[精品]专题 气体的状态参量《分子热运动》

[精品]专题 气体的状态参量《分子热运动》 专题三 气体的状态参量及关系 ? 基础知识落实 ? 51(1atm= 1.01×10 p= 76 cmHg～相当于 10.3 m高水柱所产生的压强。a 2(气体的状态参量有:(p、V、T) ?压强(p):封闭气体的压强是大量分子对器壁 撞击 的宏观表现～其决定因素有: ,1, 温度 ,,2, 单位体积内分子数 。 336?体积(V):1m= 10 l= 10 ml 。 ?热力学温度T= t + 273.15 。 3(一定质量的理想气体的体积、压强、温度之间的关系是: PV/T=常数 ～克拉珀珑方程是: PV/T=RM/μ 。 4(理想气体分子间没有相互作用力。注意:一定质量的某种理想气体内能由 温度 决定。 知识点一、气体的状态参量, 1、气体分子模型, ,1,.分子距离r，10r 0 ,2,.分子力很微弱 ,3,.分子做热运动 >10r>10r00,4,.气体体积为容器的容积 【释例1】 【解析】 【点评】 2、气体分子运动的特点, ,1,气体分子间距离较大～气体分子可看成无大小的质点, ,2,分子间作用力很微弱～理想气体分子间作用力为零～无分子势能, ,3,气体分子除相互碰撞或跟器壁碰撞外不受力的作用～可在空间自由移动～充满所达到的空间～故气体无一定形状～也无一定体积( ,4,大量气体分子的热运动中～分子朝各个方向运动的机会均等～即气体分子沿各个方向运动的数目是相等的( ,5,大量气体分子的热运动中～分子速率按一定规律分布～呈现“中间多～两头少”,当温度升高时～速率小的分子数减少～速率大的分子数增加～仍然是“中间多～两头少”～只是分子的平均速率增大了( ,6,气体分子运动的速度一般为几百米每秒。 【释例1】,2010福建理综?28,1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标υ表示分子速率，纵坐标f(υ)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是 D 。(填选项前的字母) 【解析】图像突出中间多两边少的特点～选D。 【点评】 【释例2】通过大量实验可以得出一定种类的气体在一定温度下，其分子速率的分布情况，下表为0?时空气分子的速率分布，图为速率分布图线。由图可知 ( ABD ) 速率间隔分子数的大约比例 (m/s) (ΔN/N) ΔN/N 0.25100以下 0.01 100-200 0.08 0.20 200-300 0.15 0.15 300-400 0.20 0.10400-500 0.21 0.05500-600 0.17 0.00 600-700 0.10 v(m/s) 700以上 0.08 100以下A(速率特别大的分子与速率特别小的分子都比较少 100-200B(在400-500m/s这一速率间隔中分子数占的比例最大 200-300C(若气体温度发生变化将不再有如图所示“中间多，两头少”的规律 300-400D(当气体温度升高时，并非每个气体分子的速率均增大，而是速率大的气体分子所占的比例增大，400-500 500-600使得气体分子平均速率增大。 600-700【解析】 700以上 点评】【 3、气体的状态参量, ,1,(气体的状态:气体的各种性质的总和称为气体的状态～对于气体～它有各种性质～如几何性质、力学性质、热学性质等(这些性质的总和决定了气体所处的状态( ? 气体的热学性质用温度来描述, ? 几何性质用体积来描述, ? 力学性质用压强来描述( ,2,(气体的状态参量:描述气体性质的物理量叫做气体的状态参量( 气体的温度、体积、压强是描述气体性质的三个状态参量( 4、温度,T,,——描述气体的热学性质 ,1,从宏观上:温度是表示物体冷热程度的物理量, 从微观上:温度是物体分子平均动能的标志( ,2,测量:用温度计来测量( ,3,温标:温度的数值表示法( ? 摄氏温标:摄尔萨斯和施勒默尔提出摄氏温标是以一个大气压下冰水混合的温度为0度～水沸腾时的温度为100度～把0到100之间分100等份而得到～每一等份为1摄氏度,1?,(用摄氏温标表示的温度叫摄氏温度(符号为t(单位为摄氏度,?,( ? 热力学温标:19世纪英国物理学家开尔文提出一种与测温物质无关的温标～叫热力学温标或绝对温标(用热力学温标表示的温度叫热力学温度(用符号T表示(单位是开尔文～简称开～符号K( 规定,273.15?为零开～每1开等于1?～通常用T表示～单位为开尔文,k,( 热力学温度是国际单位制中七个物理量之一～因此它的单位属基本单位( 利用热力学温标的主要意义在于:可简化热力学方面的公式( 明确了绝对零度,零开,是低温的极限～只能无限接近～不能达到( ? 两种温标的关系:T=t+273.15k ,?T,?t. 一般题目所给的温度都为摄氏温度～但计算时一般用热力学温度～最后结果应转化为摄氏温度( 【释例1】关于热力学温标的说法，哪些是正确的〖 AC 〗 0A、热力学温标的零度是,273C，叫绝对零度 B、气体温度趋近绝对零度时其体积为零 C、热力学温度的每1度温度大小跟摄氏温度的每1度温度大小相同 D、热力学温度升高1度大于摄氏温度升高1度 【解析】常说温标有两种表示:热力学温标和摄氏温标两种～两种温标的零度规定不同～但在0到 100之间都划分成100等分～故ΔT=Δt。 任何物体的温度不可能达到0k～因为它是温度的极限。 【点评】 【释例2】下列关于温度的一些叙述，不正确的是〖 A 〗 A.理论上讲温度可以低于0k，技术上尚未实现 B.温度是表示物体冷热程度的物理量 C.温度是物体分子平均动能的标志 D.温度可以用摄氏温标表示，也可以用热力学温标表示 【解析】 【点评】 5、体积,V,——描述气体的几何性质 ,1,气体的体积:就是指气体分子所充满的容器间体积～即为容器的容积,用符号V表示( ,2,这个容积不是分子本身的体积之和, ? 气体分子之间是有空隙的。 ? 气体分子的体积是指分子平均占据的空间。 ,3,容积变化～气体的体积也随之变化( 33333363,4,体积的单位有:m、dm,升,、cm,毫升,等～它们间的换算关系为:1m=10dm=10cm ,5,在标准状况下～1mol任何气体的体积都是22.4L。 ,6,若气体封闭在粗细均匀的容器中～体积通常可用其长度来表示～但切勿误认为长度单位就是体积的单位( 【释例1】下列说法正确的是( D ) A.一定质量的气体的体积是不变的 B.气体的体积等于所有气体分子的体积之和 C.气体的温度升高，所有气体分子热运动的动能都增大 D.封闭容器内气体对各个方向的压强大小相等 【解析】 【点评】 【释例2】,2009浙江自选模块?14,一位质量为60 kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将这4只气球 以相同的方式放在水平放置的木板上，在气球的上方放置一轻质塑 料板，如图所示。 (2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，球内 气体温度可视为不变。下列说法正确的是( BD ) A.球内气体体积变大 B.球内气体体积变小 C.球内气体内能变大 D.球内气体内能不变 【解析】 【点评】 6、压强,p,,——描述气体的力学性质 FP,,1,压强:气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强～用符号p表示(S 数值上等于单位时间内器壁单位面积上受到气体分子的总冲量。 ,2,产生原因:它是由大量气体分子在热运动中频繁地碰撞器壁～形成对器壁各处均匀的持续的压力而产生的, ,3,决定因素: ? 宏观上决定于气体的温度T和体积V。 ? 压强的确定: ? 对于密封在某个容器内的气体来说～各部分的压强是处处相等的( ? 对于被液体封闭在某个容器中的气体来说～气体的压强要通过与液体交界面处某点液体的压强来确定( ? 对于被活塞封闭在容器中的气体来说～一般要取活塞为研究对象～进行受力分析～而把气体压强对活塞的压力作为所受外力中的一个～通过计算确定出气体的压强( ? 对于处在加速运动的容器中的气体～无论是被活塞还是液柱密封～都要把活塞或液柱作为研究对象～进行受力分析～把气体压强对活塞或液柱的压力作为所受外力中的一个～利用牛顿运动定律通过计算确定出气体的压强( ? 一定气体的压强大小～微观上决定于气体的密度和气体分子的平均动能, 气体压强公式的推导: 设单位体积内的分子数为n～气体分子的平均速率为v. 