电磁学ppt课件.ppt

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1、电磁学ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望知识成网知识成网知识成网知识成网方法成套方法成套方法成套方法成套习题成精习题成精习题成精习题成精策略成型策略成型策略成型策略成型心理成熟心理成熟心理成熟心理成熟2 2、考试比什么？比谁错得少。、考试比什么？比谁错得少。、考试比什么？比谁错得少。、考试比什么？比谁错得少。1 1、题不在多，真懂才成。、题不在多，真懂才成。、题不在多，真懂才成。、题不在多，真懂才成。相关专题博客交流：风云齐奥相关专题博客交

2、流：风云齐奥相关专题博客交流：风云齐奥相关专题博客交流：风云齐奥 Tel:13995001027 Tel:13995001027 QQQQ：7812136678121366E-mail:Blog： 1、物质由大量分子组成的，组成物质的分子是很小的，、物质由大量分子组成的，组成物质的分子是很小的，、物质由大量分子组成的，组成物质的分子是很小的，、物质由大量分子组成的，组成物质的分子是很小的，其直径数量级一般为其直径数量级一般为其直径数量级一般为其直径数量级一般为10101010mm；分子质量的数量级一般为；分子质量的数量级一般为；分子质量的数量级一般为；分子质量的数量级一般为 10102727k

3、gkg。2 2、分子动理论。理想气体的压强、分子动理论。理想气体的压强、分子动理论。理想气体的压强、分子动理论。理想气体的压强P P、分子的平均动能、分子的平均动能、分子的平均动能、分子的平均动能 k k和气体的热力学温度间的关系：和气体的热力学温度间的关系：和气体的热力学温度间的关系：和气体的热力学温度间的关系：（式中（式中（式中（式中n n为单位体积内的分子数，即分子数密度，为单位体积内的分子数，即分子数密度，为单位体积内的分子数，即分子数密度，为单位体积内的分子数，即分子数密度，mm为气体分子为气体分子为气体分子为气体分子质量，质量，质量，质量，k k为玻尔兹曼常数，为玻尔兹曼常数，为玻

4、尔兹曼常数，为玻尔兹曼常数，）一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选1 1、为了使玻璃容器达到高真空，则在抽气时应加热器壁，、为了使玻璃容器达到高真空，则在抽气时应加热器壁，、为了使玻璃容器达到高真空，则在抽气时应加热器壁，、为了使玻璃容器达到高真空，则在抽气时应加热器壁，以驱走吸附的气体，现有一个半径为以驱走吸附的气体，现有一个半径为以驱走吸附的气体，现有一个半径为以驱走吸附的气体，现有一个半径为10cm10cm的球形容器，的球形容器，的球形容器，的球形容器，其壁上吸附一层厚度为分子直径的分子层，每个分子的其壁上吸附一层厚度为分子直径的分子层，每个分子的其壁上吸附一层厚度为分子直径

5、的分子层，每个分子的其壁上吸附一层厚度为分子直径的分子层，每个分子的截面积为截面积为截面积为截面积为10101515cmcm2 2.试问在温度试问在温度试问在温度试问在温度300300o oC C，且吸附的分子全，且吸附的分子全，且吸附的分子全，且吸附的分子全部进入容器空间时，压强增大多少？部进入容器空间时，压强增大多少？部进入容器空间时，压强增大多少？部进入容器空间时，压强增大多少？解：对容器中的气体，其压强解：对容器中的气体，其压强解：对容器中的气体，其压强解：对容器中的气体，其压强P P为为为为:而，而，而，而，（R R为球形容器的半径）为球形容器的半径）为球形容器的半径）为球形容器的半

6、径）因为加热，容器增加的分子数为因为加热，容器增加的分子数为因为加热，容器增加的分子数为因为加热，容器增加的分子数为:（S S为每个分子截面积）为每个分子截面积）为每个分子截面积）为每个分子截面积）所以在吸附分子全部进入容器空间时，压强增量所以在吸附分子全部进入容器空间时，压强增量所以在吸附分子全部进入容器空间时，压强增量所以在吸附分子全部进入容器空间时，压强增量P P为为为为:一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选2 2、当原子弹（、当原子弹（、当原子弹（、当原子弹（m=1kgm=1kg，钚，钚，钚，钚242242PuPu）爆炸时，每个钚原子）爆炸时，每个钚原子）爆炸时，每个钚原子

