联立得p23.2107 Pa.2(2019年年新新课课标标卷卷)如如图图，一一容容器器由由横横截截面面积积分分别别为为2S和和S的的两两个个汽汽缸缸连连通通而而成成，容容器器平平放放在在地地面面上上，汽汽缸缸内内壁壁光光滑滑整整个个容容器器被被通通过过刚刚性性杆杆连连接接的的两两活活塞塞分分隔隔成成三三部部分分，分分别别充充有有氢氢气气、空空气气和和氮氮气气平平衡衡时时，氮氮气气的的压压强强和和体体积积分分别别为为p0和和V0，氢氢气气的的体体积积为为2V0，空空气气的的压压强强
5、为为p.现现缓缓慢慢地地将将中中部部的的空空气气全全部部抽抽出出，抽抽气气过过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：(1)抽气前氢气的压强；抽气前氢气的压强；(2)抽气后氢气的压强和体积抽气后氢气的压强和体积3(2019年年新新课课标标卷卷)如如图图，一一粗粗细细均均匀匀的的细细管管开开口口向向上上竖竖直直放放置置，管管内内有有一一段段高高度度为为2.0 cm的的水水银银柱柱，水水银银柱柱下下密密封封了了一一定定量量的的理理想想气气体体，水水银银柱柱上上表表面面到到管管口口的的距距离离为为2.0 cm.若若将
6、将细细管管倒倒置置，水水银银柱柱下下表表面面恰恰好好位位于于管管口口处处，且且无无水水银银滴滴落落，管管内内气气体体温温度度与与环环境境温温度度相同已知大气压强为相同已知大气压强为76 cmHg，环境温度为，环境温度为296 K. 对热力学定律和力的平衡的考查对热力学定律和力的平衡的考查(1)求求细细管的管的长长度；度；(2)若若在在倒倒置置前前，缓缓慢慢加加热热管管内内被被密密封封的的气气体体，直直到到水水银银柱柱的的上上表表面面恰恰好好与与管管口口平平齐为齐为止，求此止，求此时时密封气体的温度密封气体的温度解解：(1)设设细细管管的的长长度度为为L，横横截截面面的的面面积积为为S，水水银银
7、柱柱高高度度为为h2.0 cm.初初始始时时，设设水水银银柱柱上上表表面面到到管管口口的的距距离离为为h12.0 cm，被被密密封封气气体体的的体体积积为为V，压压强强为为p；细管倒置时，气体体积为；细管倒置时，气体体积为V1，压强为，压强为p1.由玻意耳定律有由玻意耳定律有pVp1V1由力的平衡条件有由力的平衡条件有pp0ghp1p0gh式式中中，、g分分别别为为水水银银的的密密度度和和重重力力加加速速度度的的大大小小，p0为为大大气气压压强强由由题题意意有有VS(Lh1h)V1S(Lh)由由式和题给条件得式和题给条件得L41 cm.0202热 点 突 破气气体体实实验验定定律律是是每每年年
8、的的必必考考内内容容，形形式式多多为为计计算算题题，题题目目综综合合难难度度较较大大，可可结结合合气气体体压压强强的的微微观观解解释释、热热力力学学第第一一定定律律、气气体体图图象象进进行行命命题题压压强强是是联联系系力力学学参参量量与与热热学学参参量量的的桥桥梁梁，对对气气体体图图象象要要联联系系气气态态方方程程理理解解斜斜率率、面面积积、交交点点等等的的含含义义热点热点1对气体实验定律和气态方程的考查对气体实验定律和气态方程的考查例例1(2018年年海海南南卷卷)一一储储存存氮氮气气的的容容器器被被一一绝绝热热轻轻活活塞塞分分隔隔成成两两个个气气室室A和和B，活活寨寨可可无无摩摩擦擦地地滑
9、滑动动开开始始时时用用销销钉钉固固定定活活塞塞，A中中气气体体体体积积为为2.5104 m3，温温度度为为27 ，压压强强为为6.0104 Pa；B中中气气体体体体积积为为4.0104 m3，温温度度为为17 ，压压强强为为2.0104 Pa.现现将将A中中气气体体的的温温度度降降至至17 ，然然后后拔拔掉掉销销钉钉，并并保保持持A、B中中气气体温度不变，求稳定后体温度不变，求稳定后A和和B中气体的压强中气体的压强【答案答案】3.2104 Pa应用气体实验定律的解题思路应用气体实验定律的解题思路1选择对象选择对象某一定质量的理想气体；某一定质量的理想气体；2找出参量找出参量气体在始末状态的参量