0 选择以单位面积的器壁为底～以单位时间分子运动的距离v为高的柱体内的分子为对象. 柱体体积为v,柱体内的分子数为n v, 0 某时刻与某个平面撞击的分子数目为:N/6～在单位时间内与器壁碰撞的分子数为n V/6 ,0 与器壁碰撞的分子动量改变为?P = m v –(- m v ) = 2 m v 器壁受到分子的冲力F为 F = ?P/t = 2 m v 00 2 在单位时间内器壁受到分子的冲力F为 F = n V/6× 2 m v= nm v/3 00 2F,t,2nm, 此即为气体分子对器壁的压强 P = nm v/3 . , 0 ,4,压强的单位有:P、atm、cmHg、mmHg等～它们间的换算关系为: a 251=Pa=1N/m 1atm=76cmHg=760mmhg=1.013×10Pa,1 mmHg = 133.33 Pa ,5,强调: ? 气体对容器的压强和器壁给予气体的压强是相等的～因此在很多情况下～只要直接计算外界加于气体的压强～就可以知道气体本身的压强( ? 在开口的容器中～不管气体温度如何变化～气体的压强总是等于该地的大气压强( ? 在确定液体内部的气体的压强时～必须计算液面上的大气压强(P=P+ρgh 或 P=P-ρgh(00 ? 凡遇到压强相加或相减时～应注意统一单位( ? 一般情况下不考虑气体本身的重量～气体中各处向各个方向的压强大小都相等. ? 但大气压在宏观上可以看成是大气受地球吸引而产生的重力而引起的。,例如在估算地球大气的总重量时可以用标准大气压乘以地球表面积。, 【释例1】关于密闭容器中气体的压强，下列说法中正确的是( ) A、是由气体受到的重力所产生的 B、是大量气体分子频繁地撞击容器所产生的 C、压强的大小只决定于气体质量的大小 D、容器运动的速度越大，气体的压强也就越大 【解析】 【点评】 【释例2】已知大气压强为pcmHg，一端开口的玻璃管内封闭一部分气体，管内水银柱高度为h cm，(或0 两边水银柱面高度差为h cm)，玻璃管静止，求下列图中封闭理想气体的压强各是多少, 【解析】将图中的水银柱隔离出来做受力分析,?中取与管内气体接触的水银面为研究对象做受力分析( 本题的所有试管的加速度都为零(所以在?中:G=N～pS=PS,在?图中:pS+G=pS～pS+ρghS=pS～000取cmHg(厘米汞柱)为压强单位则有:p= p+h,同理～图?中试管内气体的压强为:p= p-h,采用正交分00解法解得:图?中:p= p+hsinθ,图?中:p=p-hsinθ,图?中取高出槽的汞柱为研究对象～可得到:00 p= p-h,图?中取与管内气体接触的水银面,无质量,为研究对象:pS+ρghS=pS～p= p+h000 【点评】,1,确定封闭气体压强主要是找准封闭气体与水银柱,或其他起隔绝作用的物体,的接触面～利 用平衡的条件计算封闭气体的压强( ,2,封闭气体达到平衡状态时～其内部各处、各个方向上压强值处处相等( ,3,液体压强产生的原因是重力 ,4,液体可将其表面所受压强向各个方向传递( 【例题3】,1995上海物理?6,两个半球壳拼成的球形容器内部已抽成真空，球形容器的半径为R，大气压强为p，为使两个半球壳沿下图中箭头方向互相分离，应施加的力F至少为〖 C 〗 22A(4πRP B(2πRP 22C(πRP D(πRP 【解析】该题是等效法与物体平衡的综合分析过程。设想从球的中间分开～大气对半球的压力与F平衡。 2等效为大气对圆面积为πR的压力与F平衡。 【点评】 【释例4】两个完全相同的圆柱形密闭容器，如图所示，甲中装有与容器等体积的水，乙中充满空气，试问:(1)两容器各侧壁压强的大小关系及压强大小决定于哪些因素, (2)若两容器同时做自由落体运动，容器侧壁所受压强将怎样变化, 乙 甲 【解析】,1,对于甲容器～上壁压强为零～底面压强最大～侧壁压强自上而下由小变大其大小决定于深度～对于乙容器各处器壁上的压强均相等～其大小决定于气体分子的温度和气体分子的密度。 ,2,甲容器做自由落体运动时～处于完全失重状态～器壁各处的压强均为零,乙容器做自由落体运动时～气体分子的温度和气体分子的密度不变～所以器壁各处的压强不发生变化。 【点评】要分析、弄清液体压强和气体压强产生的原因是解决本题的关键。 【释例5】,2009浙江自选模块?14,一位质量为60 kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示。 (1)关于气球内气体的压强，下列说法正确的是( AD ) A.大于大气压强 B.是由于气体重力而产生的 C.是由于气体分子之间的斥力而产生的 D.是由于大量气体分子的碰撞而产生的 【解析】 【点评】 (3) 为了估算气球内气体的压强，这位同学在气球的外表面涂上颜 料，在轻质塑料板面和气球一侧表面贴上间距为2.0 cm的方格纸。 表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的“印迹”如图所示。若 52表演时大气压强为1.01310Pa，取g=10 m/s，则气球内气体的， 压强为 Pa。(取4位有效数字) 气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”，这一“印迹”面积与方格纸上留下的“印迹”面积存在什么关系, 5【解析】1.053×10Pa 面积相同 【点评】 6 -3【例题6】,2008全国理综I?19,已知地球半径约为6.4×10m，空气的摩尔质量约为29×10 kg/mol, 510一个标准大气压约为1.0× Pa。利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为( B ) 163183A.4×10 m B.4×10 m 203223C.4×10 m D.4×10 m mgmgP,,【解析】大气压是由大气重量产生的。大气压强～带入数据可得地球表面大气质量:2S4,R 18m= 5.2×10kg。 -33标准状态下1mol气体的体积为v=22.4×10m～故地球表面大气体积为: 18m5.2，10,3183V,V,，22.4，10,4，10m～B对。 0,3M29，10A 【点评】 如图13为医院为病人输液的部分装置，图中A为输液瓶，B为滴壶，C为进气管，与大气相通。则在输液过程中(瓶A中尚有液体)，下列说法正确的是( ) ?瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大; A ?瓶A中液面下降，但A中上方气体的压强不变; C B 图13 ?滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小; ?在瓶中药液输完以前，滴壶B中的气体压强保持不变 A.?? B.?? C.?? D.?? 分析与解:进气管C端的压强始终是大气压p，设输液瓶A内的压强为p，可以得到p= p-ρgh，因此0AA0p将随着h的减小而增大。滴壶B的上液面与进气管C端的高度差不受输液瓶A内液面变化的影响，因A 此压强不变。选B。 知识点二、气体的状态及状态变化, 1、状态及状态变化——对应关系, ,1,状态:对一定质量的气体来说～如果温度、体积和压强都不变～我们就说气体处于一定的状态中( ,2,状态变化:如果气体的状态参量发生变化～我们就说气体的状态发生了变化( ,3,强调:一定质量的气体发生状态变化时～至少有两个状态参量发生变化～不可能只有一个状态参量变～而其他两个状态参量不变～这一章的后面就是研究气体在发生状态变化时～状态参量之间的关系( 2、理想气体, ,1,严格遵守气体实验定律的气体。 ,2,微观模型: ? 分子本身的大小与分子间距离相比忽略不计。 ? 除碰撞的瞬间外～分子之间没有相互作用。 ? 具有分子动能而无分子势能～内能由温度和气体物质的量决定。 4、气体的压强、温度、体积间的关系, ,1,一定质量的气体～其分子数密度由体积决定(分子平均动能由温度决定( ,2,压强与体积: ,3,压强与温度: ,4,压强与温度: PV5、处理气体压强、温度、体积间的关系时经常使用状态方程, ,CT 【释例1】钢瓶内装有高压气体，打开阀门高压气体迅速从瓶口喷出，当内外气压相等时立即关闭阀门。过一段时间后再打开阀门，问会不会再有气体喷出, 【解析】第一次打开阀门气体高速喷出～气体迅速膨胀对外做功～但来不及吸热。由热力学第一定律可知～气体内能减少～导致温度突然下降。关闭阀门时～瓶内气体温度低于外界温度～但瓶内压强等于外界气体压强。