1、專題七 分子動理論 氣體及熱力學定律1.1.分子動理論：分子動理論：(1)(1)分子的大小。分子的大小。分子很小，其直徑的數量級為分子很小，其直徑的數量級為_。如果用如果用V V表示一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，用表示一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，用S S表示單表示單分子油膜的面積，用分子油膜的面積，用D D表示分子的直徑，則表示分子的直徑，則D= D= 。阿伏加德羅常數表示阿伏加德羅常數表示1 mol1 mol任何物質中含有相同的微粒個數任何物質中含有相同的微粒個數N NA A=_=_。VS1010-10-10 m m6.026.0210102323 mol mol-1-1(2)(2)估

2、算微觀量的兩種模型。估算微觀量的兩種模型。球體模型：對固體、液體、氣體均適用，認為分子為一個球球體模型：對固體、液體、氣體均適用，認為分子為一個球體，直徑為體，直徑為d= d= 。立方體模型：一般適用于氣體，認為一個分子占據的空間為立方體模型：一般適用于氣體，認為一個分子占據的空間為一個立方體，邊長為一個立方體，邊長為d= d= 。(3)(3)說明分子永不停息地做無規則熱運動的兩個實例。說明分子永不停息地做無規則熱運動的兩個實例。擴散現象的特點：溫度越高，擴散現象的特點：溫度越高，_。布朗運動的特點：永不停息、布朗運動的特點：永不停息、_運動；顆粒越小，運運動；顆粒越小，運動越動越_；溫度越高

3、，運動越；溫度越高，運動越_；運動軌跡不確定。；運動軌跡不確定。036V30V擴散越快擴散越快無規則無規則劇烈劇烈劇烈劇烈(4)(4)分子間的相互作用力和分子勢能。分子間的相互作用力和分子勢能。分子力分子力: :分子間同時存在引力和斥力，分子間距增大，引力分子間同時存在引力和斥力，分子間距增大，引力和斥力均和斥力均_，且，且_比引力變化更快。比引力變化更快。減小減小斥力斥力分子勢能。分子勢能。a.a.分子力做正功，分子勢能分子力做正功，分子勢能_。b.b.分子力做負功，分子勢能分子力做負功，分子勢能_。c.c.當分子間距為當分子間距為r r0 0時，分子勢能時，分子勢能_，但不一定是零。，但不

4、一定是零。減小減小增大增大最小最小2.2.固體、液體和氣體：固體、液體和氣體：(1)(1)晶體和非晶體。晶體和非晶體。比較比較晶體晶體非晶體非晶體單晶體單晶體多晶體多晶體形狀形狀_熔點熔點_特性特性_規則規則不規則不規則不規則不規則固定固定固定固定不固定不固定各向異性各向異性各向同性各向同性各向同性各向同性(2)(2)理想氣體狀態方程：理想氣體狀態方程： 。當當T T1 1=T=T2 2時，時，_(_(玻意耳定律玻意耳定律) )。當當V V1 1=V=V2 2時，時， ( (查理定律查理定律) )。當當p p1 1=p=p2 2時，時， ( (蓋蓋- -呂薩克定律呂薩克定律) )。112212

5、p Vp VTT1212ppTT1212VVTTp p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 23.3.熱力學定律：熱力學定律：(1)(1)內能的變化。內能的變化。溫度變化引起物體分子溫度變化引起物體分子_的變化。的變化。體積變化，分子間的分子力做功，引起體積變化，分子間的分子力做功，引起_的變化。的變化。(2)(2)熱力學第一定律。熱力學第一定律。公式：公式：_。平均動能平均動能分子勢能分子勢能UUW WQ Q符號正負的判斷。符號正負的判斷。做功做功W W外界對物體做功外界對物體做功_物體對外界做功物體對外界做功_吸、放熱吸、放熱Q Q物體從外界吸收熱量物體從外界吸收熱量_物體向外界放出熱

6、量物體向外界放出熱量_內能變化內能變化UU物體內能增加物體內能增加_物體內能減少物體內能減少_W0W0W0W0Q0Q0Q0U0U0Urrr0 0時為引力，隨著距離時為引力，隨著距離r r的減的減小分子引力先增大后減小，分子間距離小分子引力先增大后減小，分子間距離rrrr0 0時為斥力，分子斥時為斥力，分子斥力一直增大至最大，故選項力一直增大至最大，故選項A A錯誤；在兩分子靠近的過程中，錯誤；在兩分子靠近的過程中，分子引力做正功、分子斥力做負功，分子勢能先減小后增大，分子引力做正功、分子斥力做負功，分子勢能先減小后增大，分子動能先增大后減小，所以選項分子動能先增大后減小，所以選項B B、C C

7、正確，選項正確，選項D D錯誤；分錯誤；分子僅在分子力作用下運動，只有分子力做功，分子勢能和動能子僅在分子力作用下運動，只有分子力做功，分子勢能和動能之和不變，選項之和不變，選項E E正確。正確。2.(20132.(2013山東高考山東高考) )下列關于熱現象的描述正確的一項是下列關于熱現象的描述正確的一項是( )( )A.A.根據熱力學定律，熱機的效率可以達到根據熱力學定律，熱機的效率可以達到100%100%B.B.做功和熱傳遞都是通過能量轉化的方式改變系統內能的做功和熱傳遞都是通過能量轉化的方式改變系統內能的C.C.溫度是描述熱運動的物理量，一個系統與另一個系統達到熱溫度是描述熱運動的物理

