专题16 热学（解析版）.docx

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BCD【解析】温度不变,理想气体的内能不变,故A错误;根据玻意耳定律,体积减小,压强增大,故B正确;根据ΔU=W+Q,内能不变,外界对气体做功,气体放出热量,故C、D正确,E错误.【典例分析3】(多选)如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①、②、③、④,下列说法正确的是( )①②④、,侵权必究!【答案】 BDE【解析】过程①中,气体由a到b,体积V不变、T升高,则压强增大,A项错误;过程②中,气体由b到c,体积V变大,对外界做功,B项正确;过程④中,气体由d到e,温度T降低,内能ΔU减小,体积V不变,气体不做功,根据热力学第一定律ΔU=Q+W得Q<0,即气体放出热量,C项错误;状态c、d温度相同,所以内能相同,D项正确;由b到c的过程,作过状态b、c的等压线,分析可得pb>pc,由c到d的过程,温度不变,Vc<Vd,所以pc>pd,所以pb>pc>pd,E项正确.【提分秘籍】(1)油膜法估算分子直径:d=,其中V为纯油酸体积,S为单分子油膜面积.(2)分子总数:N=nNA=NA=:对气体而言,一个分子的体积V0≠.(3)两种分子模型:①球体模型:V=πR3;②立方体模型:V=:分子永不停息地做无规则运动,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,即平均速率越大,、分子势能与分子间距离的关系(如图)、W、Q的分析思路(1),内能增加,ΔU>0;温度降低,内能减少,ΔU<0.②由公式ΔU=W+Q分析内能变化.(2),气体对外界做功,W<0;体积被压缩,外界对气体做功,W>0.(3)气体吸、放热Q一般由公式Q=ΔU-W分析气体的吸、放热情况,Q>0,吸热;Q<0,:热量可以由低温物体传递到高温物体,也可以从单一热源吸收热量全部转化为功,但会产生其他影响.【强化训练】4/16原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1.(多选)(2020·三湘名校联盟第二次大联考)下列说法正确的是( )℃,,,,,此过程中瓶内空气(不计分子势能)向外界释放热量,而外界对其做功【答案】 ACE【解析】由T=t+273,可知摄氏温度变化1℃,热力学温度变化1K,故A正确;气体放出热量时,若外界对气体做功,则气体的温度也可能升高,其分子的平均动能增加,故B错误;无论是气体、液体还是固体,其分子间都存在间距,但气体分子间的间距最大,由于分子间存在较大的间距,气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱,气体分子可以在空间自由运动,所以气体能充满整个空间,故C正确;气体的内能除与分子势能、分子平均动能有关外,,,内能越大,故D错误;不计分子势能时,气体温度降低,则内能减小,向外界释放热量,薄塑料瓶变扁,气体体积减小,外界对其做功,.(多选)(2020·河北第二次省际调研)下列说法正确的是( )℃的水变成100℃的水蒸气,,、,说明分子间有空隙【答案】 ACE【解析】一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气,因吸热内能增大,但其分子平均动能不变,则分子之间的势能增加,选项A正确;蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块是多晶体,没有确定的几何形状,也是多晶体的特点,选项B错误;一定质量的理想气体在等压膨胀过程中,气体对外做功,温度升高,内能变大,则一定要吸收热量,选项C正确;已知阿伏加徳罗常数、气体的摩尔质量和密度可以估算出气体分子运动占据的空间体积,不能估算气体分子的直径,选项D错误;水和酒精混合后总体积减小,说明分子间有空隙,.(多选)(2020·河南驻马店市3月模拟)如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始经历①②③④四个过程,,下列说法中正确的是( )5/16原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!①②③④中气体吸收的热量和对外界做功的数值相等【答案】 BCE【解析】过程①中气体等温变化ΔU=0,压强增大,根据理想气体状态方程=C知,体积一定减小,外界对气体做功,则W>0,再根据热力学第一定律W+Q=ΔU,可知Q<0,所以过程①中气体放热,故A错误;过程②中气体等容变化,则W=0,温度升高,ΔU>0,根据热力学第一定律,Q>0,所以过程②中气体从外界吸收热量,故B正确;过程③中气体等压变化,温度升高,根据理想气体状态方程=C知,体积一定增大,气体对外界做功,则W<0,故C正确;状态a和状态e,压强相等,状态a比状态e温度低,根据理想气体状态方程=C知,状态a比状态e的体积小,故D错误;过程④中气体等温变化ΔU=0,根据热力学第一定律,Q=-W,即气体吸收的热量和对外界做功的数值相等,.