过一段时间后～通过与外界热交换～瓶内温度升高到和外界温度相同～而瓶的体积没变～故而瓶内气体压强增大。因此～再次打开阀门～会有气体喷出。 【点评】此题有两个过程～第一次相当于绝热膨胀过程～第二次是等容升温。 00【变式】一房间内，上午10时的温度为15C，下午2时的温度为25C，假定大气压无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的( ) A(空气密度增大 B(空气分子的平均动增大 C(空气分子速率都增大 D(空气质量增大 【解析】由于房间与外界相通～外界大气压无变化～因而房间内气体压强不变。但温度升高后～体积膨胀～导致分子数密度减小。所以～房间内空气质量减少～空气分子的平均动增大。但并非每个分子速率都增大～因为单个分子的运动是无规则的。答案B是正确。 【点评】本题要求学生正确理解题意～弄清温度变化对分子运动的影响。 【释题2】,2005江苏物理?9,分别以p、V、T表示气体的压强、体积、温度，一定质量的理想气体，其初始状态表示为(p、V、T)。若分别经历如下两种变化过程: 000 ? 从(p、V、T)变为(p、V、T)的过程中，温度保持不变(T=T); 00011110 ? 从(p、V、T)变为(p、V、T)的过程中，既不吸热，也不放热( 000222 在上述两种变化过程中，如果V=V>V，则( A ) 120 A、p >p，T> T B、p >p，T< T C、p T1212121212121212 【解析】在?中,由热一律, ΔE=W+Q Q=0 W<0 ?ΔE<0 T< T = T 即 T >T 20112 由气态方程 pV/T=pV/T V =V T >T 1112221212 ? p > p 12 【点评】 1 题型 压强的计算, ? 方法指导 ? 一、宏观压强表达式, 1、几种常见情况的压强计算: ,1,、液体封闭的气体压强的确定: ? 平衡法: ? 取等压面法: ,2,、固体,活塞或汽缸,封闭的气体压强的确定: ,3,、加速运动系统中封闭的气体压强的确定: 2、宏观上:由气体的体积和温度决定, 二、微观压强表达式, 1、微观上:由单位体积分子数n和分子平均速度决定, P,n，2m,2、 ? 解题示范 ? 一、液体封闭的气体压强的确定, 【例题1】如图所示的(甲)、(乙)、(丙)、(丁) 中玻璃管中都灌有水银，分别求出四种情况被封闭气体A的压强(设大气压强为76cmHg) 【解析】在图(甲)中～对C点～向下的压强为p=p+5,而C点向上的压强根据连通器的原理知等于大气压CA 强p～ 0 所以p=p-5=76-5=71cmHg. A0 在图(乙)中对C点～由连通器原理得向下的压强p=p+10,而C点向上的压强就是大气压强p～CA0 所以p=p-10=76-10=66cmHg. A0 在图(丙)中对C点～斜向下的压强p=p+10sin30?～而C点向上的压强就是大气压强p～CA0 所以p=p-10sin30?=76-,=,,cmHg. A0 在图(丁)中对C点～由右侧管得向下的压强为p=p+h～而C点向上的压强由连通器原理可知等于左侧C02 管中部分气柱的压强～其大小为p+h～ 1A 所以p+h=p+h～p=p+h-h. A102A021 【点评】计算气体压强的方法主要有: (1)利用液体产生压强p=h(平衡时)和传递压强知识计算, (2)取封闭气体的一段液柱或活塞为研究对象.通过受力分析～根据受力平衡或牛顿第二定律求解。 【例题2】,2006上海物理?9,如图所示，竖直放置的弯曲管A端开口，B端封闭，密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h、h和h，则B端气体的压强为(已知大气压强为P)( B )0123 A.P-ρg(h，h-h) 0123 B.P-ρg(h+h) 013 C.P-ρg(h+h- h ) 0132 D.P-ρg(h，h) 012 【解析】求B端气体的压强～要从管口开始依次向里进行分析.中间密封气体的压强P等于外界大气压P0和h高的液柱产生的压强差～即:P=P-ρgh～而B端气体的压强P等于中间气体的压强和h高的液柱3B031产生的压强差～即:P=P-ρgh～由上两式可得:P= P-ρg,h+h, 113BB0 【点评】 【例题3】,2007上海物理?11,如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U型玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变大的原因是( ACD ) h A(环境温度升高 B(大气压强升高 C(沿管壁向右管内加水银 D(U型玻璃管自由下落 【解析】 【点评】 【例题4】,2008上海物理?13,如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则( ) A、弯管左管内外水银面的高度差为h B、若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大 C、若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升 D、若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升 【解析】封闭气体的压强等于大气压与水银柱产生压强之差～故左管内外水银面高度差也为h～A对, 弯管上下移动～封闭气体温度和压强不变～体积不变～B错C对, 环境温度升高～封闭气体体积增大～则右管内的水银柱沿管壁上升～D对。 【点评】 【例题5】,2010上海物理?10,如图所示，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h，若温度保守不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则( ) A、h、l均变大 B、h、l均变小 C、h变大l变小 D、h变小l变大 【解析】根据Pl=c～l变大～P变小～根据P=P-ρgh～h变大～选D。 0 本题考查气体状态方程。难度:中等。 【点评】 【例题6】如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图，在输液过程中( AC ) A、A瓶中的药液先用完 B、B瓶中的药液先用完 C、随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大 D、随着液面下降，A瓶内C处气体压强保持不变 【解析】 【点评】 【例题7】如图所示为一种测定“肺活量”(标准大气压下人一次呼出气体的体积)的装置，A为开口薄壁圆筒，排尽其中的空气，倒扣在水中。测量时，被测者尽力吸足空气，再通过B管用力将气体吹入A中，使A浮起。设整个过程中呼出气体的温度保持不变。 (1)呼出气体的分子热运动的平均动能 (填“增大”、“减小”或“不变”). (2)设圆筒A的横截面积为S，大气压强为p，水的密度为ρ，桶底浮出水面的高度为0 h，桶内外水面的高度差为Δh，求被测者的“肺活量”。 【解析】(1)不变 (p，,g,h)(h，,h)S0(2) p0 【点评】 【例题8】如图所示装置是医生给病人输液用的普通输液器。在输液时，A管与空气相连，B管下面连接一小容器C，然后再用皮管连接到注射器，溶液沿皮管下流到容器C中被隔断(C内有少量的空气)，并以液滴形式下滴，再经皮管和注射器进入人体。试分析: (1)容器C的作用. (2)设输液瓶口到注射针头D的平均高度h为70 cm，人体血管内血液的平均压强约为一个大气压，普通人注射用针头的内径为0.3 mm，并假设液体流动时，所受粘滞等阻力为 2重力的1/2，试估算注射500 mL盐水所需的时间(g取10 m/s) 【解析】(1)用来观察输液的快慢 (2)45分钟 【点评】 二、固体,活塞或汽缸,封闭的气体压强的确定, 【例题1】如图所示所示，固定在水平地面上的气缸内封闭着一定质量的气体，活塞与气缸内壁接触光滑 2且不漏气，活塞的横截面积S=100cm，受到F=200N水平向左的推力而平衡，此时，缸内气体对活塞的平1 均压力为F=1200N，则缸内气体的压强p= Pa，缸外大气压强p= Pa。20 【解析】选择活塞作为研究对象～分析受力～如图所示～在竖直方向～活塞受重力和气缸的弹力平衡～在水平方向～活塞受到向左的推力F和大气压力1 F～向右受到被封闭气体的压力F. 