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13．2固体液体热力学定律知识清单考点整合集中记忆一、固体晶体微观结构：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列．晶体与非晶体比较：单晶体多晶体非晶体外形规则不规则不规则熔点确定确定不确定性质各向异性各向同性各向同性物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香形成与转化同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，非晶体与晶体在一定条件下可以相互转化二、液体液体的表面张力(1)产生原因：表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子力表现为引力．(2)作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势．(3)作用方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．(4)影响因素：液体的密度越大，表面张力越大；温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小．液晶的物理性质(1)具有液体的流动性．(2)具有晶体的光学各向异性．(3)从某个方向上看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．三、饱和汽和湿度饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽．饱和汽压(1)定义：饱和汽所具有的压强．(2)特点：饱和汽压与体积无关，随温度变化，温度越高，饱和汽压越大．湿度(1)绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强．(2)相对湿度：相对湿度＝水蒸气的实际压强同温度水的饱和汽压(B＝pps×100%)．四、热力学第一定律改变内能的两种方式：做功和热传递(1)两种方式对改变内能是等效的．(2)做功是其他形式的能与内能之间的转化，热传递是物体之间内能的转移．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．(2)表达式：ΔU＝Q＋W.(3)符号法则：符号WQΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减小五、热力学第二定律表述一：热量不能自发地由低温物体传递到高温物体．表述二：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不产生其他影响．两类永动机(1)第一类永动机：不消耗任何能量，却不断地对外做功的机器，违背能量守恒定律．(2)第二类永动机：没有冷凝器，只从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化的机器，违背了热力学第二定律．考点讲练考点突破针对训练考点一晶体和非晶体判断晶体与非晶体的“五个要点”(1)只要具有确定熔点的物质必定是晶体，否则为非晶体．(2)只要具有各向异性的物质必定是单晶体，否则为多晶体或非晶体．(3)单晶体只是在某一种物理性质上表现出各向异性．(4)同一物质可能成为不同的晶体或非晶体．(5)晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()A．所有的晶体都表现为各向异性B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体C．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点【答案】D【解析】只有单晶体才表现为各向异性，A项错误．单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形状，金属属于多晶体，B项错误．大块塑料是非晶体，粉碎成形状规则的颗粒，依然是非晶体，C项错误．晶体和非晶体的一个重要区别就是有无确定的熔点，D项正确．(2015·课标全国Ⅰ)(多选)下列说法正确的是()A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变【答案】BCD【解析】晶体不会因为颗粒的大小而改变，A项错误．单晶体有各向异性，B项正确．同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体如金刚石和炭．C项正确．晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，D项正确．熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，E项错误．考点二液体的表面张力1．理解表面张力的本质表面张力实质是液体表面层里的分子力的宏观表现．(1)从宏观上看，液体表面具有收缩的趋势．(2)从微观上看，表面层分子间距比内部大，分子力表现为引力．2．注意液晶的特点液晶既不是液体也不是晶体．液晶既有液体的流动性，又有晶体的物理性质各向异性．(多选)关于液体的表面张力，下列说法正确的是()A．表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力C．不论是水还是水银，表面张力都会使表面收缩D．表面张力的方向与液面垂直【答案】BC【解析】液体表面层内分子比液体内部稀疏，故分子力表现为引力，表面张力的作用使液面具有收缩的趋势，其方向沿液面的切线方向与分界线垂直．表面张力是液体表面分子间的作用力．故B、C两项正确，A、D两项错误．(多选)关于液体和液晶，下列说法正确的是()A．液体表面层的分子分布比内部密B．液体有使其表面积收缩到最小的趋势C．液体表面层分子之间只有引力而无斥力D．液晶具有光学性质各向异性的特点E．液晶分子的排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变【答案】BDE【解析】液体表面层分子比较稀疏，A项错误．液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势，B项正确．液体表面层分子之间既有引力又有斥力，C项错误．液晶具有光学性质各向异性，D项正确．