(多选)(2020·广东广州市3月质检)如图为一消毒水简易喷洒装置,内部装有一定量的水,水上部是密封的空气,,,下列说法正确的有( ),,,密封气体的内能一直减小【答案】 ACD【解析】充气后,气体分子数增大,温度和体积不变,则密封气体分子单位时间撞击单位面积器壁的次数增多,故A正确;充气后,由于温度不变,密封气体的分子平均动能不变,故B错误;充气后,封闭气体压强增大,大于外界大气压强,打开阀门后,密封气体对外界做正功,故C正确;由于温度不变,封闭气体内能不变,且打开阀门后,密封气体对外界做正功,由热力学第一定律可知,密封气体从外界吸热,故D正确;由于打开阀门后封闭气体温度不变,且质量不变,则封闭气体内能不变,,侵权必究!【题型二】固体、液体和气体【典例分析1】(多选)(2020·新乡市高三上学期第一次模拟)下列说法正确的是( ),,撞击微粒的液体分子数越多,,,则液体与固体之间表现为不浸润【答案】 ACE【解析】液晶既具有液体的流动性,又具有光学的各向异性,选项A正确;微粒越小,撞击微粒的液体分子的不平衡越明显,布朗运动越明显,故B错误;太空中水滴成球形,是液体表面张力作用的结果,故C正确;表现为各向同性的固体可能为多晶体,故D错误;附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏,则液体与固体之间表现为不浸润,故E正确.【典例分析2】.(多选)(2020·吉林长春市六中3月线上测试)下列说法中正确的是( ),,,分子间引力和斥力均减小,分子势能不一定减小【答案】 BDE【解析】分子在永不停息地做无规则运动,其平均速率不可能为零,而瞬时速度可能为零,故A错误;表面张力的微观解释为液体表面层的分子间距较大,表现为引力,故B正确;空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示,故C错误;晶体、非晶体在一定的条件下可以相互转化,例如,天然水晶是晶体,而熔化以后再凝结的水晶(即石英玻璃)就是非晶体,故D正确;随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小,当分子距离小于r0时,分子力表现为斥力,距离增大时分子斥力做正功,分子势能减小;当分子距离大于r0时,分子力表现为引力,距离增大时分子引力做负功,分子势能增大,故E正确.【提分秘籍】、非晶体特性的理解(1)只有单晶体才可能具有各向异性.(2)各种晶体都具有确定的熔点,晶体熔化时,温度不变,吸收的热量全部用于增加分子势能.(3)晶体与非晶体可以相互转化.(4)有些晶体属于同素异形体,(1)温度是分子平均动能的标志,温度越高,,侵权必究!(2)温度越高,物体分子动能总和增大,(1)气体对容器壁的压强是气体分子频繁碰撞容器壁的结果,温度越高,气体分子密集程度越大,气体对容器壁因碰撞而产生的压强就越大.(2)地球表面大气压强可认为是大气重力产生的.【强化训练】1.(多选)(2020·贵州贵阳市四校联考)下列说法正确的是( ),,,分子间引力大于斥力,,尽管它不违反热力学第一定律,但它违反热力学第二定律【答案】 CDE【解析】物体的运动体现的是宏观的运动,与微观的分子运动无关,而温度是分子平均动能的标志,A错误;根据热力学第一定律,一定质量的理想气体经历等容放热过程,气体内能应减小,B错误,故选C、D、.(多选)(2020·辽宁丹东市检测)下列说法正确的是( ),,,,【答案】 ADE【解析】如果气体吸热的同时对外做功,吸收的热量小于对外所做的功,则内能可能减小,故A正确;晶体都有固定的熔点,故B错误;空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气的压强与相同温度时水的饱和蒸汽压之比,故C错误;内能是所有分子动能和分子势能之和,内能不同的物体,当它们的温度相同时,则它们分子热运动的平均动能可能相同,故D正确;一定质量的理想气体的内能只与温度有关,温度越高,内能越大,故E正确.【题型三】气体实验定律理想气体状态方程【典例分析1】(2020·全国卷Ⅲ·33(2))如图,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U形管,左管上端封闭,=4cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l===,侵权必究!