2025高考物理二轮专题复习-第10讲 热学计算题型突破【课件】.pptx

第10讲热学计算题型突破

角度1密闭汽缸类问题角度2液柱类问题角度3理想气体变质量问题角度4关联气体问题跟踪训练备用习题

解答此类问题的方法是：找出不同状态下的三个状态参量，分析理想气体发生的是何种变化，利用理想气体的状态方程列方程求解；要能用力学观点分析各处压强的关系，要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化，选择合适的气体实验定律解决问题.解气体实验定律与热力学定律的综合问题的一般思路

角度1密闭汽缸类问题?

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角度2液柱类问题?

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技法点拨本题考查液柱关联气体问题，一般由活塞、液柱相联系的“两团气”问题,要注意寻找“两团气”之间的压强、体积或长度关系,列出辅助方程,最后联立求解.

角度3理想气体变质量问题1.在“充气、抽气”模型中可以把充进或抽出的气体包含在气体变化的始、末状态中,即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题.

2.分装问题和漏气问题(1)分装问题将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题,可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象,将变质量问题转化为恒定质量问题.(2)漏气问题容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,不能用理想气体状态方程求解.如果选容器内原有气体为研究对象,便可使变质量问题变成质量一定的气体状态变化的问题,可用理想气体状态方程求解.

例3[2024·金华一中月考]自行车在生活中是一种普及程度很高的交通工具.自行车轮胎气压过低不仅费力而且很容易损坏内胎，轮胎气压过高会使轮胎的缓冲性能下降或发生爆胎，因此保持合适的轮胎气?

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?[答案]未达标准胎压

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技法点拨热学变质量问题经常就是充气、漏气、放气现象,或者容器气体分装等现象.常用的就是通过假设的方法,将需要充入的气体或者是放出的气体的体积设出来,放到一个袋子里,与容器连接成一体，即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题,再用理想气体状态方程求解.

角度4关联气体问题这类问题涉及两部分气体，它们之间虽然没有气体交换，但其压强或体积这些量间有一定的关系，建立这两部分气体的压强关系和体积关系是解决问题的关键.??

?[答案]10次?

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技法点拨解决关联气体问题的一般方法(1)分别选取每部分气体为研究对象，确定初、末状态参量，根据气体状态方程列式.(2)认真分析两部分气体的压强、体积之间的关系，并列出方程.(3)多个方程联立求解.

1.如图所示,导热良好的固定直立圆筒内用面积S=100cm2、质量m=1kg的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞能无摩擦滑动.圆筒与温度300K的热源接触,平衡时圆筒内气体处于状态A,其体积VA=600cm3.缓慢推动活塞使气体达到状态B,此时体积VB=500cm3.固定活塞,升高热源温度,气体达到状态C,此时压强pC=1.4×105Pa.已知从状态A到状态C,气体从外界吸收热量Q=14J;从状态B到状态C,气体内能增加ΔU=25J;大气压p0=1.01×105Pa.

(1)气体从状态A到状态B,其分子平均动能(选填“增大”“减小”或“不变”),圆筒内壁单位面积受到的压力(选填“增大”“减小”或“不变”);?不变增大?

(2)求气体在状态C的温度TC;?

(3)求气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功W.[答案]11J[解析]气体从状态A到状态B时,外界对气体做功W,内能不变,从状态B到C时,体积不变,没有做功,即气体吸收热量25J,内能增加25J.因此从A到C整个过程中,根据热力学第一定律有ΔU=W+Q,代入数值得W=11J.

2.如图所示,竖直放置、导热性能良好的U形玻璃管截面均匀,左端开口、右端封闭,左、右管内用长度分别为h1=5cm、h2=10cm的水银柱封闭两段理想气体a、b.气体a的长度La=15cm,气体b的长度Lb=20cm,最初环境温度T1=300K时,两水银柱下表面齐平.现缓慢升高环境温度,直至两段水银柱的上表面齐平.已知大气压强为75cmHg,右侧水银柱未进入U形玻璃管的水平部分,两段气体均可视为理想气体.求:

(1)两段水银柱的下表面齐平时气体b的压强;[答案]70cmHg[解析]设大气压强为p0,对气体a,有pa=p0+ρgh1对气体b,有pb=pa-ρgh2联立两式,代入数据得pb=70cmHg

?(2)两段水银柱的上表面齐平时环境的温度T2.[答案]327.3K

3.现代瓷器可采用电热窑炉烧制,电热窑炉不需要燃烧设备,窑内制品不受烟气及灰渣等影响,温度便于实现精确控制.若初始时窑炉内温度为27℃,压强为大气压强p0,已知某瓷器的烧制温度约为1227℃.(1)窑炉不排气的情况下,求达到烧制温度时窑炉内的气体压