8、量，一個系統與另一個系統達到熱平衡時兩系統溫度相同平衡時兩系統溫度相同D.D.物體由大量分子組成，其單個分子的運動是無規則的，大量物體由大量分子組成，其單個分子的運動是無規則的，大量分子的運動也是無規律的分子的運動也是無規律的【解析【解析】選選C C。根據熱力學第二定律可知，熱機不可能從單一。根據熱力學第二定律可知，熱機不可能從單一熱源吸收熱量全部用來做功而不引起其他變化，因此，熱機的熱源吸收熱量全部用來做功而不引起其他變化，因此，熱機的效率不可能達到效率不可能達到100100，選項，選項A A錯誤；做功是通過能量轉化改變錯誤；做功是通過能量轉化改變系統的內能，熱傳遞是通過能量的轉移改變系統的

9、內能，選項系統的內能，熱傳遞是通過能量的轉移改變系統的內能，選項B B錯誤；溫度是表示熱運動的物理量，熱傳遞過程中達到熱平錯誤；溫度是表示熱運動的物理量，熱傳遞過程中達到熱平衡時，溫度相同，選項衡時，溫度相同，選項C C正確；單個分子的運動是無規則的，正確；單個分子的運動是無規則的，大量分子的運動表現出統計規律，選項大量分子的運動表現出統計規律，選項D D錯誤。錯誤。3.(20133.(2013新課標全國卷新課標全國卷)關于一定量的氣體，下列說法正確關于一定量的氣體，下列說法正確的是的是( )( )A.A.氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達的空間的體積，而氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達

10、的空間的體積，而不是該氣體所有分子體積之和不是該氣體所有分子體積之和B.B.只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度，氣體的溫度就可以只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低降低C.C.在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強為零在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強為零D.D.氣體從外界吸收熱量，其內能一定增加氣體從外界吸收熱量，其內能一定增加E.E.氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高【解析【解析】選選A A、B B、E E。氣體的體積指的是該氣體的分子所能到。氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達的空間的體積，因為氣體分子之間有很大的空隙，不是所有達的空

11、間的體積，因為氣體分子之間有很大的空隙，不是所有分子體積之和，選項分子體積之和，選項A A正確；溫度是大量氣體分子平均動能的正確；溫度是大量氣體分子平均動能的標志，反映了物體內分子熱運動的劇烈程度，選項標志，反映了物體內分子熱運動的劇烈程度，選項B B正確；氣正確；氣體壓強是大量分子無規則熱運動對器壁的碰撞產生的，與失重體壓強是大量分子無規則熱運動對器壁的碰撞產生的，與失重無關，選項無關，選項C C錯誤；氣體從外界吸收熱量，如果氣體對外做錯誤；氣體從外界吸收熱量，如果氣體對外做功，其內能可能減小，選項功，其內能可能減小，選項D D錯誤；根據錯誤；根據 = =常量可知，在等常量可知，在等壓膨脹過

12、程中，溫度一定升高，選項壓膨脹過程中，溫度一定升高，選項E E正確。正確。pVT4.(20134.(2013海南高考海南高考) )下列說法正確的是下列說法正確的是( )( )A.A.把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面。這是由于水表面存把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面。這是由于水表面存在表面張力的緣故在表面張力的緣故B.B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能。這是因為油脂使水的表面張力增大的緣故卻不能。這是因為油脂使水的表面張力增大的緣故C.C.在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形。這在圍繞地球飛行的宇宙飛

13、船中，自由飄浮的水滴呈球形。這是表面張力作用的結果是表面張力作用的結果D.D.在毛細現象中，毛細管中的液面有的升高，有的降低，這與在毛細現象中，毛細管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細管的材質有關液體的種類和毛細管的材質有關E.E.當兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很當兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開。難將玻璃板拉開。 這是由于水膜具有表面張力的緣故這是由于水膜具有表面張力的緣故【解析【解析】選選A A、C C、D D。 水的表面張力托起針，水的表面張力托起針，A A正確；水在油正確；水在油脂上不浸潤，在干凈的玻璃上浸潤，脂上不浸潤

14、，在干凈的玻璃上浸潤，B B錯誤錯誤; ;當宇宙飛船繞地球當宇宙飛船繞地球做勻速圓周運動時，里面的所有物體均處于完全失重狀態，此做勻速圓周運動時，里面的所有物體均處于完全失重狀態，此時自由飄浮的水滴在表面張力作用下呈現球形，對于浸潤液體，時自由飄浮的水滴在表面張力作用下呈現球形，對于浸潤液體，在毛細管中上升，對于非浸潤液體，在毛細管中下降，在毛細管中上升，對于非浸潤液體，在毛細管中下降，C C、D D正正確；在垂直于玻璃板方向很難將夾有水膜的玻璃板拉開，是大確；在垂直于玻璃板方向很難將夾有水膜的玻璃板拉開，是大氣壓強和分子引力共同作用的結果，氣壓強和分子引力共同作用的結果，E E錯誤。錯誤。5

