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专题六热学第14讲热学-3-专题知识•理脉络真题诠释•导方向-4-专题知识•理脉络真题诠释•导方向1.(2019·北京卷)下列说法正确的是()A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关D.气体膨胀对外做功且温度降低,分子的平均动能可能不变A解析:温度这个物理量从宏观来看是物体冷热程度的表现,从微观上看是分子平均动能的表现,即反应了分子热运动的剧烈程度,选项A正确;内能是物体内所有分子动能和势能之和,选项B错误;气体压强与温度和体积均有关,而分子的平均动能仅由温度决定,选项C错误;温度是分子平均动能的标志,气体温度降低,分子的平均动能一定减小,选项D错误。-5-专题知识•理脉络真题诠释•导方向命题考点物体的内能。能力要求解答本题的关键是掌握温度的含义和气体压强的微观意义,能运用相关知识分析实际问题。-6-专题知识•理脉络真题诠释•导方向2.(多选)(2018·全国卷2)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、可能不变,其内能可能不变,选项D正确。-7-专题知识•理脉络真题诠释•导方向命题考点物体的内能,热力学第一定律。能力要求解答:本题的关键点在于正确认识内能的意义。-8-专题知识•理脉络真题诠释•导方向3.(多选)(2018·全国卷1)如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①、②、③、④到达状态e,对此气体,下列说法正确的是()A.过程①中气体的压强逐渐减小B.过程②中气体对外界做正功C.过程④中气体从外界吸收了热量D.状态c、d的内能相等E.状态d的压强比状态b的压强小BDE-9-专题知识•理脉络真题诠释•导方向解析:过程①是等容变化,气体温度升高,压强增大,故A项错误;过程②中,气体体积增大,对外做正功,故B项正确;过程④是等容变化,气体温度降低,放出热量,故C项错误;过程③是等温变化,气体温度不变,故状态c、d的内能相等,故D项正确;连接Ob,并延长,交cd所在直线于f点,则由盖-吕萨克定律可知,由b到f,气体压强不变,由f到d是等温变化,体积增大,由玻意耳定律知,气体压强减小,故E项正确。命题考点理想气体状态变化的图像问题,理想气体状态方程,热力学第一定律。能力要求图像题是常考题型,一般由图像及实验定律判断气体状态变化,再由T、V的变化判断内能、做功情况,综合性较强。-10-专题知识•理脉络真题诠释•导方向4.(2019·全国卷1)某容器中的空气被光滑活塞封住,容器和活塞绝热性能良好。空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同,压强大于外界。现使活塞缓慢移动,直至容器中的空气压强与外界相同。此时,容器中空气的温度(填“高于”“低于”或“等于”)外界温度,容器中空气的密度(填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度。答案:低于大于解析:根据热力学第一定律可知,无热传递、做负功,内能必减少,容器中空气的温度降低,低于外界温度。压强取决于分子密集程度与温度,同样的压强,温度低的空气,分子密集程度大,密度大。-11-专题知识•理脉络真题诠释•导方向命题考点物体的内能,热力学第一定律,气体压强的微观原理。能力要求本题主要考查热力学第一定律和压强的微观解释,注意对一定质量的理想气体,内能只与温度有关。-12-专题知识•理脉络真题诠释•导方向5.(2019·全国卷1)热等静压设备广泛应用于材料加工中。该设备工作时,先在室温下把惰性气体用压缩机压入一个预抽真空的炉腔中,然后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理,改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13m3,炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将10瓶氩气压入炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2m3,使用前瓶中气体压强为1.5×107Pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106Pa;室温温度为27℃。氩气可视为理想气体。(1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强。(2)将压入氩气后的炉腔加热到1227℃,求此时炉腔中气体的压强。-13-专题知识•理脉络真题诠释•导方向答案:(1)3.2×107Pa(2)1.6×108Pa解析:(1)设初始时每瓶气体的体积为V0,压强为p0;使用后气瓶中剩余气体的压强为p1。假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时,其体积膨胀为V1。由玻意耳定律p0V0=p1V1①被压入炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为V1'=V1-V0②设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2,体积为V2。由玻意耳定律p2V2=10p1V1'③联立①②③式并代入题给数据得p2=3.2×107Pa。④-14-专题知识•理脉络真题诠释•导方向命题考点气体实验定律。能力要求分析解答本题的关键在于根据题意分析清楚气体状态变化过程,找出气体状态参量的变化情况,恰当选择规律。(2)设加热前炉腔的温度为T0,加热后炉腔温度为T1,气体压强为p3。由查理定律𝑝3𝑇1=𝑝2𝑇0⑤联立④⑤式并代入题给数据得p3=1.6×108Pa。⑥-15-专题知识•理脉络真题诠释•导方向6.(2019·全国卷2)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:-16-专题知识•理脉络真题诠释•导方向(1)抽气前氢气的压强;(2)抽气后氢气的压强和体积。