7、）爆炸时，每个钚原子辐射出一个反射性粒子。辐射出一个反射性粒子。辐射出一个反射性粒子。辐射出一个反射性粒子。假设风将这些粒子均匀吹散在整个大假设风将这些粒子均匀吹散在整个大假设风将这些粒子均匀吹散在整个大假设风将这些粒子均匀吹散在整个大气层，试计算落在地面附近体积气层，试计算落在地面附近体积气层，试计算落在地面附近体积气层，试计算落在地面附近体积V=1dmV=1dm3 3的空气中放射性粒子的数目。的空气中放射性粒子的数目。的空气中放射性粒子的数目。的空气中放射性粒子的数目。地球半径地球半径地球半径地球半径6106106 6mm，空气平均摩尔质量为，空气平均摩尔质量为，空气平均摩尔质量为，空气平

8、均摩尔质量为291029103 3kg/molkg/mol。解：由题意解：由题意解：由题意解：由题意,散落在单位体积大气层的放射性粒子与该状态下单位体积散落在单位体积大气层的放射性粒子与该状态下单位体积散落在单位体积大气层的放射性粒子与该状态下单位体积散落在单位体积大气层的放射性粒子与该状态下单位体积中所包含的空气分子数应相等中所包含的空气分子数应相等中所包含的空气分子数应相等中所包含的空气分子数应相等.设整个大气层中放射性粒子数为设整个大气层中放射性粒子数为设整个大气层中放射性粒子数为设整个大气层中放射性粒子数为N N，则，则，则，则:而大气层中含有总空气分子个数而大气层中含有总空气分子个数

9、而大气层中含有总空气分子个数而大气层中含有总空气分子个数N N0 0为：为：为：为：在标况下，在标况下，在标况下，在标况下，解得：，解得：，解得：，解得：则标准状态下，落在地面附近则标准状态下，落在地面附近则标准状态下，落在地面附近则标准状态下，落在地面附近V V=1dm=1dm3 3体积内的空气分子数体积内的空气分子数体积内的空气分子数体积内的空气分子数n n0 0：放射性粒子在地面附近放射性粒子在地面附近放射性粒子在地面附近放射性粒子在地面附近1dm1dm3 3体积内的个数体积内的个数体积内的个数体积内的个数n n满足：满足：满足：满足：一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选3

10、3、已知铜的摩尔质量、已知铜的摩尔质量、已知铜的摩尔质量、已知铜的摩尔质量MM=6.410=6.4102 2kg/molkg/mol，铜的密度，铜的密度，铜的密度，铜的密度=8.910=8.9103 3kgkgmm3 3，阿伏加德罗常数，阿伏加德罗常数，阿伏加德罗常数，阿伏加德罗常数N NA A=6.010=6.0102323molmol1 1。试估算：试估算：试估算：试估算：(计算结果保留计算结果保留计算结果保留计算结果保留2 2位有效数字位有效数字位有效数字位有效数字)。（1 1）一个铜原子的质量；（）一个铜原子的质量；（）一个铜原子的质量；（）一个铜原子的质量；（2 2）若每个铜原子可提

11、供两）若每个铜原子可提供两）若每个铜原子可提供两）若每个铜原子可提供两个自由电子，则个自由电子，则个自由电子，则个自由电子，则3.0103.0105 5mm3 3的铜导体中有多少个自由电的铜导体中有多少个自由电的铜导体中有多少个自由电的铜导体中有多少个自由电子子子子?解：由公式得，解：由公式得，解：由公式得，解：由公式得，铜块的物质的量为：铜块的物质的量为：铜块的物质的量为：铜块的物质的量为：铜导体中含有自由电子个数为：铜导体中含有自由电子个数为：铜导体中含有自由电子个数为：铜导体中含有自由电子个数为：一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选4 4、已知金刚石的密度是、已知金刚石的密度

12、是、已知金刚石的密度是、已知金刚石的密度是3500kg3500kgmm3 3，碳的摩尔质量，碳的摩尔质量，碳的摩尔质量，碳的摩尔质量12g/mol12g/mol是是是是，阿伏加德罗常数已知，阿伏加德罗常数已知，阿伏加德罗常数已知，阿伏加德罗常数已知。设想金刚石中碳原。设想金刚石中碳原。设想金刚石中碳原。设想金刚石中碳原子是紧密地排列在一起的，且可看成球形，试估算碳原子是紧密地排列在一起的，且可看成球形，试估算碳原子是紧密地排列在一起的，且可看成球形，试估算碳原子是紧密地排列在一起的，且可看成球形，试估算碳原子直径的大小子直径的大小子直径的大小子直径的大小(保留一位有效数字保留一位有效数字保留一

13、位有效数字保留一位有效数字)。解：碳的摩尔体积解：碳的摩尔体积解：碳的摩尔体积解：碳的摩尔体积，每个分子的体积：每个分子的体积：每个分子的体积：每个分子的体积：又体积公式为：又体积公式为：又体积公式为：又体积公式为：一、知识概览一、知识概览一、知识概览一、知识概览1 1、理想气体：分子具有一定质量但没有大小的小球；除、理想气体：分子具有一定质量但没有大小的小球；除、理想气体：分子具有一定质量但没有大小的小球；除、理想气体：分子具有一定质量但没有大小的小球；除了相互间或分子与器壁间的弹性碰撞外，可忽略分子间了相互间或分子与器壁间的弹性碰撞外，可忽略分子间了相互间或分子与器壁间的弹性碰撞外，可忽略