15、.(20125.(2012新課標全國卷新課標全國卷) )關于熱力學定律，下列說法正確的關于熱力學定律，下列說法正確的是是( )( )A.A.為了增加物體的內能，必須對物體做功或向它傳遞熱量為了增加物體的內能，必須對物體做功或向它傳遞熱量B.B.對某物體做功，必定會使該物體的內能增加對某物體做功，必定會使該物體的內能增加C.C.可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變為功可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變為功D.D.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E.E.功轉變為熱的實際宏觀過程是不可逆過程功轉變為熱的實際宏觀過程是不可逆過程【解析【解析】選選A A、C C、E E

16、。做功和熱傳遞都可以改變物體的內能，。做功和熱傳遞都可以改變物體的內能，選項選項A A正確；由熱力學第一定律可知正確；由熱力學第一定律可知, ,對某物體做功，物體的內對某物體做功，物體的內能可能增加、不變或減小，故能可能增加、不變或減小，故B B錯誤；由熱力學第二定律可知，錯誤；由熱力學第二定律可知，通過外界作用可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變為功，可通過外界作用可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變為功，可以使熱量從低溫物體傳向高溫物體，所有的實際宏觀熱過程都以使熱量從低溫物體傳向高溫物體，所有的實際宏觀熱過程都是不可逆的，所以是不可逆的，所以C C、E E正確，正確，D D錯誤。錯誤。6.(

17、20136.(2013新課標全國卷新課標全國卷) ) 如圖，兩個側壁絕熱、頂部和底如圖，兩個側壁絕熱、頂部和底部都導熱的相同汽缸直立放置，汽缸底部和頂部均有細管連部都導熱的相同汽缸直立放置，汽缸底部和頂部均有細管連通，頂部的細管帶有閥門通，頂部的細管帶有閥門K K。兩汽缸的容積均為。兩汽缸的容積均為V V0 0，汽缸中各，汽缸中各有一個絕熱活塞有一個絕熱活塞( (質量不同，厚度可忽略質量不同，厚度可忽略) )。開始時。開始時K K關閉，兩關閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體活塞下方和右活塞上方充有氣體( (可視為理想氣體可視為理想氣體) )，壓強分別，壓強分別為為p p0 0和和 左活塞在汽缸

18、正中間，其上方為真空；右活塞上方左活塞在汽缸正中間，其上方為真空；右活塞上方氣體體積為氣體體積為 現使汽缸底與一恒溫熱源接觸，平衡后左活塞現使汽缸底與一恒溫熱源接觸，平衡后左活塞升至汽缸頂部，且與頂部剛好沒有接觸；然后打開升至汽缸頂部，且與頂部剛好沒有接觸；然后打開K K，經過一，經過一段時間，重新達到平衡。已知外界溫度為段時間，重新達到平衡。已知外界溫度為T T0 0，不計活塞與汽缸，不計活塞與汽缸壁間的摩擦。求壁間的摩擦。求: :0p3；0V4。(1)(1)恒溫熱源的溫度恒溫熱源的溫度T T；(2)(2)重新達到平衡后左汽缸中活塞上方氣體的體積重新達到平衡后左汽缸中活塞上方氣體的體積V V

19、x x。【解析【解析】(1)(1)與恒溫熱源接觸后，在與恒溫熱源接觸后，在K K未打開時，右活塞不動，未打開時，右活塞不動，兩活塞下方氣體經歷等壓過程，由蓋兩活塞下方氣體經歷等壓過程，由蓋呂薩克定律得呂薩克定律得 由此得由此得 0007VT45VT407TT5(2)(2)由初始狀態的力學平衡條件可知，左活塞的質量比右活塞由初始狀態的力學平衡條件可知，左活塞的質量比右活塞的大，打開的大，打開K K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必須升至汽后，左活塞下降至某一位置，右活塞必須升至汽缸頂，才能滿足力學平衡條件。汽缸頂部與外界接觸，底部與缸頂，才能滿足力學平衡條件。汽缸頂部與外界接觸，底部與恒溫熱源接

20、觸，兩部分氣體各自經歷等溫過程，設左活塞上方恒溫熱源接觸，兩部分氣體各自經歷等溫過程，設左活塞上方氣體壓強為氣體壓強為p p，由玻意耳定律得，由玻意耳定律得pVpVx x= = (p+p(p+p0 0)(2V)(2V0 0V Vx x)= )= 聯立聯立式，得式，得6V6Vx x2 2-V-V0 0V Vx x-V-V0 02 2=0=0其解為其解為另一個解另一個解 不符合題意，舍去。不符合題意，舍去。答案：答案：00pV34007Vp4x01VV2x01VV3 ， 00711T2V527.(20137.(2013新課標全國卷新課標全國卷)如圖，一上端開口、如圖，一上端開口、下端封閉的細長玻璃

