备战2025年高考物理 易错点15气体状态变化引起的内能改变问题（5陷阱点4考点4题型）（解析版）.docx

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易错点15不能准确计算气体状态变化引起的内能改变问题

目录

01易错陷阱

易错陷阱1：对分子力与分子间距离变化关系的不明确

易错陷阱2：混淆理想气体状态方程的应用条件

易错陷阱3：混淆单晶体、多晶体及非晶体的异同

易错陷阱4：对浸润和不浸润、毛细现象的原理不清

易错陷阱5：不能明确做功与热传递对物体内能的影响

02易错知识点

知识点一、微观量的估算

知识点二、气体压强的产生与计算

知识点三、气体实验定律的应用

知识点四、热力学第一定律的理解及应用

03举一反三——易错题型

题型一：“玻璃管液封”问题

题型二：“汽缸活塞类”问题

题型三：“变质量气体”问题

题型四：热力学定律与气体实验定律的综合

04易错题通关

易错陷阱1：对分子力与分子间距离变化关系的不明确

(1)r0的意义

分子间距离r＝r0时，引力与斥力大小相等，分子力为零，所以分子间距离等于r0(数量级为10－10m)的位置叫平衡位置．

(2)分子间的引力、斥力和分子力随分子间距离变化的图像如图所示．在r轴上方，分子间的作用力表现为斥力；在r轴下方，分子间的作用力表现为引力．

①分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小且斥力变化得快．

②实际表现的分子力是引力和斥力的合力．

③当rr0时，分子力随分子间距离的增大而减小；当rr0时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小．

易错陷阱2：混淆理想气体状态方程的应用条件

1．对理想气体状态方程的理解

(1)成立条件：一定质量的理想气体．

(2)该方程表示的是气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关．

(3)公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关．

(4)方程中各量的单位：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位．

2．理想气体状态方程与气体实验定律

eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)?eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(T1＝T2时，p1V1＝p2V2?玻意耳定律?,V1＝V2时，\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)?查理定律?,p1＝p2时，\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)?盖－吕萨克定律?))

易错陷阱3：混淆单晶体、多晶体及非晶体的异同

分类

微观结构

宏观表现

外形

物理性质

晶体

单晶体

组成晶体的物质微粒(原子、分子、离子)在空间按一定规则排列——空间点阵

有天然、规则的几何形状

各向异性

有确定的熔点

多晶体

由无数的晶体微粒(小晶粒)无规则排列组成

没有天然、规则的几何形状

各向同性

非晶体

内部物质微粒是无规则排列的

没有确定的熔化温度

易错陷阱4：对浸润和不浸润、毛细现象的原理不清

(1)附着层内分子受力情况

液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引．

(2)浸润的成因

当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，这时表现为液体浸润固体．

(3)不浸润的成因

当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，这时表现为液体不浸润固体．

(4)毛细现象的产生原因

毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系．

如图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为液体的表面张力的作用，液体会受到向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到向下的力，因而管内液面比管外低．

易错陷阱5：不能明确做功与热传递对物体内能的影响

符号

W

Q

ΔU

＋

体积减小，外界对热力学系统做功

热力学系统吸收热量

内能增加

－

体积增大，热力学系统对外界做功

热力学系统放出热量

内能减少

知识点一、微观量的估算

1．微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.

2．宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.

3．关系

(1)分子的质量：m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(ρVmol,NA).

(2)分子的体积：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA).

(3)物体所含的分子数：N＝eq\f(V,Vmol)·NA＝eq\f(m,ρVmol)·NA或N＝eq\f(m,M)·NA＝eq\f(ρV,M)·NA.

4．两种模型

(1)球体模型直径为d＝eq\r(3,\f(6V0,π)).(适用于：固体、液体)

(2)立方体模型边长为d＝eq\r(3,V0).(适用于：气体)

知识点二、气体压强的产生与计算

1．产生的原因

由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．

2．决定因素

(1)宏观上：决定于气体的温度和体积．