14、分子间了相互间或分子与器壁间的弹性碰撞外，可忽略分子间的相互作用，因此理想气体可忽略分子势能。的相互作用，因此理想气体可忽略分子势能。的相互作用，因此理想气体可忽略分子势能。的相互作用，因此理想气体可忽略分子势能。2 2、气体三个实验定律、气体三个实验定律、气体三个实验定律、气体三个实验定律（1 1）玻意耳定律：常温常压下一定质量的气体，在温度保持不变）玻意耳定律：常温常压下一定质量的气体，在温度保持不变）玻意耳定律：常温常压下一定质量的气体，在温度保持不变）玻意耳定律：常温常压下一定质量的气体，在温度保持不变时，它的压强和体积的乘积是一个常数。时，它的压强和体积的乘积是一个常数。时，它的压强

15、和体积的乘积是一个常数。时，它的压强和体积的乘积是一个常数。（C C在不同的温度时有不同的数值）在不同的温度时有不同的数值）在不同的温度时有不同的数值）在不同的温度时有不同的数值）（2 2）查理定律：常温常压下一定质量的气体，在体积保持不变时，）查理定律：常温常压下一定质量的气体，在体积保持不变时，）查理定律：常温常压下一定质量的气体，在体积保持不变时，）查理定律：常温常压下一定质量的气体，在体积保持不变时，它的压强和热力学温度成正比。它的压强和热力学温度成正比。它的压强和热力学温度成正比。它的压强和热力学温度成正比。（C C在不同的温度时有不同的数值）在不同的温度时有不同的数值）在不同的温度

16、时有不同的数值）在不同的温度时有不同的数值）（2 2）盖）盖）盖）盖 吕萨克定律：常温常压下一定质量的气体，在压强保持吕萨克定律：常温常压下一定质量的气体，在压强保持吕萨克定律：常温常压下一定质量的气体，在压强保持吕萨克定律：常温常压下一定质量的气体，在压强保持不变时，它的体积和热力学温度成正比。不变时，它的体积和热力学温度成正比。不变时，它的体积和热力学温度成正比。不变时，它的体积和热力学温度成正比。（C C在不同的温度时有不同的数值）在不同的温度时有不同的数值）在不同的温度时有不同的数值）在不同的温度时有不同的数值）一、知识概览一、知识概览一、知识概览一、知识概览3 3、理想气体的状态方程

17、：、理想气体的状态方程：、理想气体的状态方程：、理想气体的状态方程：（mm，u u分别为理想气体质量和摩尔质量，分别为理想气体质量和摩尔质量，分别为理想气体质量和摩尔质量，分别为理想气体质量和摩尔质量，R R为普适气体恒量，为普适气体恒量，为普适气体恒量，为普适气体恒量，）4 4、混合气体的状态方程、混合气体的状态方程、混合气体的状态方程、混合气体的状态方程（1 1）道尔顿分压定律：当有）道尔顿分压定律：当有）道尔顿分压定律：当有）道尔顿分压定律：当有n n中气体混合在一起（不发生化学反中气体混合在一起（不发生化学反中气体混合在一起（不发生化学反中气体混合在一起（不发生化学反应）时，它们所产生

18、的总压强等于每一种气体单独充在这个容器应）时，它们所产生的总压强等于每一种气体单独充在这个容器应）时，它们所产生的总压强等于每一种气体单独充在这个容器应）时，它们所产生的总压强等于每一种气体单独充在这个容器中时所产生的压强之和，即：中时所产生的压强之和，即：中时所产生的压强之和，即：中时所产生的压强之和，即：（2 2）混合气体的状态方程：如果有）混合气体的状态方程：如果有）混合气体的状态方程：如果有）混合气体的状态方程：如果有n n种理想气体，分开时的状态种理想气体，分开时的状态种理想气体，分开时的状态种理想气体，分开时的状态分别为（分别为（分别为（分别为（P P1 1、V V1 1、T T1

19、 1），），），），（P P2 2、V V2 2、T T2 2），），），），（P P3 3、V V3 3、T T3 3）将它们混合起来后的状态为将它们混合起来后的状态为将它们混合起来后的状态为将它们混合起来后的状态为P P、V V、T T，那么有：，那么有：，那么有：，那么有：一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选3 3、有甲乙两个体积不变的容器，容积之比为、有甲乙两个体积不变的容器，容积之比为、有甲乙两个体积不变的容器，容积之比为、有甲乙两个体积不变的容器，容积之比为3:13:1，它们，它们，它们，它们分别处在温度为分别处在温度为分别处在温度为分别处在温度为300k300k和和和