答案:(1)12(p0+p)(2)12p0+14p4(𝑝0+𝑝)𝑉02𝑝0+𝑝解析:(1)设抽气前氢气的压强为p10,根据力的平衡条件得(p10-p)·2S=(p0-p)·S①得p10=(p0+p)。②12-17-专题知识•理脉络真题诠释•导方向(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1,氮气的压强和体积分别为p2和V2。根据力的平衡条件有p2·S=p1·2S③由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0④p2V2=p0V0⑤由于两活塞用刚性杆连接,故V1-2V0=2(V0-V2)⑥联立②③④⑤⑥式解得p1=12p0+14p⑦V1=4(𝑝0+𝑝)𝑉02𝑝0+𝑝。⑧-18-专题知识•理脉络真题诠释•导方向命题考点玻意耳定律,气体的压强。能力要求分析解答本题的关键是分析汽缸内的压强,注意将“工”字形汽缸作为研究对象。-19-突破点一突破点二突破点三突破点四分子动理论内能考查方向常以选择题形式考查。突破方略1.两种微观模型(1)球体模型(适用于固体、液体):一个分子的体积V0=πd3,d为分子的直径。(2)立方体模型(适用于气体):一个分子占据的平均空间V0=d3,d为分子间的距离。2.掌握两个关系(1)分子力与分子间距的关系,分子势能与分子间距的关系。(2)分子力做功与分子势能变化的关系。阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁。16-20-突破点一突破点二突破点三突破点四3.熟记并理解两个问题(1)正确理解温度的微观含义①温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的平均动能越大。②温度越高,物体分子动能总和增大,但物体的内能不一定越大。(2)对气体压强的理解①气体对容器壁的压强是气体分子频繁碰撞的结果,温度越高,气体分子数密度越大,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。-21-突破点一突破点二突破点三突破点四模型构建【例1】(多选)(2019·陕西质检)下列说法正确的是()A.利用氧气的摩尔质量、密度以及阿伏加德罗常数就可以算出氧气分子的体积B.一定质量的理想气体,内能只与温度有关,与体积无关C.固体很难被压缩是因为其内部的分子之间没有空隙D.悬浮在液体中的微粒越小,布朗运动越明显E.物体温度升高,内能可能降低BDE-22-突破点一突破点二突破点三突破点四解析:利用氧气的摩尔质量、密度可以求出氧气的摩尔体积,由气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,可以算出气体分子占据空间的平均体积,考虑到分子间隙较大,故平均体积大于分子体积,所以无法算出氧气分子的体积,A错误;一定质量的理想气体,无分子势能,只有分子动能,分子平均动能与温度有关,所以一定质量的理想气体,内能只与温度有关,与体积无关,B正确;固体很难被压缩,这是因为固体的分子间存在斥力,并不是分子间没有间隙,C错误;悬浮在液体中的微粒越小,液体分子对微粒的撞击越不平衡,则布朗运动越明显,D正确;物体的温度升高,分子热运动的剧烈程度增加,分子的平均动能增大,若分子势能降低,物体内能可能降低,E正确。-23-突破点一突破点二突破点三突破点四迁移训练1.(2018·北京卷)关于分子动理论,下列说法正确的是()A.气体扩散的快慢与温度无关B.布朗运动是液体分子的无规则运动C.分子间同时存在着引力和斥力D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大C解析:气体扩散的快慢与温度有关,温度越高,扩散越快,A错误;布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的固体颗粒的运动,而不是液体分子(或气体分子)的运动,B错误;分子间同时存在着引力和斥力,C正确;在分子力作用范围内,分子间的引力随着分子间距的增大而减小,当超出分子力作用范围时,分子间的引力为零,不再变化,D错误。-24-突破点三突破点四突破点一突破点二固体、液体和气体考查方向常以选择题形式考查。突破方略(1)对晶体、非晶体特性的理解①只有单晶体,才可能具有各向异性。②各种晶体都具有固定熔点,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,如金刚石和石墨。(2)液晶液晶是一种特殊的物质,既具有流动性,又在光学、电学物理性质上表现出各向异性。-25-突破点三突破点四突破点一突破点二(3)液体的表面张力使液体表面有收缩到球形的趋势,表面张力的方向跟液面相切。(4)饱和汽压的特点液体的饱和汽压与温度有关,温度越高,饱和汽压越大,且饱和汽压与饱和汽的体积无关。(5)相对湿度某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压的百分比。即B=×100%。𝑝𝑝s-26-突破点三突破点四突破点一突破点二模型构建【例2】(多选)(2019·北京海淀期中)关于液体表面张力和浸润现象,下列说法正确的是()A.液体表面张力产生的原因是液体表面层分子比较稀疏,分子间引力大于斥力B.液体表面张力产生的原因是液体表面层分子比较稀疏,分子间斥力大于引力C.图甲所示是浸润现象,浸润原因是附着层里的分子比液体内部更加密集,附着层分子间表现出排斥力D.图乙所示是浸润现象,浸润原因是附着层里的分子比液体内部更加密集,附着层分子间表现出排斥力甲乙AC-27-突破点三突破点四突破点一突破点二解析:液体表面张力的产生原因是液体表面层分子较稀疏,分子间引力大于斥力,合力现为引力,故A正确,B错误;附着层里的液体分子比液体内部分子稀疏,附着层内液体分子间距离大于r0,附着层内分子间作用表现为引力,附着层有收缩的趋势,表现为不浸润。附着层液体分子比液体内部分子密集,附着层内液体分子间距离小于r0,附着层内分子间作用表现为斥力,附着层有扩散趋势,表现为浸润,故C正确,D错误。-28-突破点三突破点四突破点一突破点二迁移训练2.(多选)(2019·河北唐山统考)大自然中存在许多绚丽夺目的晶体,这些晶体不仅美丽,而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿百态。高