21、管豎直放置。玻璃管的下部下端封閉的細長玻璃管豎直放置。玻璃管的下部封有長封有長l1 1=25.0 cm =25.0 cm 的空氣柱，中間有一段長的空氣柱，中間有一段長l2 2= =25.0 cm25.0 cm的水銀柱，上部空氣柱的長度的水銀柱，上部空氣柱的長度l3 3=40.0 cm=40.0 cm。已知大氣壓強為已知大氣壓強為p p0 0=75.0 cmHg=75.0 cmHg。現將一活塞。現將一活塞( (圖圖中未畫出中未畫出) )從玻璃管開口處緩緩往下推，使管下從玻璃管開口處緩緩往下推，使管下部空氣柱長度變為部空氣柱長度變為l1 1=20.0 cm=20.0 cm。假設活塞下推。假設活塞下

22、推過程中沒有漏氣，求活塞下推的距離。過程中沒有漏氣，求活塞下推的距離。【解析【解析】以以cmHgcmHg為壓強單位，在活塞下推前，玻璃管下部空氣為壓強單位，在活塞下推前，玻璃管下部空氣柱的壓強為柱的壓強為p p1 1=p=p0 0+ +設活塞下推后，設活塞下推后，下部空氣柱的壓強為下部空氣柱的壓強為p p1 1，由玻意耳定律得由玻意耳定律得p p1 1l1 1=p=p1 1l1 1如圖，設活塞下推距離為如圖，設活塞下推距離為l, ,2pl則此時玻璃管上部空氣柱的長度為則此時玻璃管上部空氣柱的長度為l3 3=l3 3+ +l1 1l1 1l設此時玻璃管上部空氣柱的壓強為設此時玻璃管上部空氣柱的壓

23、強為p p3 3，則，則由玻意耳定律得由玻意耳定律得p p0 0l3 3=p=p3 3l3 3聯立以上各式，聯立以上各式，代入數據解得代入數據解得l=15.0 cm=15.0 cm答案：答案：15.0 cm15.0 cm231p pp l熱點考向熱點考向1 1 微觀量的估算微觀量的估算【典例【典例1 1】(2013(2013濰坊二模濰坊二模) )空調在制冷過程中，室內空氣中空調在制冷過程中，室內空氣中的水蒸氣接觸蒸發器的水蒸氣接觸蒸發器( (銅管銅管) )液化成水，經排水管排走，空氣液化成水，經排水管排走，空氣中水分越來越少，人會感覺干燥，若有一空調工作一段時間中水分越來越少，人會感覺干燥，若

24、有一空調工作一段時間后，排出液化水的體積后，排出液化水的體積V=1.0V=1.010103 3 cm cm3 3。已知水的密度。已知水的密度=1.0=1.010103 3 kg/m kg/m3 3、摩爾質量、摩爾質量M=1.8M=1.81010-2-2 kg/mol kg/mol，阿伏加德，阿伏加德羅常數羅常數N NA A=6.0=6.010102323 mol mol-1-1。試求：。試求：( (結果均保留一位有效數字結果均保留一位有效數字) )(1)(1)該液化水中含有水分子的總數該液化水中含有水分子的總數N N；(2)(2)一個水分子的直徑一個水分子的直徑d d。【解題探究【解題探究】(

25、1)(1)水分子總數水分子總數N N的求解。的求解。需先求該液化水中含有水的物質的量需先求該液化水中含有水的物質的量n n，在求解該量時有哪，在求解該量時有哪兩種思路，采用何種思路較為簡單？兩種思路，采用何種思路較為簡單？提示：提示：有兩種思路：有兩種思路：思路思路1 1：先求液化水的摩爾體積：先求液化水的摩爾體積V V0 0，再根據，再根據 進行求解。進行求解。思路思路2 2：先求液化水的質量：先求液化水的質量m m，再根據，再根據 進行求解。進行求解。考慮到本題第考慮到本題第(2)(2)問的求解，采用第一種思路求解較為簡單。問的求解，采用第一種思路求解較為簡單。液化水中含有水分子總數液化水

26、中含有水分子總數N= N= 。0VnVmnMAAVNnNM(2)(2)水分子可以看成什么模型？請寫出求一個水分子的體積公水分子可以看成什么模型？請寫出求一個水分子的體積公式。式。提示：提示：水是液體，故水分子可以視為球體，一個水分子的體積水是液體，故水分子可以視為球體，一個水分子的體積公式為公式為301Vd6 。【解析【解析】(1)(1)水的摩爾體積為水的摩爾體積為 該液化水中含有水分子的物質的量該液化水中含有水分子的物質的量 水分子總數水分子總數N=nNN=nNA A 由由得得3310102525( (個個) )0MV 0VnV3323A2VN1.0 101.0 106.0 10NM1.8

27、10(2)(2)建立水分子的球模型有：建立水分子的球模型有：得水分子直徑得水分子直徑答案：答案：(1)3(1)310102525個個 (2)4(2)41010-10-10 m m30AV1dN651003323A6V6 1.8 10d m4 10 mN3.14 6.0 10【總結提升】【總結提升】 解決估算類問題的三點注意解決估算類問題的三點注意(1)(1)固體、液體分子可認為緊靠在一起，可看成球體或立方體；固體、液體分子可認為緊靠在一起，可看成球體或立方體；氣體分子只能按立方體模型計算所占的空間。氣體分子只能按立方體模型計算所占的空間。(2)(2)狀態變化時分子數不變。狀態變化時分子數不變。