20、和400k400k的两个恒温槽中，甲容器内的两个恒温槽中，甲容器内的两个恒温槽中，甲容器内的两个恒温槽中，甲容器内装有装有装有装有1515标准大气压的氢气，乙容器内装有标准大气压的氢气，乙容器内装有标准大气压的氢气，乙容器内装有标准大气压的氢气，乙容器内装有3030标准大气压标准大气压标准大气压标准大气压的氮气。如果用毛细管将两容器联通起来，求混合后的的氮气。如果用毛细管将两容器联通起来，求混合后的的氮气。如果用毛细管将两容器联通起来，求混合后的的氮气。如果用毛细管将两容器联通起来，求混合后的压强。压强。压强。压强。解：设混合之后两个容器的压强均为解：设混合之后两个容器的压强均为解：设混合之后

21、两个容器的压强均为解：设混合之后两个容器的压强均为P P，则由混合气体的状态方程得，则由混合气体的状态方程得，则由混合气体的状态方程得，则由混合气体的状态方程得一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选5 5、如图，气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，活塞、如图，气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，活塞、如图，气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，活塞、如图，气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，活塞A A、B B被轻质刚性杆连接在一起，可无摩擦移动，被轻质刚性杆连接在一起，可无摩擦移动，被轻质刚性杆连接在一起，可无摩擦移动，被轻质刚性杆连接在一起，可无摩擦移动，A A、B B的的的的质量分

22、别质量分别质量分别质量分别mmA A=12kg=12kg，mmB B=8kg=8kg，横截面积分别为，横截面积分别为，横截面积分别为，横截面积分别为S SA A=0.04m=0.04m2 2，S SB B=0.02m=0.02m2 2.一定质量的理想气体被封闭在一定质量的理想气体被封闭在一定质量的理想气体被封闭在一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间，活塞外侧大气压强两活塞之间，活塞外侧大气压强两活塞之间，活塞外侧大气压强两活塞之间，活塞外侧大气压强P P0 0=105Pa.=105Pa.（1 1）气缸水）气缸水）气缸水）气缸水平放置达到如图（平放置达到如图（平放置达到如图（平放置达到如图（a

23、a）所示的平很状态，求气体的压强。）所示的平很状态，求气体的压强。）所示的平很状态，求气体的压强。）所示的平很状态，求气体的压强。（2 2）已知此时气体的体积）已知此时气体的体积）已知此时气体的体积）已知此时气体的体积V V1 1=0.02m=0.02m3 3.现保持温度不变，现保持温度不变，现保持温度不变，现保持温度不变，将气缸竖直放置，达到平衡后如图（将气缸竖直放置，达到平衡后如图（将气缸竖直放置，达到平衡后如图（将气缸竖直放置，达到平衡后如图（b b）所示，与图）所示，与图）所示，与图）所示，与图（a a）相比，活塞在气缸内移动的距离）相比，活塞在气缸内移动的距离）相比，活塞在气缸内移动

24、的距离）相比，活塞在气缸内移动的距离l l为多少？为多少？为多少？为多少？一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选4 4、解：气缸横放时，设缸内气体压强为解：气缸横放时，设缸内气体压强为解：气缸横放时，设缸内气体压强为解：气缸横放时，设缸内气体压强为P P1 1，分析活塞和杆，可得，分析活塞和杆，可得，分析活塞和杆，可得，分析活塞和杆，可得气缸竖放时，设缸内气体压强为气缸竖放时，设缸内气体压强为气缸竖放时，设缸内气体压强为气缸竖放时，设缸内气体压强为P P2 2。分析活塞和杆，可得。分析活塞和杆，可得。分析活塞和杆，可得。分析活塞和杆，可得设设设设V V1 1和和和和V V2 2分别为

25、缸内横放和竖放时缸内气体的体积，根据波意尔定分别为缸内横放和竖放时缸内气体的体积，根据波意尔定分别为缸内横放和竖放时缸内气体的体积，根据波意尔定分别为缸内横放和竖放时缸内气体的体积，根据波意尔定律有：律有：律有：律有：一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选7 7、如图所示，装有水银的细、如图所示，装有水银的细、如图所示，装有水银的细、如图所示，装有水银的细U U形管与巨大的密封气罐形管与巨大的密封气罐形管与巨大的密封气罐形管与巨大的密封气罐A A相连，导热性能均良好，左端封闭有一段空气柱，气温相连，导热性能均良好，左端封闭有一段空气柱，气温相连，导热性能均良好，左端封闭有一段空气柱，