02 根据压强的定义～缸内气体压强 -45 p=F/S=1200/(100×10)Pa=1.2×10Pa. 2 由活塞受力平衡得F=pS+ F. 201 大气压强:p=(F-F)/S 021 -45 =(1200-200)/(100×10)Pa=1.0×10Pa. 【点评】 【例题2】,1994全国卷?11,如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置。金属圆板A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M。不计圆板与容器内壁之间的摩擦。若大气压强为p，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p等于0 ( D ) A、p+(Mgcosθ)/s 0 B、(p/cosθ)+[Mg/(scosθ)] 0 2C、p+(Mgcosθ)/s 0 D、p+(Mg/s) 0 【解析】 【点评】 【例题3】如图所示，一气缸竖直放置，气缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定量的理想气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气体处于平衡状态。现保持温度不变把气缸稍微倾斜一点，在达到平衡后，与原来相比，则( ) A、气体的压强变大 B、气体的压强变小 C、气体的体积变大 D、气体的体积变小 【解析】由活塞的受力分析可知,开始封闭气体的压强 P=P-mg/s,而气缸稍微倾斜一点后～ 10 封闭气体的压强P=P-mgcosθ/s , 20 由于P,P～而温度不变～由气态方程～ 12,, 2,, ,则V,V～故AD正确( 21 θ 【点评】 ,, 0mg ,, 0mg 【例题3】1679年法国物理学家帕平发明了高压锅，高压锅与普通铝锅不同，锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧，加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈，所以锅盖与锅体之间不会漏气，在锅盖中间有一排气孔，上面再套上类似砝码的限压阀，将排气孔堵住。当加热高压锅，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，这时蒸汽就从排气孔向外排出。 由于高压锅内的压强大，温度高，食物容易煮烂.若已知某高压锅的限压阀质量为0.06kg，排气孔直径为0.3cm，则锅内气体的压强最大可达多少?设压强每增加3.6×10,Pa，水的沸点相应增加1?，则锅 5内的最高温度可达多高?(取大气压强p=10Pa) 0 【解析】锅内气体压强增加到一定程度时～气体就把限压阀顶起来～此时锅内 气体的压强最大: 锅内的最大压强为:p=p+mg/S～ 0 2且有S=,d/4～ 5代入数据解得:p=1.83×10Pa. ,由于压强每增加约3.6×103Pa～水的沸点相应增加1?～以10Pa时水的沸点为100?～可求得1.83 5×10Pa时水的沸点: 5 t=100+(1.83-1)×10/(3.6×103)=123?. 【点评】 三、加速运动系统中封闭的气体压强的确定, 【例题1】如图所示，很长的玻璃直管内用长h=0.2m的水银柱封闭着一定质量的气体，设外界大气压为 5p=1.0×10Pa，当玻璃管开口向上沿动摩擦因数为的斜面自由下滑时，被,,3/60 封闭气体的压强是多少? 【解析】因为,,tan？,?～所以玻璃管会沿斜面加速下滑～被封闭的气体体积与压强均发生变化～直至水银柱与玻璃管获得相同的加速度～二者保持相对静止为止. 以玻璃管和水银柱为研究对象～其受力如图(甲)所示～设总质量为M～由牛顿第二定律列出: Mgsin,-,Mgcos,,Ma ? 再以水银柱为研究对象～设其质量为m～横截面积为S～密度为ρ～则m=ρSh,受力情况如图(乙)所示～由牛顿第二定律得: ,hSgsin,，pS-pS=,has ? 0 联立?、?解得: , p= p+ 1/4,gh = 1.066×10Pa. 0 【点评】 【例题2】如图所示，粗细均匀的试管，横截面积为S，质量为m的活塞可在其内部无摩擦地滑动，它封闭了一段气柱。现使试管在水平面内以角速度ω绕轴OO′匀速转动，此时活塞和转轴的距离为L。活塞不漏气，运动中封闭气体的温度不变，大气压强为p，则此时封闭气体的压强为多少? 0 2mL,p【解析】, 0S 【点评】 2 题型 气体的状态及其变化, ? 方法指导 ? ? 解题示范 ? 【例题1】(2000全国高考?)对于一定量的理想气体，下列四个论述中正确的是〖 〗 A(当分子热运动变剧烈时，压强必变大 B(当分子热运动变剧烈时，压强可以不变 C(当分子间的平均距离变大时，压强必变小 D(当分子间的平均距离变大时，压强必变大 【解析】一定质量理想气体的压强是由温度和分子密度共同决定的～也可以说是由分子热运动的剧烈程度和分子间的平均距离共同决定的(在这两个影响气体压强的因素中～若仅告知其中某一个因素的变化情况～而另一个因素的变化情况不知道～就不能确定气体压强的变化情况～故上述的四个选项中只有B是正确的( 【点评】 【例题2】(2004江苏物理?5)甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p、 p ，且p< p , 则( BC ) 甲乙甲乙 A.甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度 B.甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度 C.甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能 D.甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能 【解析】 【点评】 【例题3】,2005天津理综?14,下列说法中正确的是( A ) A、一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大 B、一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大 C、气体压强是由气体分子间的斥力产生的 D、在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强 【解析】 【点评】 【例题4】,2005广东物理?4,封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是( BD ) A、气体的密度增大 B、气体的压强增大 C、气体分子的平均动能减小 D、每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 【解析】 【点评】 【例题5】,2006全国理综??21,对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则 ( C ) A(当体积减小时，N必定增加 B(当温度升高时，N必定增加 C(当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化 D(当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变 【解析】 【点评】 【例题6】,2009全国卷??14,下列说法正确的是( A ) A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量 C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小 D. 单位面积的气体分子数增加，气体的压强一定增大 【解析】本题考查气体部分的知识.根据压强的定义A正确,B错, 气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低,但不能说明压强也一定减小,C错, 单位体积的气体分子增加,但温度降低有可能气体的压强减小,D错, 【点评】 3 题型 气体的状态与内能变化的关系, 【例题1】对一定质量的理想气体，下列说法正确的是〖 〗 A(压强增大，体积增大，分子的平均动能一定增大 B(压强减小，体积减小，分子的平均动能一定增大 C(压强减小，体积增大，分子的平均动能一定增大 D(压强增大，体积减小，分子的平均动能一定增大 【解析】温度是分子平均动能的标志(根据理想气体状态方程可如PV/T恒量～当P增大、V也增大时～T一定增大～分子的平均动能也一定增大～故选项A正确( 当P减小～V也减小时～T一定减小～分子的平均动能也一定减小～故选项B错误( 当P增大、V减小或P减小、V增大时～T不一定增大～分子的平均动能的变化情况也就无从判断～故选项C(D不正确( 【点评】温度是分子平均动能的标志～这是一个非常重要的结论(由于理想气体分子之间没有相互作用力～分子势能为零(因而对于同种理想气体来说～温度是内能的标志(根据气体温度的变化就能确定分子内能的变化情况(在高考中有可能出现根据气体状态变化情况判断做功或内能变化情况的问题～应对此

