,专题15,热 学,第一部分 专题复习篇,高考对本专题内容考查的重点和热点有：分子大小的估算；对分子动理论内容的理解；物态变化中的能量问题；气体实验定律的理解和简单计算；固、液、气三态的微观解释和理解；热力学定律的理解和简单计算；用油膜法估测分子大小等内容应考策略：内容琐碎、考查点多，复习中应以四块知识(分子动理论、从微观角度分析固体、液体、气体的性质、气体实验定律、热力学定律)为主干，梳理出知识点，进行理解性记忆,高 考定位,目录索引,考题1 热学基本规律与微观量计算的组合,考题2 热学基本规律与气体实验定律的组合,考题3 气体实验定律与热力学定律综合问题的分析技巧,考题1 热学基本规律与微观量计算的组合,(2014江苏12A)一种海浪发电机的 气室如图1所示.工作时，活塞随海浪上升或 下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进 气阀门和出气阀门打开或关闭.气室先后经历 吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处 的装置发电.气室中的空气可视为理想气体.,例 1,图1,(1) (多选)下列对理想气体的理解，正确的有_. A.理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型 B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体 C.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关 D.在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律 (2)压缩过程中，两个阀门均关闭.若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换，内能增加了3.4104J，则该气体的分子平均动能_(选填“增大”、“减小”或“不变”)，活塞对该气体所做的功_(选填“大于”、“小于”或“等于”)3.4104J.,(3)上述过程中，气体刚被压缩时的温度为27，体积为0.224 m3，压强为1个标准大气压.已知1 mol气体在1个标准大气压、0时的体积为22.4 L，阿伏加德罗常数NA6.021023mol1.计算此时气室中气体的分子数.(计算结果保留一位有效数字) 解析 (1)理想气体是一种理想化模型，温度不太低、压强不太大的实际气体可视为理想气体；只有理想气体才遵循气体的实验定律，选项A、D正确，选项B错误. 一定质量的理想气体的内能完全由温度决定，与体积无关，选项C错误.,1.(1)1 mol任何气体在标准状况下的体积都是22.4 L.试估算温度为0，压强为2个标准大气压时单位体积内气体分子数目为_(结果保留两位有效数字). (2) (多选)下列说法正确的是( ) A.液晶具有流动性，光学性质各向异性 B.气体的压强是由气体分子间斥力产生的 C.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表 面存在表面张力 D.气球等温膨胀，球内气体一定向外放热,突破训练,2.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用 注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘 里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在 玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在 坐标纸上，其形状如图2所示，坐标纸上正方 形小方格的边长为10 mm，该油酸膜的面积是 _ m2；若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的 体积是4106 mL，则油酸分子的直径是_ m.(上述结果均保留1位有效数字),图2,3. (单选) (2014北京13)下列说法中正确的是( ) A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大 B.物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大 C.物体温度降低，其内能一定增大 D.物体温度不变，其内能一定不变 解析 温度是物体分子平均动能的标志，所以物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大，A错，B对； 影响物体内能的因素是温度、体积和物质的量，所以只根据温度的变化情况无法判断内能的变化情况，C、D错.,B,解答微观量计算问题时应注意： (1)固体、液体分子可认为紧靠在一起，可看成球体或立方体；气体分子只能按立方体模型计算所占的空间. (2)阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，计算时要注意抓住与其相关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量.,方 法 提 炼,(1) (多选)下列说法中正确的是_. A.理想气体温度升高时，分子的平均动能一定增大 B.一定质量的理想气体，体积减小时，单位体积的分子数增多， 气体的压强一定增大 C.压缩处于绝热容器中的一定质量的理想气体，其内能一定增加 D.当分子间的相互作用力为引力时，其分子间没有斥力 E.分子a从远处靠近不动的分子b的过程中，当它们相互作用力为 零时，分子a的动能一定最大,考题2 热学基本规律与气体实验定律的组合,例 2,(2)如图3所示，U形管两臂粗细不等，开口向上， 右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍， 管中装入水银，大气压为76 cmHg.左端开口管中 水银面到管口距离为11 cm，且水银面比封闭管内 高4 cm，封闭管内空气柱长为11 cm.现在开口端 用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求： 粗管中气体的最终压强； 活塞推动的距离.,图3,解析 (1)一定质量的理想气体，体积减小时，由于温度变化不确定，则气体的压强不一定增大，故B错误； 分子间同时存在引力和斥力，二力同时存在，故D错误.故选A、C、E. (2)设左管横截面积为S，则右管横截面积为3S，以右管封闭气体为研究对象. 初状态p180 cmHg，V1113S33S，两管液面相平时，Sh13Sh2，h1h24 cm，解得h21 cm，此时右端封闭管内空气柱长l10 cm，V2103S30S 气体做等温变化有p1V1p2V2,即8033Sp230S p288 cmHg. 