分子动理论气体及热力学定律讲稿.ppt
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1、真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测关于分子关于分子动动理理论论气气体体及及热热力学定律力学定律第一页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测第第13讲分子动理论气体及热力学定律讲分子动理论气体及热力学定律 第二页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测1(2013新新课课标标全全国国卷卷33)(1)两两个个相相距距较较远远的的分分子子仅仅在在分分子子力力作作用用下下由由静静止止开开始始运运动动,直直至至不不再再靠靠近近在在此此过过程程中中,下列说法正确的是下列说法正确的是_A分子力先增大,后一直减小分子力先增大,后一直减小B分子力先做正功,后做负功分子
2、力先做正功,后做负功C分子动能先增大,后减小分子动能先增大,后减小D分子势能先增大,后减小分子势能先增大,后减小E分子势能和动能之和不变分子势能和动能之和不变第三页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测(2)如如图图7131,两两个个侧侧壁壁绝绝热热、顶顶部部和和底底部部都都导导热热的的相相同同气气缸缸直直立立放放置置,气气缸缸底底部部和和顶顶部部均均有有细细管管连连通通,顶顶部部的的细细管管带带有有阀阀门门K.两两气气缸缸的的容容积积均均为为V0,气气缸缸中中各各有有一一个个绝绝热热活活塞塞(质质量量不不同同,厚厚度度可可忽忽略略)开开始始时时K关关闭闭,两两活活塞塞下下
3、方方和和右右活活塞塞上上方方充充有有气气体体(可可视视为为理理想想气气体体),压压强强分分别别为为p0和和p0/3;左左活活塞塞在在气气缸缸正正中中间间,其其上上方方为为真真空空;右右活活塞塞上上方方气气体体体体积积为为V0/4.现现使使气气缸缸底底与与一一恒恒温温热热源源接接触触,平平衡衡后后左左活活塞塞升升至至气气缸缸顶顶部部,且且与与顶顶部部刚刚好好没没有有接接触触;然然后后打打开开K,经经过过一一段段时时间间,重重新新达达到到平平衡衡已已知知外外界界温温度度为为T0,不不计计活活塞塞与与气气缸缸壁壁间的摩擦求:间的摩擦求:第四页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测
4、图图7131(i)恒温热源的温度恒温热源的温度T;(ii)重新达到平衡后,左气缸中活塞上方气体的体积重新达到平衡后,左气缸中活塞上方气体的体积Vx.第五页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测解解析析(1)由由分分子子动动理理论论的的知知识识,当当两两个个分分子子相相互互靠靠近近,直直至至不不能能靠靠近近的的过过程程中中,分分子子力力先先是是表表现现为为引引力力且且先先增增大大后后减减小小,之之后后表表现现为为分分子子斥斥力力,一一直直增增大大,所所以以A选选项项错错误误;分分子子引引力力先先做做正正功功,然然后后分分子子斥斥力力做做负负功功,分分子子势势能能先先减减小小再
5、再增增大大,分分子子动动能能先先增增大大后后减减小小,所所以以B、C正正确确,D错错误误因因为为只只有有分分子子力力做做功功,所所以以分分子子势势能能和和分分子子动动能能的的总总和和保保持持不不变变,E选项正确选项正确第六页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测第七页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测第八页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测(ii)当当把把阀阀门门K打打开开重重新新达达到到平平衡衡后后,由由于于右右侧侧上上部部分分气气体体要要充充入入左左侧侧的的上上部部,且且由由两两式式知知M1gM2g,打打开开活活塞塞后后,
6、左左侧侧活活塞塞降降至至某某位位置置,右右侧侧活活塞塞升升到到顶顶端端,气气缸缸上上部部保保持持温温度度T0等温变化,气缸下部保持温度等温变化,气缸下部保持温度T等温变化等温变化第九页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测第十页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测2(2013新新课课标标全全国国卷卷33)(1)关关于于一一定定量量的的气气体体,下下列列说说法正确的是法正确的是_A气气体体的的体体积积指指的的是是该该气气体体的的分分子子所所能能到到达达的的空空间间的的体体积积,而不是该气体所有分子体积之和而不是该气体所有分子体积之和B只只要要能能减减弱弱
7、气气体体分分子子热热运运动动的的剧剧烈烈程程度度,气气体体的的温温度度就就可以降低可以降低C在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零D气体从外界吸收热量,其内能一定增加气体从外界吸收热量,其内能一定增加E气体在等压膨胀过程中温度一定升高气体在等压膨胀过程中温度一定升高第十一页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测(2)如如图图7132,一一上上端端开开口口、下下端端封封闭闭的的细细长长玻玻璃璃管管竖竖直直放放置置玻玻璃璃管管的的下下部部封封有有长长l125.0 cm的的空空气气柱柱,中中间间有有一一段段长长为为l225.0 cm的