内容

财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容

加以注意( 【例题2】,2005全国理综??16,对于一定量气体，可能发生的过程是( AC ) A(等压压缩，温度降低 B(等温吸热，体积不变 C(放出热量，内能增加 D(绝热压缩，内能不变 PV,C【解析】利用来解决。 T 【点评】 【例题3】,2005全国理综??19,一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中( D ) A(外界对气体做功，气体分子的平均动能增加 B(气体对外界做功，气体分子的平均动能增加 C(外界对气体做功，气体分子的平均动能减少 D(气体对外界做功，气体分子的平均动能减少 【解析】 【点评】 【例题4】,2006四川理综?19,对一定质量的气体，下列说法中正确的是( BD ) A.温度升高，压强一定增大 B.温度升高，分子热运动的平均动能一定增大 C.压强增大，体积一定减小 D.吸收热量，可能使分子热运动加剧、气体体积增大 【解析】气体的压强由温度和单位体积内的分子数决定～A错、C错, 温度是分子平均动能的标志～B对, 利用热力学第一定律可知～如果吸收的热量比对外做的功多～则内能增大～气体体积增大～D对。 【点评】 【例题5】,2006全国卷I?18,下列说法中正确的是( D ) A.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大 B.气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大 C.压缩一定量的气体，气体的内能一定增加 D.分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大 【解析】气体的压强由温度和单位体积内的分子数决定～A错、B错, 利用热力学第一定律可知～如果外界对气体做的功比放出的热量少～则内能减小～C错, 当分子里为零～速度最大～动能最大～D对。 【点评】 【例题6】,2006重庆理综?16,如题图，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被掩没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小( C ) A.从外界吸热 B.内能增大 C.向外界放热 D.内能减小 【解析】 【点评】 【例题7】,2006江苏物理?7,下列说法正确的是( AD ) A(气体的温度升高时，并非所有分子的速率都增大 B(盛有气体的容器作减速运动时，容器中气体的内能随之减小 C(理想气体在等容变化过程中，气体对外不做功，气体的内能不变 D(一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大 【解析】 【点评】 【例题8】,2007全国理综??16,如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸之间无摩擦。a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温 0(27C)中达到的平衡状态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能，下列说法正确的是( AC ) A、与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多 B、与a态相比，b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大 C、在相同时间内，a、b两态的气体分子对活塞的冲量相等 D、从a态到b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体对外界释放了热量 【解析】 【点评】本题的关键是抓住状态I和状态II的压强相等。 【例题9】,2007全国理综??14,对一定量的气体，下列说法正确的是( A ) A、在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外界做功 B、在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功 C、在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加 D、在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变 【解析】 【点评】 【例题10】,2008重庆理综?16,地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交热忽略不计。已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)( C ) A.体积减小，温度降低 B.体积减小，温度不变 C.体积增大，温度降低 D.体积增大，温度不变 【解析】本题考查气体的有关知识～本题为中等难度题目。随着空气团的上升～大气压强也随着减小～那么空气团的体积会增大～空气团对外做功～其内能会减小～因为不计分子势能～所以内能由其温度决定～则其温度会降低。所以空气团的体积增大、温度降低、压强减小。 【点评】 【例题11】,2008全国理综II?14,对一定量的气体， 下列说法正确的是( BC ) A(气体的体积是所有气体分子的体积之和 B(气体分子的热运动越剧烈， 气体温度就越高 C(气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的 D(当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少 【解析】气体分子距离远大于分子大小～所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和～A项错, 温度是物体分子平均动能的标志～是表示分子热运动剧烈程度的物理量～B项正确, 气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的～C项正确, 气体膨胀～说明气体对外做功～但不能确定吸、放热情况～故不能确定内能变化情况～D项错。 【点评】 【例题12】,2008海南理综?17,下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( BCE ) A(气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故 B(一定量100?的水变成100?的水蒸汽，其分子之间的势能增加 C(对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 D(如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大 E(一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和 F(如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加 【解析】A错误之处在于气体分子是无规则的运动的～故失去容器后就会散开, D选项中没考虑气体的体积对压强的影响, F选项对气温升高～分子平均动能增大、平均速率增大～但不是每个分子速率增大～对单个分子的研究是毫无意义的。 