第十一章 第二讲 固体、液体和气体.ppt

图 11－2－9 [典例必研] [例3]　 (2011·浙江高考)吸盘是由橡胶制 成的一种生活用品，其上固定有挂钩用 于悬挂物体。如图11－2－9所示，现有 一吸盘。其圆形盘面的半径为2.0×10－2 m，当其与天花板轻轻接触时，吸盘与天花板所围容积为1.0×10－5 m3；按下吸盘 时，吸盘与天花板所围容积为2.0×10－6 m3，盘内气体可看作与大气相通，大气压强为p0＝1.0×105 Pa。设在吸盘恢复原状过程中，盘面与天花板之间紧密接触，吸盘内气体初态温度与末态温度相同。不计吸盘的厚度及吸盘与挂钩的重量。 (1)吸盘恢复原状时，盘内气体压强为________； (2)在挂钩上最多能悬挂重为________的物体； (3)请判断在吸盘恢复原状过程中盘内气体是吸热还是放热， 并简述理由。 [思路点拨] (1)吸盘恢复原状时盘内气体温度不变，做等温变化； (2)根据平行条件判断所悬挂物体的重量； (3)由热力学第一定律判断气体吸热还是放热。 (3)吸盘恢复原状过程中盘内气体发生等温膨胀，其内能不变却对外做功，由热力学第一定律可知气体吸热。 [答案]　(1)2.0×104 Pa (2)1.0×102 N (3)吸热。理由是：初态与末态温度相同，表示气体内能不变，恢复原状时，气体体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体需要吸热。 或：若气体绝热膨胀，对外做功，由热力学第一定律可知，内能减少，温度下降。现温度不变，故需要吸热。 [冲关必试] 6．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是________ 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℃的水蒸气，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：气体分子间的作用力近似为零，所以没有容器的约束，气体分子由于自身的热运动会扩散到很大空间，A错；一定量的100℃的水变成100℃的水蒸气，需吸收一定热量，其内能增加；而分子个数、温度均未变，表明其分子势能增加，B对；气体的压强与气体分子数密度和分子的平均速率有关，整体的体积增大，分子数密度减小，要保证其 压强不变，气体分子的平均速率要增大，即要吸收热量，升高温度，C对；对于一定量的气体，温度升高，分子的平均速率变大，但若气体体积增加得更多，气体的压强可能会降低，D错；根据内能的定义可知，E项正确；气体的温度升高，分子的平均速率肯定会增大，但并不是所有分子的速率都增大，F错。 答案：BCE 7．(2011·全国高考)对于一定量的理想气体，下列说法正确的 是____________。 A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变 B．若气体的内能不变，其状态也一定不变 C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大 D．气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关 E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大 律ΔU＝Q＋W知，温度升高1 K，内能增量ΔU一定，而外界对气体做的功W与经历的过程可能有关(如体积变化时)，因此吸收的热量与气体经历的过程也有关，D项正确；温度升高，平均动能增大，分子势能不变，内能一定增大，E项正确。 答案：ADE 图 11－2－10 8. 某学校科技兴趣小组，利用废旧 物品制作了一个简易气温计：在 一个空葡萄酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管，玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱，接口处用蜡密封，将酒瓶水平放置，如图11－2－10所示。已知：该装置密封气体的体积为480 cm3，玻璃管内部横截面积为0.4 cm2，瓶口外的有效长度为48 cm。当气温为7℃时，水银柱刚好处在瓶口位置。 (1) 求该气温计能测量的最高气温。 (2) 假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中，密封 气体从外界吸收3 J热量，问在这一过程中该气体的内能如何变化？变化了多少？(已知大气压为1×105 Pa) (2)内能增加。 水银柱移动过程中外界对气体做功 W＝－p0S·L＝－1×105×0.4×10－4×48×10－2 J＝－1.92 J 由热力学第一定律知内能变化为： ΔU＝W＋Q＝－1.92 J＋3 J＝1.08 J。 答案：(1)291.2 K或18.2℃　(2)内能增加1.08 J [每课一得] 汽缸类问题是热学部分典型的物理综合题，它需要考查气体、汽缸或活塞等多个研究对象，涉及热学、力学乃至电学等物理知识，需要灵活、综合地应用知识来解决问题。 1．