8、的水水银银柱柱,上上部部空空气气柱柱的的长长度度l340.0 cm.已已知知大大气气压压强强为为p075.0 cmHg.现现将将一一活活塞塞(图图中中未未画画出出)从从玻玻璃璃管管开开口口处处缓缓缓缓往往下下推推,使使管管下下部部空空气气柱柱长长度度变变为为l1 20.0 cm.假假设设活活塞塞下下推推过过程程中中没有漏气,求活塞下推的距离没有漏气,求活塞下推的距离图图7132 第十二页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测解解析析(2)以以cmHg为为压压强强单单位位,在在活活塞塞下下推推前前,玻玻璃璃管管下下部部空气柱的压强为空气柱的压强为p1p0p2设设活活塞塞下下推
9、推后后,下下部部空空气气柱柱的的压压强强为为p1,由由玻玻意意耳耳定定律律得得p1l1p1 l1 如图,设活塞下推距离为如图,设活塞下推距离为l,则此时玻璃管上部,则此时玻璃管上部空气柱的长度为空气柱的长度为l3l3l1l1l第十三页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测设此时玻璃管上部空气柱的压强为设此时玻璃管上部空气柱的压强为p2,则,则p2p1p2由玻意耳定律得由玻意耳定律得p0l3p2l3由由至至式及题给数据解得式及题给数据解得l15.0 cm答案答案(1)ABE(2)15.0 cm第十四页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测近近三三年年浙浙江
10、江卷卷的的试试题题都都是是由由一一小小一一大大组组成成的的,小小题题是是选选择择题题的形式大题是计算题的形式的形式大题是计算题的形式热点聚焦热点聚焦(1)分子动理论、物体的内能分子动理论、物体的内能(2)气体压强的计算气体压强的计算(3)气体实验定律的应用气体实验定律的应用(4)热力学定律的理解及应用热力学定律的理解及应用命题趋势命题趋势2014年年高高考考对对本本专专题题内内容容的的考考查查仍仍将将以以分分子子动动理理论论和和热热力力学学定律及气体状态方程应用为重点,以组合题形式出现定律及气体状态方程应用为重点,以组合题形式出现 第十五页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预
11、测测考向一分子动理论与气体实验定律的组合考向一分子动理论与气体实验定律的组合 第十六页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测第十七页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测第十八页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测第十九页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测(2)如如图图7133所所示示,两两端端开开口口的的U形形玻玻璃璃管管两两边边粗粗细细不不同同,粗粗管管横横截截面面积积是是细细管管的的2倍倍管管中中装装入入水水银银,两两管管中中水水银银面面与与管管口口距距离离均均为为12 cm,大大气气压压强强为为p07
12、5 cmHg.现现将将粗粗管管管管口口封封闭闭,然然后后将将细细管管管管口口用用一一活活塞塞封封闭闭并并将将活活塞塞缓缓慢慢推推入入管管中中,直直到到两两管管中中水水银银面面高高度度差差达达6 cm为为止止,求求活活塞塞下下移移的的距离距离(假设环境温度不变假设环境温度不变)图图7133 第二十页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测解解析析(1)选选项项A中中的的物物质质不不明明确确状状态态,若若是是气气体体,要要考考虑虑分分子子间间距距,则则选选项项A错错误误;布布朗朗运运动动观观察察到到的的是是悬悬浮浮颗颗粒粒的的无无规规则则运运动动,不不是是液液体体分分子子的的无无
13、规规则则运运动动,则则选选项项B错错误误;温温度度是是分分子子平平均均动动能能的的标标志志,则则选选项项C正正确确;两两分分子子间间距距增增大大,分子力可能增大,也可能减小,则选项分子力可能增大,也可能减小,则选项D错误错误第二十一页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测(2)设粗管中气体为气体设粗管中气体为气体1,细管中气体为气体,细管中气体为气体2.对粗管中气体对粗管中气体1:有:有p0L1p1L1 右侧液面上升右侧液面上升h1,左侧液面下降,左侧液面下降h2,有,有S1h1S2h2,h1h26 cm,得得h12 cm,h24 cm,L1 L1h1解得:解得:p190
14、cmHg对细管中气体对细管中气体2:有:有p0L1p2L2,p2p1h解得:解得:L2 9.375 cm因为因为hL1h2L2,解得:,解得:h6.625 cm答案答案(1)C(2)6.625 cm第二十二页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测应用气体实验定律的解题思路应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象选择对象即某一定质量的理想气体;即某一定质量的理想气体;(2)找找出出参参量量气气体体在在始始末末状状态态的的参参量量p1、V1、T1及及p2、V2、T2;(3)认识过程认识过程认清变化过程是正确选用物理规律的前提;认清变化过程是正确选用物理规律的前提;(4)列列出出