(ⅰ)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),?(ⅱ)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的温度为多少?【答案】见解析【解析】(ⅰ)设密封气体初始体积为V1,压强为p1,左、右管的横截面积均为S,密封气体先经等温压缩过程体积变为V2,压强变为p2,由玻意耳定律有p1V1=p2V2①设注入水银后水银柱高度为h,水银的密度为ρ,根据题设条件有p1=p0+ρgh0②p2=p0+ρgh③V1=(2H-l-h0)S,④V2=HS⑤联立①②③④⑤式并代入题给数据得h≈⑥(ⅱ)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3,温度变为T2,由盖—吕萨克定律有=⑦按题设条件有V3=(2H-h)S⑧联立⑤⑥⑦⑧式并代入题给数据得T2≈363K【典例分析2】(2020·湖南3月模拟)如图9所示,汽缸内A、B两部分气体由竖直放置、横截面积为S的绝热活塞隔开,,压强均为p,体积之比为VA∶VB=1∶,转动过程中A、B两部分气体温度均不变,直到活塞成水平放置,此时,A、,加热B部分气体使其温度缓慢升高,稳定后,A、B两部分气体体积之比仍然为VA∶VB=1∶:(1)活塞的质量;(2)B部分气体加热后的温度与开始时的温度之比.【答案】(1) (2)【解析】(1)汽缸转到竖直位置时,A在上,B在下,设此时两部分的体积为V,活塞的质量为m则pAS+mg=pBS对A部分气体,由玻意耳定律得pVA=pAV对B部分气体,由玻意耳定律得pVB=pBV9/16原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!又V=(VA+VB)解得m=(2)设初态A、B两部分气体的温度均为T,则最后状态时A部分气体的温度仍为T,B部分气体温度升高后的温度为T′,则对A部分气体,体积、温度均不变,则压强不变,仍为p,对B部分气体,pB′=p+=p由查理定律得=解得=.【典例分析3】新冠肺炎疫情发生以来,,,已知储液桶容积为10L,打气筒每打一次气能向储液桶内压入p0=1×105Pa的空气V0′=,此时桶内压强为p=×105Pa,.(1)若打气使储液桶内药液上方的气体压强达到3×105Pa,求打气筒打气次数至少是多少?(2)当储液桶内药液上方的气体压强达到3×105Pa后,打开喷雾头开关K直至储液桶药液上方的气压为2×105Pa,求在这过程中储液桶喷出药液的体积是多少?【答案】见解析【解析】(1)对打气后,储液桶内药液上方的气体初状态:压强为p1=1×105Pa,体积为V1末状态:压强为p2=3×105Pa,体积为V2=2L由玻意耳定律得p1V1=p2V2解得:V1=6L因为打气前,储液桶内药液上方气体体积为V0=2L,所以打气筒打气次数n===20次(2)对储液桶内药液上方的气体初状态:压强为p2=3×105Pa,体积为V2=2L10/16原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!末状态:压强为p3=2×105Pa,体积为V3由玻意耳定律得p2V2=p3V3解得:V3=3L储液桶喷出药液的体积ΔV=V3-V2=(3-2)L=1L.【提分秘籍】(1)被活塞、汽缸封闭的气体,通常分析活塞或汽缸的受力,应用平衡条件或牛顿第二定律求解.(2)应用平衡条件或牛顿第二定律求解,=p0+h或p=p0-h来表示压强,(1)若气体质量一定,p、V、T均发生变化,则选用理想气体状态方程列式求解.(2)若气体质量一定,p、V、T中有一个量不发生变化,、液柱相联系的两部分气体时,注意找两部分气体的关联,压强、体积等关系,列出关联关系式,再结合气体实验定律或理想气体状态方程求解.【强化训练】1.(2020·江西重点中学联盟联考)如图甲所示为“⊥”形上端开口的玻璃管,管内有一部分水银封住密闭气体,上管足够长,图中粗细部分面积分别为S1=4cm2、S2=,气体长度为L=11cm,图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线,大气压强p0=76cmHg(×105Pa)(S1可认为是一超薄轻质的网状活塞).求;(1)h1和h2的值;(2)若缓慢升高气体温度,升高到多少开尔文可将所有水银全部压入细管内;(3)在(2)的前提下所有水银刚好全部压入细管内,在这个过程中气体对外做的功.(计算结果保留2位有效数字)【答案】(1)1cm 15cm (2)285K (3)【解析】(1)由题图乙可知,初状态p1=p0+h1+h2=92cmHg末状态;S1h1=S2h3,p2=p0+h2+h3=95cmHg