28、(3)(3)阿伏加德羅常數是聯系宏觀與微觀的橋梁，計算時要注意阿伏加德羅常數是聯系宏觀與微觀的橋梁，計算時要注意抓住與其有關的三個量：摩爾質量、摩爾體積和物質的量。抓住與其有關的三個量：摩爾質量、摩爾體積和物質的量。【變式訓練【變式訓練】假如全世界假如全世界6060億人同時數質量為億人同時數質量為1 mg1 mg水的分子個水的分子個數，每人每小時可以數數，每人每小時可以數5 0005 000個，不間斷地數，阿伏加德羅常個，不間斷地數，阿伏加德羅常數數N NA A取取6 610102323 mol mol-1-1，則完成任務所需時間最接近，則完成任務所需時間最接近( )( )A.1A.1年年 B

29、.100B.100年年C.1C.1萬年萬年 D.1D.1百萬年百萬年【解析【解析】選選B B。1 mg1 mg水的分子個數水的分子個數N Nn nN NA A6 6101023233310101919，則完成任務所需時間，則完成任務所需時間=1=110106 6 h h，即，即t= t= 年年100100年。年。3Am1 10NM188Nt5 000 60 1061 1024 365熱點考向熱點考向2 2 熱力學定律的綜合應用熱力學定律的綜合應用【典例【典例2 2】(2013(2013洛陽二模洛陽二模) )如圖所示，電路與一絕熱密閉汽如圖所示，電路與一絕熱密閉汽缸相連，缸相連，R R為電阻絲，

30、汽缸內有一定質量的理想氣體，外界大為電阻絲，汽缸內有一定質量的理想氣體，外界大氣壓恒定。閉合開關后，絕熱活塞氣壓恒定。閉合開關后，絕熱活塞K K緩慢且無摩擦地向右移動，緩慢且無摩擦地向右移動，則下列說法正確的是則下列說法正確的是( )( )A.A.氣體的內能增加氣體的內能增加B.B.氣體分子平均動能不變氣體分子平均動能不變C.C.電阻絲放出的熱量等于氣體對外所做的功電阻絲放出的熱量等于氣體對外所做的功D.D.氣體的壓強不變氣體的壓強不變E.E.氣體分子單位時間內對器壁單位面積的撞擊次數減少氣體分子單位時間內對器壁單位面積的撞擊次數減少【解題探究【解題探究】(1)(1)關于理想氣體的內能，請填寫

31、：關于理想氣體的內能，請填寫：理想氣體的內能決定于理想氣體的內能決定于_。溫度是溫度是_的標志。的標志。(2)(2)氣體對外做功，壓強一定減小嗎？氣體對外做功，壓強一定減小嗎？提示：提示：氣體對外做功，體積增大，壓強不一定減小。氣體對外做功，體積增大，壓強不一定減小。溫度溫度分子平均動能分子平均動能【解析【解析】選選A A、D D、E E。閉合開關后，電阻絲發熱加熱氣體，溫。閉合開關后，電阻絲發熱加熱氣體，溫度升高，氣體的分子平均動能增加，氣體的內能增加，選項度升高，氣體的分子平均動能增加，氣體的內能增加，選項A A正確、正確、B B錯誤；絕熱活塞錯誤；絕熱活塞K K緩慢且無摩擦地向右移動，氣

32、體對外緩慢且無摩擦地向右移動，氣體對外做功，氣體的壓強不變，體積增大，電阻絲放出的熱量等于氣做功，氣體的壓強不變，體積增大，電阻絲放出的熱量等于氣體對外所做的功和增加的內能，選項體對外所做的功和增加的內能，選項C C錯誤、錯誤、D D正確；由于氣體正確；由于氣體分子平均動能變大，平均每次的撞擊力變大，又由于氣體壓強分子平均動能變大，平均每次的撞擊力變大，又由于氣體壓強不變，氣體對器壁單位面積的撞擊力不變，故氣體分子單位時不變，氣體對器壁單位面積的撞擊力不變，故氣體分子單位時間內對器壁單位面積撞擊次數減少，間內對器壁單位面積撞擊次數減少，E E正確。正確。【總結提升【總結提升】分析理想氣體內能變

33、化的三條思路分析理想氣體內能變化的三條思路(1)(1)由體積變化分析氣體做功情況：體積膨脹，氣體對外做功；由體積變化分析氣體做功情況：體積膨脹，氣體對外做功；氣體被壓縮，外界對氣體做功；氣體被壓縮，外界對氣體做功；(2)(2)由溫度變化判斷氣體內能變化：溫度升高，氣體內能增大；由溫度變化判斷氣體內能變化：溫度升高，氣體內能增大；溫度降低，氣體內能減小；溫度降低，氣體內能減小；(3)(3)由熱力學第一定律由熱力學第一定律U=W+QU=W+Q判斷氣體是吸熱還是放熱。判斷氣體是吸熱還是放熱。【變式訓練【變式訓練】(2013(2013長沙二模長沙二模) )下列敘述中正確的是下列敘述中正確的是( )(

