（广西专用）2020高考物理二轮复习 第16讲 热学课件

专题七选修3-3,-2-,-3-,第16讲热学,-5-,知识脉络梳理,规律方法导引,-6-,知识脉络梳理,规律方法导引,1.知识规律(1)分子动理论:物体是由大量分子组成的;分子永不停息地做无规则运动;分子间存在着引力和斥力。(2)气体实验定律。玻意耳定律p1v1=p2v2;,(4)热力学定律。热力学第一定律:u=w+q。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方向性。,-7-,知识脉络梳理,规律方法导引,2.思想方法(1)物理思想:模型思想、控制变量。(2)物理方法:假设法、控制变量法、能量守恒法。,-8-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,分子动理论内能常以选择题形式考查分子动理论、物体内能的内容。例1(多选)有关分子的热运动和内能,下列说法正确的是()a.一定质量的气体,温度不变,分子的平均动能不变b.物体的温度越高,分子热运动越剧烈c.物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和d.布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的e.外界对物体做功,物体的内能必定增加,abc,-9-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,思维导引,-10-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,解析:温度是分子平均动能的标志,温度不变,分子的平均动能一定不变,选项a正确;同样,当物体温度升高时,分子的平均动能增加,也就是分子运动变剧烈,选项b正确;物体的内能包括物体中所有分子动能与分子势能的总和,选项c正确;布朗运动是由悬浮在液体中的微粒受到液体分子无规则碰撞引起的,选项d错误;根据热力学第一定律可知,外界对物体做功的同时,若物体放出热量,内能有可能减小或不变,选项e错误。,-11-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,规律方法分子动理论的三个核心规律(1)分子模型、分子数。,(2)分子运动:分子做永不停息的无规则运动,温度越高,分子的无规则运动越剧烈。(3)分子势能、分子力与分子间距离的关系。,-12-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,拓展训练1(多选)(2018全国卷)对于实际的气体,下列说法正确的是()a.气体的内能包括气体分子的重力势能b.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能c.气体的内能包括气体整体运动的动能d.气体的体积变化时,其内能可能不变e.气体的内能包括气体分子热运动的动能,bde,解析:气体的内能是指所有气体分子热运动的动能和相互作用的势能之和,不包括分子的重力势能和气体整体运动的动能,选项a、c错误,b、e正确;气体体积变化时,其分子势能可能增加、可能减小,而分子的动能可能增加、可能减小,其内能可能不变,选项d正确。,-13-,命题热点三,命题热点一,命题热点二,热力学定律固体、液体的性质常以选择题的形式考查气体、固体、液体的性质。例2(多选)下列说法正确的是()a.只要知道水的摩尔质量和水分子的质量,就可以计算出阿伏加德罗常数b.空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,水蒸发越快c.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部d.利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能是可能的,ad,-14-,命题热点三,命题热点一,命题热点二,思维导引,-15-,命题热点三,命题热点一,命题热点二,湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近该温度下的饱和汽压,水蒸发越慢,选项b错误;液体表面张力的方向与液面平行,选项c错误;根据热力学第一定律和热力学第二定律,内能的一部分转化为机械能是可行的,选项d正确。,-16-,命题热点三,命题热点一,命题热点二,例3(多选)(2019陕西榆林模拟)如图所示,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-t图中从a到b的直线所示。在此过程中()a.气体的体积减小b.气体对外界做功c.气体的内能不变d.气体先从外界吸收热量,后向外界放出热量e.外界对气体做功,同时气体向外界放出热量,ace,-17-,命题热点三,命题热点一,命题热点二,思维导引,-18-,命题热点三,命题热点一,命题热点二,解析:由p-t图像可知,气体从a到b过程气体温度保持不变而气体压强p增大,根据玻意耳定律,气体体积v减小,a正确;气体体积减小,外界对气体做功,w0,b错误;从a到b过程气体温度不变,气体内能不变,u=0,c正确;由热力学第一定律u=w+q可知,q=u-w=-wpb=pac.由b到c的过程中,气体放出的热量一定大于外界对气体做的功d.由b到c的过程中,每一个气体分子的速率都减小e.由c到a的过程中气体分子的平均动能不变,ace,-33-,1,2,3,4,怎样得高分,4.(2018全国卷)(1)(多选)如图所示,一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-v图中从a到b的直线所示。在此过程中()a.气体温度一直降低b.气体内能一直增加c.气体一直对外做功d.气体一直从外界吸热e.气体吸收的热量一直全部用于对外做功,bcd,-34-,1,2,3,4,怎样得高分,(2)在两端封闭、粗细均匀的u形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气。当u形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0cm和l2=12.0cm,左边气体的压强相当于12.0cm高的水银柱产生的压强。现将u形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求u形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中,气体温度不变。,-35-,1,2,3,4,怎样得高分,答案:(2)22.5cm7.5cm,以气体温度升高,内能增加,a错、b对;气体的体积增大,气体对外做功,c对;根据热力学第一定律u=w+q,其中u0,w0,从外界吸收热量,d对;气体吸收的热量,一部分对外做功,另一部分增加了气体的内能,e错。,-36-,1,2,3,4,怎样得高分,(2)设u形管两端竖直朝上时,左、右两边气体的压强分别为p1和p2。u形管水平放置时,两边气体压强相等,设为p,此时原左、右两边气柱长度分别变为l1和l2。由力的平衡条件有p1=p2+g(l1-l2)式中为水银密度,g为重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1p2l2=pl2两边气柱长度的变化量大小相等l1-l1=l2-l2由式和题给条件得l1=22.5cml2=7.5cm。,-37-,1,2,3,4,怎样得高分,汽缸、活塞类问题分析【典例示范】如图所示,一直立的汽缸用质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞横截面积为s,气体最初的体积为v0,最初的压强为,汽缸内壁光滑且缸壁导热性能良好。开始活塞被固定在a处,打开固定螺栓k,活塞下落,经过足够长时间后,活塞停在b处。设周围环境温度保持不变,已知大气压强为p0,重力加速度为g,若一定质量理想气体的内能仅由温度决定。求:(1)活塞停在b处时缸内封闭气体的体积v。(2)整个过程中通过缸壁传递的热量q。,-38-,1,2,3,4,怎样得高分,思维流程,-39-,1,2,3,4,怎样得高分,分析推理:1.汽缸内气体温度与周围环境温度相同。2.活塞停在b处说明活塞此时受力平衡。3.汽缸内气体内能不变。,-40-,1,2,3,4,怎样得高分,以题说法解决此类问题的关键是合理选取研究气体,找出研究气体的初、末状态参量,特别是压强,然后选择气体实验定律及状态方程求解。求气体的压强时常常把研究对象转换为活塞,对活塞进行受力分析,然后根据平衡条件或牛顿第二定律求解。,-41-,1,2,3,4,怎样得高分,针对训练(2019全国卷)如图所示,一容器由横截面积分别为2s和s的两个汽缸连通而成,容器平放在水平地面上,汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分,分别充有氢气、空气和氮气。平衡时,氮气的压强和体积分别为p0和v0,氢气的体积为2v0,空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出,抽气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:,(1)抽气前氢气的压强;(2)抽气后氢气的压强和体积。,-42-,1,2,3,4,怎样得高分,解析:(1)设抽气前氢气的压强为p10,根