26、气温相连，导热性能均良好，左端封闭有一段空气柱，气温为为为为2323时，空气柱长为时，空气柱长为时，空气柱长为时，空气柱长为62cm62cm，右端水银面比左端低，右端水银面比左端低，右端水银面比左端低，右端水银面比左端低40cm40cm当气温升到当气温升到当气温升到当气温升到2727时，时，时，时，U U形管两边高度差增加了形管两边高度差增加了形管两边高度差增加了形管两边高度差增加了4cm4cm，则气罐内气体在，则气罐内气体在，则气罐内气体在，则气罐内气体在2323时的压强为是多少时的压强为是多少时的压强为是多少时的压强为是多少cmcmHgHg？解：因气罐体积大，与细解：因气罐体积大，与细解：

27、因气罐体积大，与细解：因气罐体积大，与细U U形管相比，可认为状态发形管相比，可认为状态发形管相比，可认为状态发形管相比，可认为状态发生变化时气体体积是不变的。气罐中的气体在生变化时气体体积是不变的。气罐中的气体在生变化时气体体积是不变的。气罐中的气体在生变化时气体体积是不变的。气罐中的气体在T T1 1273K23K273K23K250K250K时，压强为时，压强为时，压强为时，压强为P Pl l，当温度升到，当温度升到，当温度升到，当温度升到2727即即即即T T2 2300K300K时压强为时压强为时压强为时压强为P P2 2，根据查理定律，根据查理定律，根据查理定律，根据查理定律：以左

28、边的细管中气体为研究对象，以左边的细管中气体为研究对象，以左边的细管中气体为研究对象，以左边的细管中气体为研究对象，一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选7 7、如图所示，装有水银的细、如图所示，装有水银的细、如图所示，装有水银的细、如图所示，装有水银的细U U形管与巨大的密封气罐形管与巨大的密封气罐形管与巨大的密封气罐形管与巨大的密封气罐A A相连，导热性能均良好，左端封闭有一段空气柱，气温相连，导热性能均良好，左端封闭有一段空气柱，气温相连，导热性能均良好，左端封闭有一段空气柱，气温相连，导热性能均良好，左端封闭有一段空气柱，气温为为为为2323时，空气柱长为时，空气柱长为时，空

29、气柱长为时，空气柱长为62cm62cm，右端水银面比左端低，右端水银面比左端低，右端水银面比左端低，右端水银面比左端低40cm40cm当气温升到当气温升到当气温升到当气温升到2727时，时，时，时，U U形管两边高度差增加了形管两边高度差增加了形管两边高度差增加了形管两边高度差增加了4cm4cm，则气罐内气体在，则气罐内气体在，则气罐内气体在，则气罐内气体在2323时的压强为是多少时的压强为是多少时的压强为是多少时的压强为是多少cmcmHgHg？由理想气体的状态方程：由理想气体的状态方程：由理想气体的状态方程：由理想气体的状态方程：整理后得：整理后得：整理后得：整理后得：一、赛题精选一、赛题精

30、选一、赛题精选一、赛题精选8 8、如图所示，在标准大气压下，一端封闭的玻璃管长、如图所示，在标准大气压下，一端封闭的玻璃管长、如图所示，在标准大气压下，一端封闭的玻璃管长、如图所示，在标准大气压下，一端封闭的玻璃管长96cm96cm，内有一段长，内有一段长，内有一段长，内有一段长20cm20cm的水银柱，当温度为的水银柱，当温度为的水银柱，当温度为的水银柱，当温度为2727且管且管且管且管口向上竖直放置时口向上竖直放置时口向上竖直放置时口向上竖直放置时,被封闭的气柱长为被封闭的气柱长为被封闭的气柱长为被封闭的气柱长为60cm60cm。试问：当温。试问：当温。试问：当温。试问：当温度至少升高到多

31、少度度至少升高到多少度度至少升高到多少度度至少升高到多少度,水银柱才会从玻璃管中全部溢出？水银柱才会从玻璃管中全部溢出？水银柱才会从玻璃管中全部溢出？水银柱才会从玻璃管中全部溢出？解：设气体温度为解：设气体温度为解：设气体温度为解：设气体温度为T T时，管内的水银柱高度为时，管内的水银柱高度为时，管内的水银柱高度为时，管内的水银柱高度为x x，x x20cm20cm，大气压强大气压强大气压强大气压强,若要上式中若要上式中若要上式中若要上式中x x有实数解，则必满足：有实数解，则必满足：有实数解，则必满足：有实数解，则必满足：当当当当x x10cm10cm时，管内气体可以形成平衡状态；反之，时，