10、气体在始末状态的参量p1、V1、T1及及p2、V2、T2；3认识过程认识过程认清变化过程是正确选用物理规律的前提；认清变化过程是正确选用物理规律的前提；4列列出出方方程程选选用用某某一一实实验验定定律律或或气气态态方方程程，代代入入具具体体数数值值求求解解，并并讨讨论论结结果果的的合合理理性性若若为为两两部部分分气气体体，除除对对每每部部分分气气体体作作上上述述分分析析外外，还还要要找找出出它它们们始始末状态参量之间的关系，列式联立求解末状态参量之间的关系，列式联立求解1气气体体实实验验定定律律的的应应用用(2019年年河河源源检检测测)如如图图所所示示是是生生活活上上常常用用喷喷雾雾器器的的
11、简简化化图图已已知知贮贮液液瓶瓶容容积积为为3 L(不不计计贮贮液液瓶瓶中中打打气气筒筒和和细细管管的的体体积积)，喷喷液液前前，瓶瓶内内气气体体压压强强需需达达到到2.5 atm，方方可可将将液液体体变变成成雾雾状状喷喷出出，打打气气筒筒每每次次能能向向贮贮液液瓶瓶内内打打入入p01.0 atm的的空空气气V50 mL.现现打打开开进进水水阀阀门门A和和喷喷雾雾头头阀阀门门B，装装入入2 L的的清清水水后后，关关闭闭阀阀门门A和和B.设设周周围围大大气气压压恒恒为为p0，打打气气过过程程中中贮贮液液瓶瓶内内气气体体温温度度与与外外界界温温度度相相同同且且保保持持不不变变，不不计计细细管管中中
12、水水产产生生的压强求：的压强求：(1)为确保喷雾器的正常使用，打气筒至少打气次数为确保喷雾器的正常使用，打气筒至少打气次数n；(2)当当瓶瓶内内气气压压达达到到2.5 atm时时停停止止打打气气，然然后后打打开开阀阀门门B，求求喷喷雾雾器器能能喷喷出出的的水的体积最大值水的体积最大值【答案答案】(1)30次次(2)1.5 L【解析解析】(1)贮液瓶装水后，瓶内封闭气体的体积贮液瓶装水后，瓶内封闭气体的体积V1V总总V液液1 L打气过程瓶内气体做等温变化，有打气过程瓶内气体做等温变化，有p0(V1V外外)p2V1V外外nV将将p01.0 atm、p22.5 atm代入可解得打气的次数至少为代入可
13、解得打气的次数至少为n30.(2)阀门打开喷水过程，瓶内封闭气体做等温变化，有阀门打开喷水过程，瓶内封闭气体做等温变化，有p2V1p3V3最后瓶内气体的压强最后瓶内气体的压强p3p0代入数据解得最后瓶内气体的体积代入数据解得最后瓶内气体的体积V32.5 L因此喷雾器能喷出的水的体积最大值因此喷雾器能喷出的水的体积最大值V水水V3V11.5 L.2理理想想气气体体的的状状态态方方程程与与图图象象(2019年年成成都都模模拟拟)一一定定质质量量的的理理想想气气体体经经历历了温度缓慢升高的变化，如图所示，了温度缓慢升高的变化，如图所示，pT和和VT图各记录了其部分变化过程，试求：图各记录了其部分变化
14、过程，试求：(1)温度为温度为600 K时气体的压强；时气体的压强；(2)在在pT图象上将温度从图象上将温度从400 K升高到升高到600 K的变化过程补充完整的变化过程补充完整【答案答案】(1)1.25105 Pa(2)见解析见解析从从500600 K，气气体体做做等等压压变变化化，压压强强p21.25105 Pa；故故从从500 K至至600 K为水平直线，故图象如图所示为水平直线，故图象如图所示3气气体体实实验验定定律律和和封封闭闭空空气气柱柱的的压压强强(2019年年新新疆疆二二模模)如如图图所所示示，粗粗细细均均匀匀的的U形形玻玻璃璃管管一一端端封封闭闭，另另一一端端与与大大气气相相
