专题九 热学（选考）一、分子一、分子动理理论本知识点所涉及内容较多，重点应放在涉及阿伏伽德罗常数的宏观量与微观量之间的转化、布朗运动、分子力、内能等知识点上例1 (2010江苏卷)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/m3和2.1kg/m3，空气的摩尔质 量 为 0.029kg/mol， 阿 伏 伽 德 罗 常 数NA=6.021023mol1.若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数(结果保留一位有效数字) 【解析】本题考查了涉及阿伏伽德罗常数的宏观量与微观量之间的转化，明确其转化的关系为解题的要点解解：设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为 海 和 岸，一次吸入空气的体积为V，则有 ，代入数据得 31022(个) 【方法技巧小结】涉及阿伏伽德罗常数的问题常作为物理与化学的结合点命题，一些化学常识也可能作为考查对象，如常用物质的摩尔质量、标况下气体的摩尔体积等注意对于气体而言，由于分子间空隙比较大，其分子的体积不再等于摩尔体积与阿伏伽德罗常数的比值 【变式训练1】 (2010福建卷)1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是（ ）(填选项前的字母) 【解析】本题考查知识的记忆，图象突出中间多两边少的特点，答案选D.二、气体的实验定律 本知识点可能涉及相应的计算，为热学的重点内容此类问题的关键是恰当地选取研究对象，搞清气体的初末状态的三个参量，从而求得未知量若在状态变化过程中，气体的质量发生变化，也可以通过巧妙地选择合适的研究对象，使这类问题转化为定质量问题三个实验定律可以用理想气体的状态方程概括例例2：(2010上海卷)如图91，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为 一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在气缸内，其压强为_Pa(大气压强取 Pa，g取10m/ )若从初温27开始加热气体，使活塞离气缸底部的高度由0.50m 缓慢变为0.51m，则此时气体的温度为_. 【解析】气缸内部气体的压强与外界的大气压强和活塞对气体的压强之和相等，所以： 气缸内气体发生等压变化，所以 代 入数据可得： = 306K， 即： =33 常温常压下的气体可以认为是理想气体，求解时要特别注意温度的单位，不能用摄氏温度直接参与计算解题时应牢牢把握研究对象的选择及气体的始末状态参量的确定，应养成将已知条件一一列出的良好习惯同时注重对状态及物理过程的分析 图92是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图象已知气体在状态A时的压强 是(1)说出A到B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中 的值(2)请在图93坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的P-T图象,并在图线相应位置上标出字母A、B、C.【变式训练2】【解析】(1)由图92可以看出，A与B的连线的延长线过原点O，所以从A到B是一个等压变化，即pA=pB ，根据盖吕萨克定律可得VA/TA=VB/TB ，所以TA= (2)由图92可以看出，从B到C是一个等容变化，根据查理定律得 ，所以有 图93则可画出由状态A经B到C 的p-T图象如图所示三、热力学定律和能量守恒 热力学三定律中第一定律属常考内容，且常与气体的性质结合进行考查，属热学中能力要求稍高些的题目对于这种综合应用，应紧抓住两点：1一定质量理想气体的内能由温度决定，温度的高低代表着内能的大小2气体做功情况由气体的体积变化来判断，一般体积增大时气体对外做功，减小时外界对气体做功(注意例外：气体在真空中膨胀不做功) 例3(2010全国卷)(多选)如图94，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态在此过程中( ) A气体对外界做功，内能减少 B气体不做功，内能不变 C气体压强变小，温度降低 D气体压强变小，温度不变 【解析】绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q=0.稀薄气体向真空扩散没有做功，W=0.根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变稀薄气体扩散体积增大，压强必然减小BD正确 一般应用热力学第一定律时，应弄清所研究的热力学系统变化过程中温度、体积的变化，得出相应内能变化与做功情况，再依照符号法则代入数据对结果的正负也同样依照规则来解释其意义但要注意的是体积变化并不一定意味着气体就做功，如本题中由于气体是在真空中扩散，虽然体积在增大，但气体并不对外做功 如图95所示，一定质量的理想气体从状态A开始变化到状态B，再从状态B变化到状态C.已知状态A的温度为480K.则气体在状态C时的温度为160K；物体从状态A变化到B的过程中要（ _）. (填“吸热”或“放热”)吸热【变式训练3】【解析】从图中可知状态A与状态C体积相同，虽然整个过程并非等容变化，但仍可根据初末状态的情况直接利用查理定律求解C状态时的温度要分析气体从A到B过程的热传递情况，则必须知道初末状态内能的变化和做功的情况，从图象可知A、B状态的p与V的乘积相同，说明A与B状态的温度相同，即内能相同，同时体积变大又说明气体对外做功，则由热力学第一定律可知，这一过程要吸收热量.