32、管内气体可以形成平衡状态；反之，时，管内气体可以形成平衡状态；反之，时，管内气体可以形成平衡状态；反之，TTTT2 2当当当当x x10cm0000，系统的内能减少，系统的内能减少，系统的内能减少，系统的内能减少，E E0000。对于与外界孤立系统，对于与外界孤立系统，对于与外界孤立系统，对于与外界孤立系统，Q Q=0=0=0=0，若，若，若，若WW=0=0=0=0，则，则，则，则E E=0=0=0=0，系统的内能是守恒的。，系统的内能是守恒的。，系统的内能是守恒的。，系统的内能是守恒的。若系统内有几个温度不同的物体处于热接触，则有：若系统内有几个温度不同的物体处于热接触，则有：若系统内有几个

33、温度不同的物体处于热接触，则有：若系统内有几个温度不同的物体处于热接触，则有：这一过程一直进行到物体处于同一温度的热平衡位置。这一过程一直进行到物体处于同一温度的热平衡位置。这一过程一直进行到物体处于同一温度的热平衡位置。这一过程一直进行到物体处于同一温度的热平衡位置。一、知识概览一、知识概览一、知识概览一、知识概览6 6、热力学第一定律、热力学第一定律、热力学第一定律、热力学第一定律（2 2）比热容：质量为）比热容：质量为）比热容：质量为）比热容：质量为1kg1kg的某种物质温度升高的某种物质温度升高的某种物质温度升高的某种物质温度升高1k1k所吸收的热量称所吸收的热量称所吸收的热量称所吸收

34、的热量称为比热容，用公式表示为：为比热容，用公式表示为：为比热容，用公式表示为：为比热容，用公式表示为：（如水的比热容为：（如水的比热容为：（如水的比热容为：（如水的比热容为：4.18104.18103 3J/kgKJ/kgK）（3 3）摩尔热容量：）摩尔热容量：）摩尔热容量：）摩尔热容量：1mol1mol物质温度升高物质温度升高物质温度升高物质温度升高1k1k所吸收的热量。所吸收的热量。所吸收的热量。所吸收的热量。例如：例如：例如：例如：u u摩尔气体在定容、定压变化过程中温度升高摩尔气体在定容、定压变化过程中温度升高摩尔气体在定容、定压变化过程中温度升高摩尔气体在定容、定压变化过程中温度升

35、高t t，所需要，所需要，所需要，所需要的热量分别为。的热量分别为。的热量分别为。的热量分别为。（C CV,mV,m定容摩尔热容）定容摩尔热容）定容摩尔热容）定容摩尔热容）（C Cp,mp,m定压摩尔热容）定压摩尔热容）定压摩尔热容）定压摩尔热容）一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选9 9（1616预）、如图所示，两个截面相同的圆柱形容器，右预）、如图所示，两个截面相同的圆柱形容器，右预）、如图所示，两个截面相同的圆柱形容器，右预）、如图所示，两个截面相同的圆柱形容器，右边容器高为边容器高为边容器高为边容器高为HH，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容，上端封闭，左边容器上端是一个

36、可以在容，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相器内无摩擦滑动的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相器内无摩擦滑动的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相器内无摩擦滑动的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相连通，容器、活塞和细管都是绝热的。开始时，阀门关闭，连通，容器、活塞和细管都是绝热的。开始时，阀门关闭，连通，容器、活塞和细管都是绝热的。开始时，阀门关闭，连通，容器、活塞和细管都是绝热的。开始时，阀门关闭，左边容器中装有热力学温度为左边容器中装有热力学温度为左边容器中装有热力学温度为左边容器中装有热力学温度为T

37、T0 0的单原子理想气体，平衡的单原子理想气体，平衡的单原子理想气体，平衡的单原子理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为时活塞到容器底的距离为时活塞到容器底的距离为时活塞到容器底的距离为HH，右边容器内为真空。现将阀，右边容器内为真空。现将阀，右边容器内为真空。现将阀，右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到平衡。求此门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到平衡。求此门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到平衡。求此门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到平衡。求此时左边容器中活塞的高度和缸内气体的温度。时左边容器中活塞的高度和缸内气体的温度。时左边容器中活塞的高度和缸内

38、气体的温度。时左边容器中活塞的高度和缸内气体的温度。提示：一摩尔单原子理想气体的内能为提示：一摩尔单原子理想气体的内能为提示：一摩尔单原子理想气体的内能为提示：一摩尔单原子理想气体的内能为3 3RTRT/2/2，其中，其中，其中，其中为为为为R R摩尔气体常量，摩尔气体常量，摩尔气体常量，摩尔气体常量，T T为气体的热力学温度。为气体的热力学温度。为气体的热力学温度。为气体的热力学温度。一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选9 9、解：解：解：解：设容器的截面积为设容器的截面积为设容器的截面积为设容器的截面积为A A，封闭在容器中的气体为，封闭在容器中的气体为，封闭在容器中的气体为，