【点评】 【例题13】,2009全国理综I?14,下列说法正确的是( A ) A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量 C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小 D. 单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大 【解析】本题考查气体部分的知识.根据压强的定义A正确,B错.气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低,但不能说明压强也一定减小,C错.单位体积的气体分子增加,但温度降低有可能气体的压强减小,D错. 【点评】 【例题14】,2009广东物理?13,(1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃。随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法。“钻木取火”是通过 方式改变物体的内能，把 转变为内能。 (2)某同学做了一个小实验:先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密的套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示。这是因为烧瓶里的气体吸收了水的 ，温度 ，体积 。 答案:,1,做功～机械能,(2)热量～升高～增大 【解析】做功可以增加物体的内能, 当用气球封住烧瓶～在瓶内就封闭了一定质量的气体～当将瓶子放到热水中～瓶内气体将吸收水的热 PV量～增加气体的内能～温度升高～由理气方程可知～气体体积增大。 ,CT 【点评】 【例题15】,2010上海理综?6,民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上。其原因是，当火罐内的气体( B ) A(温度不变时，体积减小，压强增大 B(体积不变时，温度降低，压强减小 C(压强不变时，温度降低，体积减小 D(质量不变时，压强增大，体积减小 【解析】 【点评】 【例题16】,2010广东理综?15,如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气( B ) A、体积不变，压强变小 B、体积变小，压强变大 C、体积不变，压强变大 D、体积变小，压强变小 【解析】由连通器原理知:对同一液面压强相同:P= P+P,P为大气压,P增加因而P增加～由气0水0水气PV=nRT得体积减小～选B。 【点评】 【例题17】一定质量的理想气体处于平衡状态I，现设法使其温度降低而压强升高，达到平衡状态II，则〖 C 〗 A(状态I时气体的密度比状态II时的大 B(状态I时分子的平均动能比状态II时的小 C(状态I时分子间的平均距离比状态II时的大 D(状态I时每个分子的动能都比状态II时的分子平均动能大 【解析】温度是分子平均动能的标志。温度降低～分子平均动能减小～但不能说状态I时每个分子的动能都比状态II时的分子平均动能大。B、D错。 m,,如果温度不变而压强升高说明气体体积在减小～温度降低而压强升高～肯定体积在减小～由知～V 状态I时气体的密度比状态II时的小。A错。 【点评】由于理想气体分子间没有相互作用力～所以不考虑势能～故理想气体内能只考虑动能。 【例题18】下列有关气体分子动理论的说法正确的是〖 B 〗 A(对一定质量气体加热，其内能一定增加 B(在一定温度下，某种气体的分子速率分布是确定的 C(气体的压强只跟气体的温度有关，温度越高压强越大 D(温度升高时每个气体分子的速率都将增大，因此气体分子的平均速率也将增大 【解析】由热力学第一定律:知～如果气体对外做的功多于气体吸收的能量～其内能也可能W，Q,,U 减小。A错。 气体的压强除了与气体的温度有关外～还与气体的体积有关～温度越高压强不一定越大。 温度是分子平均动能的标志。温度越高～分子平均动能越大～但不能说每个气体分子的速率都将增大。任何一个气体分子的速率有时大～有时小～只考虑统计规律。 【点评】热学中对分子动能的研究只从统计学角度来进行～没有必要分析每一个分子。 【例题19】实验室内，某同学用导热性能良好的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内(活塞与气缸壁之间无摩擦)，待活塞静止后，再用一个装有与室温温度相同的水的小滴管贴近活塞，将滴管内的水缓慢滴注在活塞上方，如图所示。在此过程中，若大气压强与室内的温度均保持不变，则下列说法正确的是( C ) A(单位时间内，缸内气体分子对活塞撞击的次数保持不变 B(单位时间内，缸内气体分子对活塞的冲量保持不变 C(外界对缸内气体做的功等于缸内气体向外释放的热量 D(外界对缸内气体做的功等于缸内气体增加的内能 【解析】 【点评】 【例题20】如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆桶形导热的汽缸中，活塞上堆放细砂，活塞处于静止。现对气体缓慢加热，同时逐渐取走细砂，使活塞缓慢上升，直到洗砂全部取走。若活塞与气体之间的摩擦可忽略，则在此过程中( ) A.气体对外做功，气体温度可能不变 B.气体对外做功，内能一定减少 C.气体压强可能增大，内能可能不变 D.气体从外界吸热，内能一定增加 【解析】缓慢加热 ,则Q>0, 活塞缓慢上升～ V增大, W<0～气体对外做功～ 由热力学第一定律 ΔE=W+Q ΔE不定, B D 错 ΔE可能不变, 由P=(P+ Mg + mg)/S, 取走细砂～ P减小 , C错 0 【点评】 【例题21】如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的是( D ) A(若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些 B(若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大 C(若气温升高，则活塞距地面的高度将减小 D(若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大 【解析】 【点评】 【例题22】很多家庭都用坛子腌菜，腌菜用的坛子要求密闭性良好，否则里面的菜就容易坏。怎样才能选到一个不漏气的坛子呢,在民间流行一种这样的方法:先在坛子边缘的水槽中灌上水，然后将一张点燃的纸丢进坛里，稍等片刻再合上坛子盖，如图所示，这时槽中的水如果能被吸进坛子里面，说明坛子不漏气;如果水不能被吸进坛子里面，说明坛子漏气。试说明这种方法的原理。 【解析】将点燃的纸张丢进坛中,坛子内的气体温度升高,这时再合上坛子盖,坛子内的火焰在烧完坛内的氧气后很快熄灭,坛子内的气体迅速降温,如果坛子不漏气,根据气体压强与温度的关系,随着温度下降,坛内气体的压强随之减小,使外界的大气压大于坛内气体压强,槽中的水被“吸”进坛中,如果某处漏气,则坛子内外相通,合上盖子后,内外没有压强差,水就不能被吸进去. 【点评】 【例题23】如图所示，伽利略