以左管被活塞封闭气体为研究对象 p176 cmHg，V111S，p2p288 cmHg 气体做等温变化有p1V1p2V2 解得V29.5S 活塞推动的距离为L11 cm3 cm9.5 cm4.5 cm 答案 (1)ACE (2)88 cmHg 4.5 cm,4. (多选)(2014广东17)用密封性好、充满气体 的塑料袋包裹易碎品，如图4所示，充气袋四 周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换， 则袋内气体( ) A.体积减小，内能增大 B.体积减小，压强减小 C.对外界做负功，内能增大 D.对外界做正功，压强减小,突破训练,图4,5. (2014重庆10)(1) (单选)重庆出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( ) A.压强增大，内能减小 B.吸收热量，内能增大 C.压强减小，分子平均动能增大 D.对外做功，分子平均动能减小,(2)图5为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0、压强为p0的气体.当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩.若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变.当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S.求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力. 图5,6.(1) (多选)下列说法中正确的是_. A.当分子间的距离增大时，分子间的斥力减小，引力增大 B.一定质量的理想气体对外界做功时，它的内能有可能 增加 C.有些单晶体沿不同方向的光学性质不同 D.从单一热源吸收热量，使之全部变成功而不产生其他影 响是不可能的,(2)有一导热气缸，气缸内用质量为m的活塞密封一定质量的理想气体，活塞的横截面积为S，大气压强为p0.如图6所示，气缸水平放置时，活塞距离气缸底部的距离为L，现将气缸竖立起来，活塞将缓慢下降，不计活塞与气缸间的摩擦，不计气缸周围环境温度的变化，求活塞静止时活塞到气缸底部的距离. 图6,应用气体实验定律的三个重点环节： 1.正确选择研究对象：对于变质量问题要保证研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间一般通过压强找联系. 2.列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生变化，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速的找到规律. 3.认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验 定律.,方 法 提 炼,如图7所示，一圆柱形绝热容器竖直放 置，通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1的理想气 体，活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底 部相距h1.现通过电热丝给气体加热一段时间， 使其温度上升到t2(摄氏温度)，若这段时间内气 体吸收的热量为Q，已知大气压强为p0，重力加速度为g，求：,考题3 气体实验定律与热力学定律综合问题的分析技巧,例 3,图7,突破训练,7.(1) (多选)下列说法正确的是_. a.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能都是随着分子间距离的增大而减小 b.单晶体和多晶体都有确定的熔点和凝固点 c.在自然界发生的一切过程中能量都是守恒的，符合能量守恒 定律的宏观过程都能自然发生 d.当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子 作用力的合力总是指向液体内部,(2)如图8所示，导热材料制成的截面积相等、长度均为L60 cm的气缸A、B通过带有阀门的管道连接，初始时阀门关闭.厚度不计的光滑活塞C位于B内左侧，在A内充满压强pA2.0105 Pa的理想气体，B内充满压强pB1.0105 Pa的同种理想气体，忽略连接气缸的管道体积，室温不变.现打开阀门，求： 图8 平衡后活塞向右移动的距离和B中气体的压强； 活塞移动过程中B中气体是吸热还是放热？,解析 (2)平衡后两部分气体的压强相等设为p，设活塞的面积为S，活塞移动的距离为x，根据玻意耳定律 pALSp(Lx)S pBLSp(Lx)S 解得p1.5105 Pa x20 cm 活塞向右移动压缩B内气体，即外界对B气体做功，但温度不变，故内能不变.根据热力学第一定律，B气体放出热量. 答案 (1)bd (2)20 cm 1.5105 Pa 放热,8.(1) (多选)下列说法中正确的有_. A.已知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.布朗运动说明分子在永不停息地做无规则运动 C.两个分子间由很远(r109 m)距离减小到很难再靠近 的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不 断增大 D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用,(2)如图9甲所示，一端开口导热良好的气缸 放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横 截面积为50 cm2，气缸全长21 cm，气缸质 量20 kg，大气压强为1105 Pa，当温度为 7 时，活塞封闭的气柱长10 cm，现将气 缸倒过来竖直悬挂在天花板上，如图乙所示，g取10 m/s2. 求稳定后，活塞相对气缸移动的距离； 当气缸被竖直悬挂在天花板上，活塞下降并达到稳定的过程中，判断气缸内气体是吸热还是放热，并简述原因.,图9,答案 (1)ABD (2)5 cm 吸热 气缸倒置过程中，气缸内气体体积变大，对外做功，而气体内能不变，据热力学第一定律，气缸内气体吸热,9.(1) (多选)下列说法正确的是_. A.单晶体和多晶体在物理性质上均表现为各向异性 B.墨水滴入水中出现扩散现象，这是分子无规则运动的 结果 C.不可能从单一热源吸收热量全部用来做功 D.缝衣针漂浮在水面上是表面张力作用的结果,(2)如图10所示，有一光滑的导热性能良好的活 塞C将容器分成A、B两室，A室体积为V0，B 室的体积是A室的两倍，A、B两室分别有一 定质量的理想气体.A室上连有一U形管(U形管 内气体的体积忽略不计)，当两边水银柱高度 差为19 cm时，两室气体的温度均为T1300 K. 若气体的温度缓慢变化，当U形管两边水银柱等高时，求：(外界大气压等于76 cm汞柱) 此时气体的温度为多少？ 在这个过程中B气体的内能如何变化？做功情况