39、封闭在容器中的气体为v v摩尔，阀门打开前，摩尔，阀门打开前，摩尔，阀门打开前，摩尔，阀门打开前，气体的压强为气体的压强为气体的压强为气体的压强为P P0 0。由理想气体状态方程有。由理想气体状态方程有。由理想气体状态方程有。由理想气体状态方程有:打开阀门后，气体通过细管进入右边容器，活塞缓慢向下移动，气打开阀门后，气体通过细管进入右边容器，活塞缓慢向下移动，气打开阀门后，气体通过细管进入右边容器，活塞缓慢向下移动，气打开阀门后，气体通过细管进入右边容器，活塞缓慢向下移动，气体作用于活塞的压强仍为体作用于活塞的压强仍为体作用于活塞的压强仍为体作用于活塞的压强仍为P P0 0。活塞对气体的压强也

40、是。活塞对气体的压强也是。活塞对气体的压强也是。活塞对气体的压强也是P P0 0。设达到平。设达到平。设达到平。设达到平衡时活塞的高度为衡时活塞的高度为衡时活塞的高度为衡时活塞的高度为x x，气体的温度为，气体的温度为，气体的温度为，气体的温度为T T，则有：，则有：，则有：，则有：根据热力学第一定律，活塞对气体所作的功等于气体内能的增量，即：根据热力学第一定律，活塞对气体所作的功等于气体内能的增量，即：根据热力学第一定律，活塞对气体所作的功等于气体内能的增量，即：根据热力学第一定律，活塞对气体所作的功等于气体内能的增量，即：由以上各式解得：由以上各式解得：由以上各式解得：由以上各式解得：一、

41、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选1010（2222）如图所示，两根位于同一水平面内的平行的直）如图所示，两根位于同一水平面内的平行的直）如图所示，两根位于同一水平面内的平行的直）如图所示，两根位于同一水平面内的平行的直长金属导轨，处于恒定磁场中，磁场方向与导轨所在平面长金属导轨，处于恒定磁场中，磁场方向与导轨所在平面长金属导轨，处于恒定磁场中，磁场方向与导轨所在平面长金属导轨，处于恒定磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直一质量为垂直一质量为垂直一质量为垂直一质量为mm的均匀导体细杆，放在导轨上，并与导的均匀导体细杆，放在导轨上，并与导的均匀导体细杆，放在导轨上，并与导的均匀导体细杆，

42、放在导轨上，并与导轨垂直，可沿导轨无摩擦地滑动，细杆与导轨的电阻均可轨垂直，可沿导轨无摩擦地滑动，细杆与导轨的电阻均可轨垂直，可沿导轨无摩擦地滑动，细杆与导轨的电阻均可轨垂直，可沿导轨无摩擦地滑动，细杆与导轨的电阻均可忽略不计导轨的左端与一根阻值为忽略不计导轨的左端与一根阻值为忽略不计导轨的左端与一根阻值为忽略不计导轨的左端与一根阻值为R R0 0的电阻丝相连，电的电阻丝相连，电的电阻丝相连，电的电阻丝相连，电阻丝置于一绝热容器中，电阻丝的热容量不计容器与一阻丝置于一绝热容器中，电阻丝的热容量不计容器与一阻丝置于一绝热容器中，电阻丝的热容量不计容器与一阻丝置于一绝热容器中，电阻丝的热容量不计容

43、器与一水平放置的开口细管相通，细管内有一截面为水平放置的开口细管相通，细管内有一截面为水平放置的开口细管相通，细管内有一截面为水平放置的开口细管相通，细管内有一截面为S S的小液柱的小液柱的小液柱的小液柱（质量不计），液柱将（质量不计），液柱将（质量不计），液柱将（质量不计），液柱将1mol1mol气体（可视为理想气体）封气体（可视为理想气体）封气体（可视为理想气体）封气体（可视为理想气体）封闭在容器中已知温度升高闭在容器中已知温度升高闭在容器中已知温度升高闭在容器中已知温度升高1K1K时，该气体的内能的增加时，该气体的内能的增加时，该气体的内能的增加时，该气体的内能的增加量为（量为（量为（量

44、为（R R为普适气体常量），大气压强为为普适气体常量），大气压强为为普适气体常量），大气压强为为普适气体常量），大气压强为p p0 0，现令细杆沿，现令细杆沿，现令细杆沿，现令细杆沿导轨方向以初速导轨方向以初速导轨方向以初速导轨方向以初速v v0 0向右运动，试求达到平衡时细管中液柱向右运动，试求达到平衡时细管中液柱向右运动，试求达到平衡时细管中液柱向右运动，试求达到平衡时细管中液柱的位移的位移的位移的位移 一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选1010、解：导体细杆运动时，切割磁感应线，在回路中产生感应电动势与感应解：导体细杆运动时，切割磁感应线，在回路中产生感应电动势与感应解：导

