《热学》解题方法和技巧

1、热学解题方法和技巧热学解题方法和技巧热学解题方法和技巧热学解题方法和技巧编制仅供参考审核批准生效日期地址： 电话：传真: 邮编: 热学解题方法和技巧目的：通过对典型例题的分析了解掌握热学解题基本方法和技巧重点：掌握热学解题基本方法和技巧课时：2学时教学过程：一、“标态法”估算分子数目例1一个容积为10-3m3 真空系统已抽到10-5mmHg的真空度。为了提高真空度，将它放在300的烘箱中烘烤，使器壁释放出所吸附的气体分子，如果烘烤后压强变为。问器壁原来吸附了多少气体分子？解：开始时容器内气体压强为P1=10-5mmHg=10-3paPB,PAS1PBS2，即气体对容器的合力向左，故B正确。三、

2、“密度法”求解变质量问题例8在一根一端封闭的均匀直玻璃管中，有一段5cm长的水银柱，把质量为m的空气封闭在玻璃管内，当玻璃管水平放置时，管内的空气柱的长度为14cm。现缓慢地摇动玻璃管，让一定质量的空气进入封闭在管内的空气柱中，最后当玻璃管处在竖直位置且开口向下时，空气柱的长度为。设在整个过程中温度保持不变，大气压强为75cmHg。求后来进入玻璃管内的空气的质量。解：设玻璃管在水平位置进入空气后气柱增长L，则：75(14+L)S=(75-5) L=。 由知，后来进入的空气与原来封闭在管内的空气密度相同。四、“受力分析法”求解热学问题“受力分析法”求解系统运动状态改变时的水银柱移动问题例9如图7

3、所示，在两端封闭，粗细均匀的玻璃管内，置有长度为20cm的水银柱，当玻璃管水平放置时，水银柱恰好在管的中央，两端长均为20cm，温度相同，压强均为76cmHg。当管沿水平方向加速运动时，左端空气柱长度变为19cm。求加速度的大小和方向。设温度保持不变。解：由于水银柱向左移动，P左P右，故加速度方向向右； 左端：PL0=P1L1；右端：PL0=PL； 对水银柱：(P1-P2)S=ma,即：(h1-h2)gS=L0Sa, 解得：a=s2。例10两端开口的内径粗细均匀的U型玻璃管竖直固定在小车上，U型管水平部分长L，竖直部分高h，两侧玻璃管水银面高度在小车匀速运动时为3h/4（如图8所示）。当小车在

4、水平地面上向右加速运动时，要使管中的水银不外流，小车的加速度的大小应为多少？解：水银不外流时，左右两管水银面的高度差h=2h/4。对于水平部分水银有：ghS=LSam，am=，故。“受力分析法”求解热学中的浮力问题例11如图9所示，一玻璃管开口竖直向下插入水银槽中，处于静止状态。水银槽上部用活塞封闭住一部分空气，将活塞向下压缩气体时（活塞未碰到玻璃管），的变化情况是： D A、不断增大； B、不断减小； C、始终不变； D、以上结论都不对。解：在玻璃管顶部未达到液面之前：对试管内的气体有：P增大， V变小，故试管下落。但是gV排=mg，h不变；在管顶部到达液面之下后，P变大，V变小。F浮VA

5、TATB即EAEB。选项B正确。如图所示AEDCB：则气体对外做功为：W1=SDEFH0；总功为W=W1+W2。不能确定W1和W2的大小关系，不能确定W的正负，故选项A不正确，从而也不能确定Q的正负，故选项C、D也不正确。例14如图12所示，为一定质量的理想气体的P-V关系图。气体由状态A分别经过、三个不同的过程，变为状态B、C、D。已知B、C、D三个状态的温度相同，为等容过程，为等压过程，表示过程的直线AC的延长线 经过原点，比较这三个过程，正确的分析是： B C A、气体内能增量EEE； B、气体吸收热量QQQ；C、气体对外做功WWW； D、气体的密度BCD。解：TB=TC=TD T相同，

6、即E=E=E；故选项A错；W=0，W=SACFG0，W=SADEG0，而WQ=WQ=WQ=E，QQ，QSOHG，SOCF-SOAGSODE-SOHG,即SACFGSHDEGSADEG,即W W,QPCPD，BCD，即D错。六、“设界法”求解热学问题例15如图13所示，在温度保持不变的情况下，轻弹左边细管，使唤两段水银柱结合在一起，而封闭的空气没有漏出，则后来水银柱的下端面A与原来的下端面A的高低相比较是： A A、A比A低； B、A比A高；C、A与A等高； D无法判断。解：作如图12所示的虚线作为分界线，则P1、T1不变，V1=V1。而P2V。故V1V=V1V，选项A正确。例16竖直放置的U型

7、玻璃管，右端开口，左端封闭一段长为30cm的空气柱。右管的内径是左管的内径的倍，左管水银面比右管水银面高，大气压强为105Pa。现将左管水银面下方30cm处用小钉钉一小孔，拔出小钉后（设温度不变）。求：U型管中水银柱将发生怎样的变化？最终左管封闭的空气柱长度是多少新产生的空气柱有多长（如图14甲所示）。解：拔钉后小孔与外界大气相通,大气压强大于小孔处压强,因此从小孔处水银分成两段,上方30cm水银柱上移,下方水银柱下移,直至两管水银面等高.如图14乙所示。对左管封闭空气柱：P1=P1-Ph=，L1=30cm；末态：P2=75-30=45cmHg。由玻意耳定律，得：30S=45L2S，L2=25cm。小孔上方空气柱x1=L1-L2=5cm。设小孔下方有空气柱x2，则：=x2+x/4。（r1=r2/2，S1=S2/4,即右管上升x/4）。x6cm，故小孔处新产生的空气柱长为x+x11cm。七、“韦达定理法”求解热学问题例17如图15所示，一根一端封闭的开口向上的玻璃管，长L=96cm，用一段长为h=20cm的水银柱封闭长为h1=60cm的空气柱，其初温为27,问温度升高至多少度，水银柱方能从管中全部溢出（大气压强P0=76cmHg）解：温度升高至水银柱和管口相平时