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的世界上第一个温度计示意图，上部是一个球形容器，里面有一定质量的空气，下部是一根细管，细管插入带色液体中，制作时先给球形容器微微加热，跑出一些空气，插入液体时，带色液体上升到管内某一高度。测量时球形容器与所测物质接触。已知外界大气压为p，并保持不变，所测温度为t时，管内液面在a位置，管内气体分子的平均动能为E，气体压强为p，管内气体内能1k11为E;所测温度为t时，管内液面在b位置，其他三个量分别为E、p、E。由此可知 ( D )12222k A.tE1212k1k212 【解析】 【点评】 4 题型 气缸类问题分析, ? 方法指导 ? 1、自由膨胀过程, 在自由膨胀过程中～由于不需要反抗外力做功～所以体积增大时气体对外不做功, 2、外界有压力时的膨胀过程, 当外界有压力时气体在膨胀过程中就要对外做功, ? 解题示范 ? 1、自由膨胀过程, 【例题1】,2006北京理综?15,如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则( D ) A、气体体积膨胀，内能增加 B、气体分子势能减少，内能增加 C、气体分子势能增加，压强可能不变 D、Q中气体不可能自发地全部退回到P中 【解析】本题属于自由膨胀过程。气体在自由膨胀过程中～由于不需要反抗外力做功～所以在膨胀过程中不对外做功～不改变内能～A、B错。 由于在膨胀过程体积变大～温度降低～压强减小～C错。 由热力学第二定律～所用热现象不可能自发进行～D对。 【点评】 【例题2】,2006江苏物理?5,用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空(如图甲)。现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器(如 图乙)，这个过程称为气体的自由膨胀。下列说法正确的是( C ) A、自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动 B、自由膨胀前后，气体的压强不变 C、自由膨胀前后，气体的温度不变 D、容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A部分 【解析】气体分子永不停息地做无规则运动～故A错, 自由膨胀后～气体对外做功W=0～容器绝热～其热传递能量Q=0～由热力学第一定律可知～其内能不变～气体温度不变～但由于膨胀,体积变大～故压强减小(所以B错～C对, 涉及热现象的宏观过程都具有方向性.故D错. 【点评】 【例题3】如图所示，在固定的真空容器A内部固定着一个绝热气缸B，用质量为m的绝热活塞P将一部分理想气体封闭在气缸内。撤去销子K，不计摩擦阻力，活塞将向右运动。该过程( C ) A(由于A为真空，气体膨胀时对外不做功 A K B(活塞做匀加速运动，缸内气体温度降低 B P C(气体分子在单位时间内撞击活塞的次数减少 D(在相同时间内，气体分子对活塞的冲量不变 【解析】A虽为真空～但撤去销子K时～气体推动活塞向右加速运动而获得动能～即气体对外做了功～A项错, 由于气体膨胀、压强减小～活塞受到的气体的推力减小～因此加速度减小～B错, 气体的压强减小～气体分子在单位时间内撞击活塞的次数减少～在相同时间内～气体分子对活塞的冲量也减小～C对D错。 【点评】气体膨胀是否对外做功～要看膨胀时是否“推动”了什么有质量的物体～如活塞,计质量,、大气等～或者气体膨胀时本身的重力势能是否改变～如重力势能增大～则气体对外做功～气体的温度会降低～气体的内能减小。 定性分析压强、温度、体积之间的关系要求理解气体的状态参量的微观意义～其中～气体压强是大量分子频繁碰撞器壁形成的～它与单位体积内的分子数及气体分子对器壁的冲量有关～单位时间内、单位面 FtF==p积上受到的冲量即为气体的压强。 StS 【例题4】,2010全国理综2?16,如图，一绝热容器被隔板K 隔开a 、 b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。在此过程中( BD )K a b A(气体对外界做功，内能减少 B(气体不做功，内能不变 C(气体压强变小，温度降低 D(气体压强变小，温度不变 【解析】绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递～Q=0。稀薄气体向真空扩散没有做功～W=0。根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变～则温度不变。稀薄气体扩散体积增大～压强必然减小。BD正确。 【命题意图与考点定位】考查热力学第一定律的应用及对气体的问题、压强和体积的判断。 【点评】 2、外界有压力时的膨胀过程, 【例题1】,2003全国理综?20,如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙。现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增 乙 加而升高。则在移动P的过程中( C ) 甲 p B A(外力对乙做功;甲的内能不变 B(外力对乙做功;乙的内能不变 C(乙传递热量给甲; 乙的内能增加 D(乙的内能增加;甲的内能不变 【解析】外界有压力时的膨胀过程与自由膨胀过程完全不同～由于要反抗外力做功～内能减小～又因固定容器绝热～隔断了热传递改变内能的途径～ 【点评】 【例题2】,2008宁夏理综?31,如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方 D )液体逐渐流出。在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。关于这一过程，下列说法正确的是( A.气体分子的平均动能逐渐增大 B.单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多 C.单位时间气体分子对活塞的冲量保持不变 D.气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量 【解析】 【点评】 【例题3】封有理想气体的导热气缸开口向下被竖直悬挂，活塞下系有钩码P，整个系统处于静止状态，如图所示。若大气压恒定，系统状态变化足够缓慢。下列说法中正确的是( C ) A.外界温度升高，气体的压强一定增大 B.外界温度升高，外界可能对气体做正功 C.保持气体内能不变，增加钩码质量，气体一定吸热 D.保持气体内能不变，增加钩码质量，气体体积一定减小 【解析】 【点评】 例题4】,2007江苏物理?10,如图所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板【 质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气(视为理想气体)。初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法中正确的是( CD ) A、初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能固定栓 绝热气缸 B、系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小 导热隔板 C、松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递 到氢气 D、松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小 【解析】 【点评】 【例题5】,2007四川理综?14,如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一只灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。用打气筒慢慢向筒内打气，使容器内的压强增加到一定程度，这时读出温度计示数。打开卡子，胶塞冲出容器后( C ) 灵敏温度计 胶塞 A(温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少 气针 B(温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加 接打气筒 C(温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少 D(温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加 【解析】 【点评】 【例题6】,2007重庆理综?21,氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压，假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，忽略氧气分子之间的相互作用，在该漏气过程中瓶内氧气( BC ) A.分子总数减少，分子总动能不变 B.密度降低，分子平均动能不变 C.吸收热量，膨胀做功 D.压强降低，不对外做功 【解析】分子总数减少～分子总动能=分子个数×分子平均动能～由于温度不变～分子平均动能不变～分子个数减小～分子总动能变小。A错。 