34、)A.A.布朗運動是固體小顆粒的運動，是液體分子的熱運動的反映布朗運動是固體小顆粒的運動，是液體分子的熱運動的反映B.B.分子間距離越大，分子勢能越大；分子間距離越小，分子勢分子間距離越大，分子勢能越大；分子間距離越小，分子勢能也越小能也越小C.C.兩個鉛塊壓緊后能粘在一起，說明分子間有引力兩個鉛塊壓緊后能粘在一起，說明分子間有引力D.D.用打氣筒向籃球充氣時需用力，說明氣體分子間有斥力用打氣筒向籃球充氣時需用力，說明氣體分子間有斥力E.E.溫度升高，物體的內能卻不一定增大溫度升高，物體的內能卻不一定增大【解析【解析】選選A A、C C、E E。布朗運動不是液體分子的運動，而是懸。布朗運動不是

35、液體分子的運動，而是懸浮在液體中的小顆粒的運動，它反映了液體分子的運動，浮在液體中的小顆粒的運動，它反映了液體分子的運動，A A正正確；若取兩分子相距無窮遠時的分子勢能為零，則當兩分子間確；若取兩分子相距無窮遠時的分子勢能為零，則當兩分子間距離大于距離大于r r0 0時，分子力表現為引力，分子勢能隨間距的減小而時，分子力表現為引力，分子勢能隨間距的減小而減小減小( (此時分子力做正功此時分子力做正功) )，當分子間距離小于，當分子間距離小于r r0 0時，分子力表時，分子力表現為斥力，分子勢能隨間距的減小而增大現為斥力，分子勢能隨間距的減小而增大( (此時分子力做負功此時分子力做負功) )，故

36、故B B錯誤；將兩個鉛塊用刀刮平壓緊后便能粘在一起錯誤；將兩個鉛塊用刀刮平壓緊后便能粘在一起, ,說明分子說明分子間存在引力間存在引力,C,C正確正確; ;用打氣筒向籃球充氣時需用力，是由于籃用打氣筒向籃球充氣時需用力，是由于籃球內壓強在增大，不能說明分子間有斥力，球內壓強在增大，不能說明分子間有斥力，D D錯誤；物體的內錯誤；物體的內能取決于溫度、體積及物體的質量，溫度升高，內能不一定增能取決于溫度、體積及物體的質量，溫度升高，內能不一定增大，大，E E正確。正確。【變式備選【變式備選】給旱區送水的消防車停在水平地面上，在緩慢放給旱區送水的消防車停在水平地面上，在緩慢放水過程中，若車胎不漏氣

37、，胎內氣體溫度不變，不計分子間勢水過程中，若車胎不漏氣，胎內氣體溫度不變，不計分子間勢能，則胎內氣體能，則胎內氣體( )( )A.A.從外界吸熱從外界吸熱B.B.對外界做負功對外界做負功C.C.分子平均動能減小分子平均動能減小D.D.內能增加內能增加【解析【解析】選選A A。該題考查了熱力學定律。由于車胎內溫度保持。該題考查了熱力學定律。由于車胎內溫度保持不變，故分子的平均動能不變，內能不變。放水過程中體積增不變，故分子的平均動能不變，內能不變。放水過程中體積增大，對外做功，由熱力學第一定律可知，胎內氣體吸熱。大，對外做功，由熱力學第一定律可知，胎內氣體吸熱。A A選選項正確。項正確。熱點考向

38、熱點考向3 3 氣體實驗定律的應用氣體實驗定律的應用【典例【典例3 3】(2012(2012新課標全國卷新課標全國卷) )如圖，由如圖，由U U型管和細管連接的型管和細管連接的玻璃泡玻璃泡A A、B B和和C C浸泡在溫度均為浸泡在溫度均為0 0 的水槽中，的水槽中，B B的容積是的容積是A A的的3 3倍。閥門倍。閥門S S將將A A和和B B兩部分隔開。兩部分隔開。A A內為真空，內為真空，B B和和C C內都充有氣體。內都充有氣體。U U型管內左邊水銀柱比右邊的低型管內左邊水銀柱比右邊的低60 mm60 mm。打開閥門。打開閥門S S，整個系統，整個系統穩定后，穩定后，U U型管內左右水

39、銀柱高度相等。假設型管內左右水銀柱高度相等。假設U U型管和細管中的型管和細管中的氣體體積遠小于玻璃泡的容積。氣體體積遠小于玻璃泡的容積。(1)(1)求玻璃泡求玻璃泡C C中氣體的壓強中氣體的壓強( (以以mmHgmmHg為單位為單位););(2)(2)將右側水槽的水從將右側水槽的水從0 0 加熱到一定溫度時，加熱到一定溫度時，U U型管內左右水型管內左右水銀柱高度差又為銀柱高度差又為60 mm60 mm，求加熱后右側水槽的水溫。，求加熱后右側水槽的水溫。【解題探究【解題探究】(1)(1)玻璃泡玻璃泡C C中氣體壓強中氣體壓強p pC C的求解思路：的求解思路：打開閥門前玻璃泡打開閥門前玻璃泡

40、B B、C C中氣體壓強中氣體壓強p p1 1、p pC C的關系：的關系：p p1 1=_=_。打開閥門后，打開閥門后，U U型管左側氣體遵循什么規律？型管左側氣體遵循什么規律？a.a.物理規律：物理規律：_。b.b.方程式：方程式：_。(2)(2)加熱右側水槽，加熱右側水槽，C C中氣體變化遵循何種規律？中氣體變化遵循何種規律？提示：提示：加熱右側水槽，加熱右側水槽，C C中氣體做等容變化，遵循查理定律。中氣體做等容變化，遵循查理定律。p pC C+p+p玻意耳定律玻意耳定律p p1 1V VB B=p=pB BV V2 2【解析【解析】(1)(1)在打開閥門在打開閥門S S前前, ,兩水