15、方方程程选选用用某某一一实实验验定定律律或或气气态态方方程程,代代入入具具体体数数值求解,并讨论结果的合理性值求解,并讨论结果的合理性.第二十三页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测【预测【预测1】(1)两两分分子子间间的的斥斥力力和和引引力力的的合合力力F与与分分子子间间距距离离r的的关关系系如如图图7134中中曲曲线线所所示示,曲曲线线与与r轴轴交交点点的的横横坐坐标标为为r0.相相距距很很远远的的两两分分子子在在分分子子力力作作用用下下,由由静静止止开开始始相相互互接接近近若若两两分分子子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是相距无穷远时分子势能为零,下列说法正
16、确的是()图图7134 第二十四页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测A在在rr0阶段,阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小做正功,分子动能增加,势能减小B在在rr0时时,分分子子间间作作用用力力表表现现为为引引力力,在在两两分分子子靠靠近近时时,引引力力做做正正功功,分分子子势势能能减减小小,分分子子动动能能增增大大,选选项项A正正确确;在在rr0时时,分分子子间间作作用用力力表表现现为为斥斥力力,在在两两分分子子靠靠近近时时,斥斥力力做做负负功功,分分子子势势能能增增大大,分分子子动动能能减减小小,选选项项B错错误误;在在rr0时时,引引力力和和斥斥力力相相等等,分
17、分子子力力为为零零,分分子子势势能能最最小小但但不不为为零零,分分子子动动能能最最大大,选选项项C正正确确,D错错误误;只只有有分分子子力力做做功功,分分子子势势能能和和分分子子动动能能之之和和保保持持不不变变,选选项项E正正确确第二十八页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测第二十九页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测水水银银柱柱移移动动过过程程中中,外外界界对对气气体体做做功功Wp0SL11050.410448102 J1.92 J,由由热热力力学学第第一一定定律律知知内内能能变变化化为为:UWQ1.92 J3 J1.08 J,即即内能增加内能增
18、加1.08 J.答答案案(1)ACE(2)291.2 K(或或18.2)内内能能增增加加增增加加1.08 J第三十页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测【预测【预测2】(1)根据分子动理论,对下列现象解释正确的是根据分子动理论,对下列现象解释正确的是_(填入正确选项前的字母填入正确选项前的字母)A花香袭人,说明分子永不停息地做无规则运动花香袭人,说明分子永不停息地做无规则运动B海绵容易压缩,说明分子间存在引力海绵容易压缩,说明分子间存在引力C滴进水中的红墨水迅速散开,说明分子间存在斥力滴进水中的红墨水迅速散开,说明分子间存在斥力D浑浊液静置后变澄清,说明分子间既有引力又有
19、斥力浑浊液静置后变澄清,说明分子间既有引力又有斥力第三十一页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测图图7136 第三十二页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测(3)现现在在轿轿车车已已进进入入普普通通家家庭庭,为为保保证证驾驾乘乘人人员员人人身身安安全全,汽汽车车增增设设了了安安全全气气囊囊,它它会会在在汽汽车车发发生生一一定定强强度度的的碰碰撞撞时时,利利用用叠叠氮氮化化钠钠(NaN3)爆爆炸炸时时产产生生气气体体(假假设设都都是是N2)充充入入气气囊囊,以以保保护护驾驾乘乘人人员员若若已已知知爆爆炸炸瞬瞬间间气气囊囊容容量量为为70 L,氮氮气气的
20、的密密度度1.25102 kg/m3,氮氮气气的的平平均均摩摩尔尔质质量量M0.028 kg/mol,阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数NA6.021023 mol1,试试估估算算爆爆炸炸瞬间气囊中瞬间气囊中N2分子的总个数分子的总个数N(结果保留一位有效数字结果保留一位有效数字)第三十三页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测解解析析(1)花花香香袭袭人人是是分分子子做做无无规规则则运运动动的的结结果果,选选项项A正正确确;海海绵绵容容易易压压缩缩是是因因为为海海绵绵有有许许多多小小孔孔,选选项项B错错;滴滴进进水水中中的的红红墨墨水水迅迅速速散散开开说说明明分分子子永永不不停
21、停息息地地做做无无规规则则运运动动,选选项项C错错;浑浑浊浊液液静静置置后后变变澄澄清清是是因因为为颗颗粒粒受受重重力力作作用用下下沉沉,选选项项D错错第三十四页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测答案答案(1)A(2)ab增大增大(3)21026个个第三十五页,讲稿共六十六页哦真题与定真题与定位位考向与预考向与预测测考向二热力学定律、内能与气体实验定律的组合考向二热力学定律、内能与气体实验定律的组合1.热力学第一定律:热力学第一定律:UQW2在在热热力力学学第第二二定定律律的的表表述述中中,“自自发发地地”、“不不产产生生其其他他影影响响”的的涵涵义义(1)“自自发发地
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