第一篇 专题十二 热学选修.pptVIP

[例1]　已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.029 kg/mol.阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10 m，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值．(结果保留一位有效数字) [思路点拨] 　气泡内的气体完全变成液体，其体积就是所有气体分子的体积的总和． [答案]　1×10－4 (1)固体、液体分子看作球体，分子间紧靠在一起. (2)状态变化时分子数不变 答案：C [例2]　(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的是________．(填写选项前的字母) A．气体分子间的作用力增大 B．气体分子的平均速率增大 C．气体分子的平均动能减小 D．气体组成的系统的熵增加 (2)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中的气泡________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J．气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了______J. [思路点拨]　气体温度的变化决定气体分子平均动能和分子平均速率的变化规律，而分子间距的变化引起分子间作用力大小的变化，气体吸放热情况和内能变化则由热力学第一定律进行判断． [解析] (1)掌握分子动理论和热力学定律才能准确处理本题．气泡的上升过程气泡内的压强减小，温度不变，由玻意耳定律知，上升过程中体积增大，微观上体表为分子间距增大，分子间作用力减小，由温度不变可知气体分子的平均动能、平均速率不变，此过程为自发过程，故熵增大．D项正确． (2)本题从热力学第一定律入手，抓住理想气体的内能只与温度有关的特点进行处理．理想气体等温过程中内能不变，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，气体对外做功0.6 J，则一定同时从外界吸收热量0.6 J，才能保证内能不变．而温度上升的过程，气体从外界吸热0.3 J，又对外做功0.1 J，所以内能增加了0.2 J. [答案]　 (1)D　(2)吸收　0.6　0.2 (1)应用热力学第一定律时，要注意ΔU、W、Q的符号规定 和意义，同时注意特殊过程的含义，如绝热过程Q＝0， 体积不变W＝0. (2)对理想气体，因分子间无相互作用力，分子势能为0，所 以理想气体的内能只跟温度的高低和分子个数有关. 2．在一个大气压下，水在沸腾时，1 g水吸收2263.8 J的热量 后由液态变成同温度的气态，其体积由1.043 cm3变为 1676 cm3，求： (1)1 g水所含的分子数； (2)体积膨胀时气体对外界做的功； (3)气体的内能变化．(大气压强p0＝1.0×105 Pa，水的摩尔 质量为M＝18 g/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1) 答案： (1)3.3×1022个　(2)167.5 J　(3)增加2096.3 J ? [例3]　图12－3中系统由左右两个侧壁 绝热、底部、截面均为S的容器组成． 左容器足够高，上端敞开，右容器上 端由导热材料封闭．两个容器的下端 由可忽略容积的细管连通． 图12－3 容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气．大气的压强为p0，温度为T0＝273 K，两个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1p0.系统平衡时，各气体柱的高度如图所示．现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度．用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8 h．氮气和氢气均可视为理想气体．求 (1)第二次平衡时氮气的体积； (2)水的温度． [思路点拨]　 [答案]　(1)2.7hS　(2)368.55 K 在应用气体实验定律和理想气体状态方程解决有关气体问题时，应注意以下几点： (1)分析确定所选取的研究对象状态变化前后的状态参量． (2)根据状态变化规律选取适当的方程列式． (3)气柱长度变化和压强变化之间的数量关系. 3．(2010·吉林模拟)如图12－4所示，一圆 柱形容器竖直放置，用活塞封闭着摄 氏温度为t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h. 现通过电热丝给气体加热一段时间， 使活塞缓慢上升了h.若这段时间内气体吸收的热量为Q.已 图12－4 知大气压强为p0，重力加速度为g，不计容器向外散失的热量及活塞与容器间的摩擦．求： (1)气体的压强； (2)这段