在该漏气过程中瓶内氧气分子个数减小～分子间距离增大～密度降低～由于温度不变～分子平均动能不变～B对。 在该漏气过程中瓶内氧气只考虑剩下氧气～相当于剩下氧气的体积增大～对外做功～由于不考虑分子势能～动能不变～内能就不变～故要吸收热量～C对。D错。 【点评】 【例题7】,2005全国理综??21,如图所示，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用势能可忽略。现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡( BCD ) A(a的体积增大了，压强变小了 K a b B(b的温度升高了 C(加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈 D(a增加的内能大于b增加的内能 【解析】重新平衡后P=P～a的体积增大了～由于b的体积减小～压强增大～A错, ab 由于隔板和气缸都绝热～a对b做功～由热力学第一定律可知b的内能增加～温度升高～B对, 因为P=P～～a的体积增大b的体积减小～～所以～T>T,CP,n，2m,,n，2m,n,n,,,ababaaabbabab 对。 由于初态质量、温度、相等都相同～气体分子之间相互作用势能又可忽略～末态a的内能大于b的内能～a增加的内能大于b增加的内能～D也对。 【点评】 【例题8】,2009全国理综??16,如图所示，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝。气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电 源。当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比( BC ) A(右边气体温度升高，左边气体温度不变 B(左右两边气体温度都升高 C(左边气体压强增大 D(右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量 【解析】本题考查气体.当电热丝通电后,右的气体温度升高气体膨胀,将隔板向左推,对左边的气体做功,根据热力学第一定律,内能增加,气体的温度升高.根据气体定律左边的气体压强增大.BC正确, 右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功,D错。 【点评】 【例题9】如图所示，带有活塞的气缸中，封闭一定质量的理想气体，将一个半导体热敏电阻R置于气缸中，热敏电阻与容器外的电源E和电流表A组成闭合回路，气缸和活塞具有良好的绝热(与外界无热交换)性能，若发现电流表的读数增大时，以下判断正确的是( D ) A(气体压强可能不变 B(气体体积一定增大 C(气体一定对外做功 D(气体内能一定增大 【解析】 【点评】 【例题10】如图所示，带有活塞的汽缸中封闭着一定质量的理想气体(不计气体重力势能)，汽缸和活塞都是绝热的，将一个热敏电阻置于汽缸中，热敏电阻与汽缸外的多用电表的欧姆档连接，汽缸固定不动，缸内活塞可以自由移动且不漏气，活塞上端悬挂一桶砂，细砂从下边的小孔缓慢流出，在此过程中( ) A、气体的内能减小 B、气体分子的平均动能不变 C、汽缸内壁单位时间内单位面积上受到的冲量增大 D、欧姆表的指针逐渐向左偏转 【解析】 Ω 【点评】 【例题11】如图所示，质量不能忽略的绝热隔板k把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，k与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量的同种气体a和b。气体分子之间相互作用势能可忽略。现通过电热丝对气体b加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡时 ( BCD ) A.b的体积增大了，压强变小了 B.a的温度升高了 C.加热后b的分子热运动比a的分子热运动更激烈 D.b吸收的热量大于a增加的内能 【解析】 【点评】 备 讲 例题——题型对应训练 ? 一、填空题, 1(某容器的容积为100L，所装气体的压强为15atm，把容器盖打开后，容器内剩余气体的体积为_______L(100( 52(如图所示，一倒放的U型管内装水银封住A、B两段气体，大气压强为1.0×10Pa，则Pa= Pa。 33P= Pa(水银的密度为ρ=13.6×10kg/m) B 48(9×10Pa，7.3×10Pa( 4 3(小车上固定一横截面积为S，一端封闭的均匀玻璃管，管内有长为L的水银柱封住一段气体(如图)，若大气压强为P，则小车以加速度a向左加速时，管内气体压强为_________________((水银密度为ρ)0 P+ρLa( 0 24(如图所示，质量为M=1kg，面积为S=10cm的活塞，封住气缸内的气体，活塞与气缸无摩擦，若在活塞上加上m=1kg的重物，缸内气体的压强为P= Pa;若在活塞上加竖直向上的50N的拉力，气缸仍留1 52在地面上，则气缸内气体的压强P= Pa((大气压强P=1.0×10Pa;g=10m/s) 20 55P=1.2×10Pa ，P=0.6×10Pa( 12 5(一端封闭的U形管如图所示放置在竖直平面内，各段水银柱长度分别为L、L、L，设外界大气压强为123P，则闭端空气柱的压强p等于_______________((已知水银的密度为ρ)P=P-ρgL(003 二、选择题, 1(密封容器中气体的压强〖 C 〗 A(是由气体受到的重力而产生( B(是由气体分子间的相互作用力(引力和斥力)而产生( C(是大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的( D(当容器自由下落时，容器内密封的气体压强将减小( 2(下列说法正确的是〖 D 〗 A(一定质量的气体的体积是不变的( B(气体的体积等于所有分子的体积之和( C(所有气体的压强是由气体的重力引起的( D(封闭容器内处于平衡态的气体对各个方向的器壁的压强大小相等( 3.关于温度，以下说法正确的是〖 AC 〗 A(温度是表示物体冷热程度的物理量( B(温度是物体内大量分子平均速率的标志( C(温度是物体内大量分子平均动能的标志( D(温度是表示物体所含热量多少的物理量( 4(一定质量的理想气体状态发生变化时，其状态参量p、V、T的变化情况可能是〖 BC 〗 A(p、V、T都不变( B(p不变，V 和T都变化( C(p、V、T都变化( D(p、V都不变，T变小( 5(如图所示，粗细均匀两端开口的V型管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为θ， A支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法正确的是〖 BD 〗 A(B管内水银面比管外水银面高h( B(B管内水银面比管外水银面高hcosθ( C(B管内水银面比管外水银面低hcosθ( D(管内被封闭气体压强比大气压强小hcosθ( 6、下列说法中不正确的是〖 C 〗 A、在绝对零度附近气体已液化，所以它的压强不会为零 B、绝对零度实际上是不可能达到的 C、随着技术的发展，绝对零度是可以达到的 D、用摄氏温标表示绝对零度，其数值是,273.15? 7、准确描述气体状态所需要的物理量是〖 A 〗 A、压强、体积和温度 B、压强、密度和温度 C、压强、体积、温度和质量 D、压强、体积、温度和摩尔数 8、如图所示，一端封闭的、壁又很薄的管子中有一些空气和一段水银，将它倒置于水银槽中，上端用弹簧秤提着，水 银和管壁之间的摩擦力不计，此时弹簧秤的读数应为〖 B 〗 A、等于管子本身的重力 B、等于管重加露出部分一段水银柱的重力 C、等于管重加大气压力 D、等于管重减去管内空气向上的压力 9、如图所示，气缸的质量为M，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封有一定质量m的气体，缸套和活塞无摩擦，活塞面积为S，则当大气压强为P时，封闭气体的压强为〖 C 〗 0 (Mm)gmg，pp，，A、 B、 00SS C、P0-Mg/S D、P+Mg/s 0 三、计算题: 1(一容器内用一质量为m的活塞密封一定质量的气体，如下图所示，设活塞面积为S，大气压强为p，不0计摩擦( (1)当活塞静止时，被密封的气体的压强是多少, (2)如果整个装置以加速度a下落(a