41、槽水溫均為兩水槽水溫均為T T0 0=273 K=273 K。設玻。設玻璃泡璃泡B B中氣體壓強為中氣體壓強為p p1 1, ,體積為體積為V VB B, ,玻璃泡玻璃泡C C中氣體壓強為中氣體壓強為p pC C, ,依題依題意有意有p p1 1=p=pC C+p+p 式中式中pp=60 mmHg=60 mmHg。在打開閥門。在打開閥門S S后后, ,兩水槽水溫均為兩水槽水溫均為T T0 0, ,設玻璃設玻璃泡泡B B中氣體壓強為中氣體壓強為p pB B, ,依題意依題意, ,有有p pB B=p=pC C 玻璃泡玻璃泡A A和和B B中氣體的體積為中氣體的體積為V V2 2=V=VA A+V

42、+VB B 由題意知由題意知3V3VA A=V=VB B 根據玻意耳定律得根據玻意耳定律得p p1 1V VB B=p=pB BV V2 2 聯立聯立式式, ,并代入題給數據得并代入題給數據得 (2)(2)當右側水槽的水溫加熱至當右側水槽的水溫加熱至TT時，時，U U型管左右水銀柱高度差型管左右水銀柱高度差為為pp。玻璃泡。玻璃泡C C中氣體壓強為中氣體壓強為p pC C=p pB B+p+p BCAVpp180 mmHgV 玻璃泡玻璃泡C C的氣體體積不變，根據查理定律得的氣體體積不變，根據查理定律得 聯立聯立式，式，并代入題給數據得并代入題給數據得T=364 KT=364 K答案：答案：(

43、1)180 mmHg (2)364 K(1)180 mmHg (2)364 KCC0ppTT【總結提升】【總結提升】 應用氣體實驗定律的解題思路應用氣體實驗定律的解題思路(1)(1)選擇對象選擇對象即某一定質量的理想氣體；即某一定質量的理想氣體；(2)(2)找出參量找出參量氣體在始末狀態的參量氣體在始末狀態的參量p p1 1、V V1 1、T T1 1及及p p2 2、V V2 2、T T2 2；(3)(3)認識過程認識過程認清變化過程是正確選用物理規律的前提；認清變化過程是正確選用物理規律的前提；(4)(4)列出方程列出方程選用某一實驗定律或氣態方程，代入具體數選用某一實驗定律或氣態方程，代

44、入具體數值求解，并討論結果的合理性。值求解，并討論結果的合理性。【變式訓練【變式訓練】(2013(2013天水二模天水二模) )如圖所示如圖所示, ,開開口向上豎直放置的內壁光滑汽缸口向上豎直放置的內壁光滑汽缸, ,其側壁是絕其側壁是絕熱的熱的, ,底部導熱底部導熱, ,內有兩個質量均為內有兩個質量均為m m的密閉活的密閉活塞塞, ,活塞活塞A A導熱導熱, ,活塞活塞B B絕熱絕熱, ,將缸內理想氣體分將缸內理想氣體分成成、兩部分。初狀態整個裝置靜止不動兩部分。初狀態整個裝置靜止不動且處于平衡狀態且處于平衡狀態,、兩部分氣體的高度均為兩部分氣體的高度均為l0 0, ,溫度為溫度為T T0 0

45、。設外界大氣壓強為設外界大氣壓強為p p0 0保持不變保持不變, ,活塞橫截面積為活塞橫截面積為S,S,且且mg=pmg=p0 0S,S,環環境溫度保持不變。求境溫度保持不變。求: :在活塞在活塞A A上逐漸添加鐵砂上逐漸添加鐵砂, ,當鐵砂質量等當鐵砂質量等于于2m2m時時, ,兩活塞在某位置重新處于平衡狀態兩活塞在某位置重新處于平衡狀態, ,求活塞求活塞A A下降的高下降的高度。度。【解析【解析】對對部分氣體部分氣體, ,初狀態初狀態 末狀態末狀態 由玻意耳定律得由玻意耳定律得:p:p1 1l0 0S=pS=p1 1l1 1S S 解得解得 對對部分氣體部分氣體, ,初狀態初狀態 100m

46、gpp2pS1003mgpp4pS 1012ll210mgpp3pS末狀態末狀態 由玻意耳定律得：由玻意耳定律得：p p2 2l0 0S=pS=p2 2l2 2S S 解得解得 故故A A活塞下降的高度為活塞下降的高度為答案答案: :210mgpp5pS 2035ll 01020910 llllll0910l1.(20131.(2013鄭州二模鄭州二模)(1)(1)下列說法正確的是下列說法正確的是( )( )A.A.一定量的氣體，在體積不變時，分子每秒平均碰撞次數隨著一定量的氣體，在體積不變時，分子每秒平均碰撞次數隨著溫度的降低而減小溫度的降低而減小B.B.單晶體有固定的熔點，多晶體和非晶體沒