45、体细杆运动时，切割磁感应线，在回路中产生感应电动势与感应解：导体细杆运动时，切割磁感应线，在回路中产生感应电动势与感应电流，细杆将受到安培力，安培力的方向与细杆的运动方向相反，使细电流，细杆将受到安培力，安培力的方向与细杆的运动方向相反，使细电流，细杆将受到安培力，安培力的方向与细杆的运动方向相反，使细电流，细杆将受到安培力，安培力的方向与细杆的运动方向相反，使细杆减速，随着速度的减小，感应电流和安培力也减小，最后杆将停止运杆减速，随着速度的减小，感应电流和安培力也减小，最后杆将停止运杆减速，随着速度的减小，感应电流和安培力也减小，最后杆将停止运杆减速，随着速度的减小，感应电流和安培力也减小，

46、最后杆将停止运动，感应电流消失，在运动过程中，电阻丝上产生的焦耳热，全部被容动，感应电流消失，在运动过程中，电阻丝上产生的焦耳热，全部被容动，感应电流消失，在运动过程中，电阻丝上产生的焦耳热，全部被容动，感应电流消失，在运动过程中，电阻丝上产生的焦耳热，全部被容器中的气体吸收。器中的气体吸收。器中的气体吸收。器中的气体吸收。根据能量守恒可知，杆从根据能量守恒可知，杆从根据能量守恒可知，杆从根据能量守恒可知，杆从v v0 0减速至停止运动的过程中，电阻丝上的焦减速至停止运动的过程中，电阻丝上的焦减速至停止运动的过程中，电阻丝上的焦减速至停止运动的过程中，电阻丝上的焦耳热耳热耳热耳热Q Q应应等于

47、杆的初动能，即：应应等于杆的初动能，即：应应等于杆的初动能，即：应应等于杆的初动能，即：容器中的气体吸收此热量后，设其温度升高容器中的气体吸收此热量后，设其温度升高容器中的气体吸收此热量后，设其温度升高容器中的气体吸收此热量后，设其温度升高T T，则内能的增加量为，则内能的增加量为，则内能的增加量为，则内能的增加量为在温度升高的同时，气体体积膨胀，推动液柱克服大气做功，设液在温度升高的同时，气体体积膨胀，推动液柱克服大气做功，设液在温度升高的同时，气体体积膨胀，推动液柱克服大气做功，设液在温度升高的同时，气体体积膨胀，推动液柱克服大气做功，设液柱的位移为柱的位移为柱的位移为柱的位移为l l，则

48、气体对外做功为：，则气体对外做功为：，则气体对外做功为：，则气体对外做功为：一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选1010、S Sl l 就是气体体积的膨胀量：就是气体体积的膨胀量：就是气体体积的膨胀量：就是气体体积的膨胀量：由理想气体状态方程：由理想气体状态方程：由理想气体状态方程：由理想气体状态方程：PVPV=RTRT，注意到气体的压强始终等于大气压，注意到气体的压强始终等于大气压，注意到气体的压强始终等于大气压，注意到气体的压强始终等于大气压P P0 0，故有故有故有故有：由热力学第一定律：由热力学第一定律：由热力学第一定律：由热力学第一定律：由以上各式得：由以上各式得：由以上

49、各式得：由以上各式得：一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选一、赛题精选1111（2323）一根长为）一根长为）一根长为）一根长为L L(以厘米为单位以厘米为单位以厘米为单位以厘米为单位)的粗细均匀的、可弯的粗细均匀的、可弯的粗细均匀的、可弯的粗细均匀的、可弯曲的细管，一端封闭，一端开口，处在大气中，大气的压曲的细管，一端封闭，一端开口，处在大气中，大气的压曲的细管，一端封闭，一端开口，处在大气中，大气的压曲的细管，一端封闭，一端开口，处在大气中，大气的压强与强与强与强与HH厘米高的水银柱产生的压强相等，已知管长厘米高的水银柱产生的压强相等，已知管长厘米高的水银柱产生的压强相等，已知管长厘米高的

50、水银柱产生的压强相等，已知管长L LHH.现把细管弯成现把细管弯成现把细管弯成现把细管弯成L L形，如图所示形，如图所示形，如图所示形，如图所示.假定细管被弯曲时，管长和假定细管被弯曲时，管长和假定细管被弯曲时，管长和假定细管被弯曲时，管长和管的内径都不发生变化管的内径都不发生变化管的内径都不发生变化管的内径都不发生变化.可以把水银从管口徐徐注入细管可以把水银从管口徐徐注入细管可以把水银从管口徐徐注入细管可以把水银从管口徐徐注入细管而不让细管中的气体泄出而不让细管中的气体泄出而不让细管中的气体泄出而不让细管中的气体泄出.当细管弯成当细管弯成当细管弯成当细管弯成L L形时，以形时，以形时，以形时