15、通通且且足足够够长长，玻玻璃璃管管内内两两段段水水银银柱柱封封闭闭了了两两段段空空气气柱柱A和和B，两两段段空空气气柱柱的的长长度度分分别别为为LA5 cm，LB15 cm，下下端端水水银银面面高高度度差差h6 cm，A上上端端水水银银柱柱长长h14 cm，大大气气压压强强p076 cmHg，外外界界环环境境温温度度保保持持不不变变，现现从从右右端端开开口口处处缓缓慢慢向向管管中加入水银，当下段水银面高度差中加入水银，当下段水银面高度差h0时，求：时，求：(1)B部分气体的压强；部分气体的压强；(2)A部分气体的长度部分气体的长度(结果保留结果保留3位有效数字位有效数字)【答案答案】(1)10
16、7.5 cmHg(2)3.72 cm热热力力学学定定律律的的综综合合应应用用是是近近几几年年高高考考的的热热点点，题题型型多多为为计计算算题题分分析析近近几几年年高考命题，命题规律有以下几点：高考命题，命题规律有以下几点：1结合热力学定律与等温变化进行命题结合热力学定律与等温变化进行命题2结合热力学定律与理想气体状态方程进行命题结合热力学定律与理想气体状态方程进行命题3结合热力学定律与热学图象进行命题结合热力学定律与热学图象进行命题热点热点2热力学定律的综合应用热力学定律的综合应用例例2(2019年年江江西西重重点点中中学学一一模模)如如图图所所示示，横横截截面面积积为为S，质质量量为为M的的
17、活活塞塞在在气气缸缸内内封封闭闭着着一一定定质质量量的的理理想想气气体体，现现对对气气缸缸内内气气体体缓缓慢慢加加热热，使使其其温温度度从从T1升升高高了了T，气气柱柱的的高高度度增增加加了了L，吸吸收收的的热热量量为为Q，不不计计气气缸缸与与活活塞塞的的摩摩擦擦，外外界界大大气气压压强强为为p0，重力加速度为，重力加速度为g，求：，求：(1)此加此加热过热过程中气体内能增加了多少？程中气体内能增加了多少？(2)若若保保持持缸缸内内气气体体温温度度不不变变，再再在在活活塞塞上上放放一一砝砝码码，如如图图所所示示，使使缸缸内内气气体体的的体体积积又恢复到初始状又恢复到初始状态态，则则所放砝所放砝
18、码码的的质质量量为为多少？多少？热力学第一定律的应用技巧热力学第一定律的应用技巧1应应用用热热力力学学第第一一定定律律时时，一一要要注注意意各各符符号号正正负负的的规规定定，二二要要注注意意改改变变内内能能的的两两种种方方式式：做做功功和和热热传传递递不不能能认认为为物物体体吸吸热热或或外外界界对对物物体体做做功功，物物体体的的内内能能就一定增加就一定增加2若若研研究究对对象象为为气气体体，对对气气体体做做功功的的正正负负由由气气体体的的体体积积决决定定，气气体体体体积积增增大，气体对外做功，大，气体对外做功，W0.1气气体体实实验验定定律律与与热热力力学学第第一一定定律律(2019年年河河南
19、南济济源源二二模模)如如图图所所示示，两两个个截截面面积积都都为为S的的圆圆柱柱形形容容器器，右右边边容容器器高高为为H，上上端端封封闭闭，左左边边容容器器上上端端是是一一个个可可以以在在容容器器内内无无摩摩擦擦滑滑动动的的质质量量为为M的的活活塞塞两两容容器器由由装装有有阀阀门门的的极极细细管管道道相相连连，容容器器、活活塞塞和和细细管管都都是是绝绝热热的的开开始始时时阀阀门门关关闭闭，左左边边容容器器中中装装有有理理想想气气体体，平平衡衡时时活活塞塞到到容容器器底底的的距距离离为为H，右右边边容容器器内内为为真真空空现现将将阀阀门门缓缓慢慢打打开开，活活塞塞便便缓缓慢慢下下降降，直直至至系系统统达达到到新新的的平平衡衡，此此时时理理想想气气体体的的温温度度增增加加为为原原来来的的1.2倍倍，已已知知外外界界大大气气压压强为强为p0，求此过程中气体内能的增加量，求此过程中气体内能的增加量【解析解析】(1)由焦耳定律可得，电热丝放出的热量由焦耳定律可得，电热丝放出的热量Q0I2Rt气体吸收的热量气体吸收的热量Q0.9Q00.9I2RtB气体对外做功气体对外做功WpSh(p0Smg)h由热力学第一定律得：由热力学第一定律得：E1E2QW解得解得E20.9I2Rt(p0Smg)hE1.谢谢观看