47、有固定的熔點單晶體有固定的熔點，多晶體和非晶體沒有固定的熔點C.C.熱量能夠自發地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發地熱量能夠自發地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發地從低溫物體傳遞到高溫物體從低溫物體傳遞到高溫物體D.D.當分子間的距離增大時，分子之間的引力和斥力均同時減小，當分子間的距離增大時，分子之間的引力和斥力均同時減小，而分子勢能一定增大而分子勢能一定增大E.E.生產半導體器件時，需要在純凈的半導體材料中摻入其他元生產半導體器件時，需要在純凈的半導體材料中摻入其他元素，可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成素，可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成(2)(2)如圖所示，導熱材料制成的

48、橫截如圖所示，導熱材料制成的橫截面積相等、長度均為面積相等、長度均為45 cm45 cm的汽缸的汽缸A A、B B通過帶有閥門的管道連接。初始時通過帶有閥門的管道連接。初始時閥門關閉，厚度不計的光滑活塞閥門關閉，厚度不計的光滑活塞C C位位于于B B內左側，在內左側，在A A內充滿壓強內充滿壓強p pA A=2.8=2.810105 5 Pa Pa的理想氣體，的理想氣體，B B內充內充滿壓強滿壓強p pB B=1.4=1.410105 5 Pa Pa的理想氣體，忽略連接汽缸的管道體積，的理想氣體，忽略連接汽缸的管道體積，室溫不變。現打開閥門，求：室溫不變。現打開閥門，求：平衡后活塞向右移動的距

49、離和平衡后活塞向右移動的距離和B B中氣體的壓強；中氣體的壓強；自打開閥門到平衡，自打開閥門到平衡，B B內氣體是吸熱還是放熱內氣體是吸熱還是放熱( (簡要說明理簡要說明理由由) )？【解析【解析】(1)(1)選選A A、C C、E E。一定量的氣體，在體積不變時，分子。一定量的氣體，在體積不變時，分子每秒平均碰撞次數隨著溫度降低而減小，選項每秒平均碰撞次數隨著溫度降低而減小，選項A A正確；多晶體正確；多晶體和單晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，選項和單晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，選項B B錯誤；錯誤；熱量能夠自發地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發地從熱量能夠自發地從高

50、溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發地從低溫物體傳遞到高溫物體，選項低溫物體傳遞到高溫物體，選項C C正確。當分子間的距離增大正確。當分子間的距離增大時，分子之間的引力和斥力均同時減小，而分子勢能不一定增時，分子之間的引力和斥力均同時減小，而分子勢能不一定增大，選項大，選項D D錯誤。生產半導體器件時，需要在純凈的半導體材錯誤。生產半導體器件時，需要在純凈的半導體材料中摻入其他元素，可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成，料中摻入其他元素，可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成，選項選項E E正確。正確。(2)(2)對對A A氣體，有氣體，有p pA ALS=p(L+x)SLS=p(L+x)S對對B

51、B氣體，有氣體，有p pB BLS=p(L-x)SLS=p(L-x)S解得解得x=15 cmx=15 cmp=2.1p=2.110105 5 Pa Pa活塞活塞C C向右移動，對向右移動，對B B中氣體做功，而氣體做等溫變化，內能中氣體做功，而氣體做等溫變化，內能不變，故不變，故B B氣體放熱。氣體放熱。答案：答案：(1)A(1)A、C C、E E(2)(2)15 cm 2.115 cm 2.110105 5 Pa Pa 見解析見解析2.(20132.(2013東城區模擬東城區模擬)(1)(1)下列說法正確的是下列說法正確的是( )( )A.A.機械能可以全部轉化為內能機械能可以全部轉化為內能

52、B.B.氣體吸收的熱量可以全部轉化為功氣體吸收的熱量可以全部轉化為功C.C.氣體吸熱，分子平均動能增大，壓強一定增大氣體吸熱，分子平均動能增大，壓強一定增大D.D.氣體分子平均動能增大，氣體不一定吸熱氣體分子平均動能增大，氣體不一定吸熱(2) (2) 一氣象探測氣球，在充有壓強為一氣象探測氣球，在充有壓強為76 cmHg76 cmHg、溫度為、溫度為27 27 的氫氣時，體的氫氣時，體積為積為3.5 m3.5 m3 3。當氣球上升到。當氣球上升到6.50 km 6.50 km 高空的過程中，氣球內氫氣的壓強逐高空的過程中，氣球內氫氣的壓強逐漸減小，但通過加熱使氣體溫度保持漸減小，但通過加熱使氣體溫度保持不變，氣球到達的不變，氣球到達的6.50 km6.50 km處的大氣處的大氣壓強為壓強為36.0 cmHg36.0 cmHg，這一高度氣溫為，這一高度氣溫為-48.0 -48.0 ，以后保持氣球，以后保持氣球高度不變。求：高度不變。求：氣球在氣球在6.50 km6.50 km處的體積；處的體積；當氫氣的溫度等于當氫氣的溫度等于-48.0 -48.0 后的體積。后的體積。【解析【解析】(1)(1)選選A A、B B、D D。機械能可以做功使其全部轉化為內能，。機械能可以做功使其全部轉化為內能，A A正確正