液晶的分子排列会因电场强度的变化而变化，E项正确．考点三饱和汽压与湿度1．影响饱和汽压的因素(1)饱和汽压是指液体蒸汽的分气压，与其他气体的压强无关．(2)饱和汽压与体积无关，只与液体的性质和温度有关，温度升高，饱和汽压增大．2．对相对湿度的理解人对空气湿度的感觉是由相对湿度决定的．当绝对湿度相同时，温度越高，离饱和状态越远，体表水分越容易蒸发，感觉越干燥；气温越低，越接近饱和状态，感觉越潮湿．(多选)下列对饱和汽压以及湿度的认识，正确的是()A．液体的饱和汽压只与液体的性质和温度有关，而与体积无关B．使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法C．密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽，若温度升高，同时增大容器的容积，饱和汽压可能会减小D．空气中所含水蒸气的压强越大，空气的相对湿度越大E．干湿泡温度计的示数差别越小，空气的相对湿度越大【答案】ABE【解析】饱和汽压的大小取决于液体的性质和温度，而与体积无关，A项正确；温度降低，饱和气压减小，则使未饱和汽变成饱和汽，B项正确；温度升高，饱和汽压一定增大．C项错误；空气中所含水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度越大，但相对湿度不一定越大，D项错误；相对湿度越大，干湿泡温度计的示数差别越小，说明水越不容易蒸发，E项正确．(2018·江苏)如图所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的下端浸在水中．纱布中的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气温度．当空气温度不变，若一段时间后发现该温度计示数减小，则()A．空气的相对湿度减小B．空气中水蒸汽的压强增大C．空气中水的饱和气压减小D．空气中水的饱和气压增大【答案】A【解析】温度计示数减小，说明纱布中的水蒸发时带走部分热量，说明空气中水蒸汽的压强减小，由于空气温度不变，故饱和气压不变，相对湿度减小；故A项正确，B、C、D三项错误．考点四热力学第一定律1．对热力学第一定律的理解(1)反映了做功和热传递这两种改变内能的过程是等效的．(2)明确了内能变化、做功与热传递之间的定量关系．(3)应用时注意功、内能、热量的正负，单位应统一为国际单位焦耳．2．三种特殊情况(1)若过程是绝热的，即Q＝0，则W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加；(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加；(3)若过程的始、末状态内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0，外界对物体做的功等于物体放出的热量．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是()A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝－4×104J【答案】B【解析】由符号法则可知，外界对气体做功W取正，气体内能减少，ΔU为负值，代入热力学第一定律表达式得Q＝－2×105J．故选B项．(2017·课标全国Ⅱ)(多选)如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法正确的是()A．气体自发扩散前后内能相同B．气体在被压缩的过程中内能增大C．在自发扩散过程中，气体对外界做功D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变【答案】ABD【解析】气体在真空中自发扩散，不对外界做功，A项正确．气体被压缩时，外界对气体做功W0，汽缸绝热Q＝0，根据ΔU＝Q＋W，内能增大，B、D两项正确．气体在真空自发扩散，不做功，没有受力物体，C项错误．压缩时，ΔU0，T增加，平均动能增加，E项错．(2018·江苏)如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105Pa，经历A→B→C→A的过程，整个过程中对外界放出61.4J热量．求该气体在A→B过程中对外界所做的功．【解析】整个过程中，外界对气体做功W＝WAB＋WCA.CA段发生等压变化，有WCA＝pA(VC－VA)整个过程，由热力学第一定律得ΔU＝Q＋W＝0，得WAB＝－(Q＋WCA)将pA＝2.0×105Pa，VC＝2×10－3m3，VA＝1×10－3m3，Q＝－61.4J代入上式解得WAB＝－138.6J即气体在A→B过程中对外界所做的功是138.6J.考点五热力学第二定律1．热力学第二定律的涵义(1)“自发地”的涵义：指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．(2)“不产生其他影响”的涵义：发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等．2．热力学第二定律的实质揭示了自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性，具体过程：(多选)下列说法正确的是()A．热量能自发地从高温物体传给低温物体B．热量不能从低温物体传到高温物体C．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递D．气体向真空中膨胀的过程是有方向性的【答案】ACD【解析】如果是自发的过程，热量只能从高温物体传到低温物体，但这并不是说热量不能从低温物体传到高温物体，只是不能自发地进行，在外界条件的帮助下，热量也能从低温物体传到高温物体，A项对，B项错，C项对；气体向真空中膨胀的过程也是不可逆的，具有方向性的，D项对．下列说法正确的是()A．机械能全部变成内能是不可能的B．第二类永动机不可能成功的原因是因为违反能量守恒C．热机的效率从理论上讲可达100%D．从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的【答案】D【解析】机械能可以全部都转化为内能，A项错误；第二类永动机不违反能量守恒，不可能制成的原因是违背了热力学第二定律．内能不会全部转化为机械能，同时不引起其他变化，B项错误；热机的效率从理论上讲也不能达100%，C项错误．可以从单一热源吸收热量全部变成功但必定会引起其他影响，D项正确．