(新课标)高考物理一轮复习 第十三章 热学章末热点集训课件
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高三物理总复习课件第十三章热学
ΔU=W+Q，其中ΔU为内能的变化量 ，W为外界对物体做的功，Q为物体 吸收的热量。
热力学第二定律
01 02
内容
不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单 一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力 过程中熵的微增量总是大于零。
表达式
对于可逆过程，有dS=(dQ/T)；对于不可逆过程，有dS>(dQ/T)。其中 S为熵，T为热力学温度。
热泵技术
利用热力学原理，通过 消耗少量电能将环境中 的低品位热能提升为高 品位热能，应用于供暖 、制冷和热水等领域。
热学与其他学科交叉融合趋势
热学与化学交叉
研究化学反应中的热量变化和热力学性质，以及热化学和 热分析等技术在化学领域的应用。
热学与生物学交叉
研究生物体内的热量传递和热力学过程，以及生物热力学 和生物热物理学等新兴学科的发展。
04
热传导、对流与辐射传热方式
热传导原理及计算方法
热传导定义
物体内部或相互接触的物体之间 ，由于温度差异引起的热能传递
现象。
热传导定律
单位时间内通过单位面积的热流 量与温度梯度成正比，即傅里叶
定律。
热传导系数
反映材料导热性能的物理量，数 值上等于单位温度梯度下单位时
间内通过单位面积的热流量。
对流传热原理及影响因素分析
超导磁体
高温超导材料可用于制造超导磁体，应用于MRI、NMR等医疗设备 和科学仪器中。
超导输电
高温超导材料可用于制造超导电缆和超导变压器等电力设备，提高输 电效率和降低能耗。
热力学在新能源领域应用举例
热电转换
利用热电材料的热电效 应，将热能转换为电能 ，应用于温差发电和废 热回收等领域。
高考物理一轮复习 专题十三 热学课件
解析 两分子从较远靠近的过程，分子力先表现为引力且先增 大后减小，到平衡位置时，分子力为零，之后再靠近，分子力 表现为斥力且越来越大，A选项错误；分子力先做正功后做负功， B选项正确；分子势能先减小后增大，动能先增大后减小，C选 项正确，D选项错误；只有分子力做功，分子势能和分子动能相 互转化，总和不变，E选项正确。 答案 BCE
油膜法估测分子的大小 【解题方略】 本实验中应注意的问题是：(1)理解分子模型，也就是理解油酸分 子在水面上形成的薄膜的厚度即分子直径；(2)明确溶质和溶剂的 关系，即明确所配的油酸酒精溶液的浓度，正确求出纯油酸的体 积 V；(3)准确“数”出油膜的面积 S，数数的原则：大于半个格 的算一个，小于半个格的舍去；(4)利用 d＝VS求得分子直径。
【例2】 [2013·课标全国Ⅰ·33(1)]两个相距较远的分子仅在分 子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下 列说法正确的是________。(填正确答案标号。) A.分子力先增大，后一直减小 B.分子力先做正功，后做负功 C.分子动能先增大，后减小 D.分子势能先增大，后减小 E.分子势能和动能之和不变
【例1】 [2015·山东理综，37(1)](多选)墨滴入水，扩而散之， 徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是( ) A.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 B.混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 C.使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 D.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的 解析 根据分子动理论的知识可知，混合均匀主要是由于水分 子做无规则运动，使得碳粒无规则运动造成的布朗运动，由于 布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更 小的墨汁，布朗运动会更明显，则混合均匀的过程进行得更迅 速，故选B、C。 答案 BC
高考物理一轮复习第十三章热学(第1课时)课件(选修33)高三选修33物理课件
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(3)分子力随分子间距离的变化图像
二、温度和物体的内能 1．两种温标：摄氏温标和_热__力__学___温__标__． 关系：T＝t＋_________ K.
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2．分子的动能 (1)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值， 温度是分子热运动的平均动能的标志． (2)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和． 3．分子势能的决定因素 微观上——决定于分子间距离； 宏观上——决定于物体的体积． 4．物体的内能 (1)内能：物体中_所__有__分子的热运动动能与分子势能的总和； (2)对于给定的物体，其内能大小由物体的_温__度__和_体__积__决定.
的大小
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2017年Ⅱ卷Ⅲ卷33题 2016年Ⅰ卷Ⅱ卷33题
2016年Ⅰ卷33题
1.在全国卷的命题中，对该部分内容的考查，在选考部分 单独设置，考查的知识内容比较全面．重点考查分子动理 论、气体实验定律及热力学第一定律．题型一般以选择、 命题 计算为主． 特点 2．预计在2018年高考中，对本部分内容的考查仍将以分 子动理论、气体实验定律及热力学第一定律为重点，固体 与液体的性质及物态变化的知识也可能会考查到.
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【变式 5】(2018 北京卷)关于分子动理论，下列说法正确的是 ()
A．气体扩散的快慢与温度无关 B．布朗运动是液体分子的无规则运动 C．分子间同时存在着引力和斥力 D．分子间的引力总是随分子间距增大而增大 答案：C
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考点三 分子力和分子势能的理解
(1)一个分子的质量：m0＝NMA＝ρNVAm. (2)一个分子的体积：V0＝VNmA＝ρMNA.(注：对气体，V0 为一个分
(3)分子力随分子间距离的变化图像
二、温度和物体的内能 1．两种温标：摄氏温标和_热__力__学___温__标__． 关系：T＝t＋_________ K.
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2．分子的动能 (1)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值， 温度是分子热运动的平均动能的标志． (2)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和． 3．分子势能的决定因素 微观上——决定于分子间距离； 宏观上——决定于物体的体积． 4．物体的内能 (1)内能：物体中_所__有__分子的热运动动能与分子势能的总和； (2)对于给定的物体，其内能大小由物体的_温__度__和_体__积__决定.
的大小
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2017年Ⅱ卷Ⅲ卷33题 2016年Ⅰ卷Ⅱ卷33题
2016年Ⅰ卷33题
1.在全国卷的命题中，对该部分内容的考查，在选考部分 单独设置，考查的知识内容比较全面．重点考查分子动理 论、气体实验定律及热力学第一定律．题型一般以选择、 命题 计算为主． 特点 2．预计在2018年高考中，对本部分内容的考查仍将以分 子动理论、气体实验定律及热力学第一定律为重点，固体 与液体的性质及物态变化的知识也可能会考查到.
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【变式 5】(2018 北京卷)关于分子动理论，下列说法正确的是 ()
A．气体扩散的快慢与温度无关 B．布朗运动是液体分子的无规则运动 C．分子间同时存在着引力和斥力 D．分子间的引力总是随分子间距增大而增大 答案：C
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考点三 分子力和分子势能的理解
(1)一个分子的质量：m0＝NMA＝ρNVAm. (2)一个分子的体积：V0＝VNmA＝ρMNA.(注：对气体，V0 为一个分
高考物理一轮复习第十三章热学章末热点集训课件高三全册物理课件
第十三章 热 学
章末热点集训
12/8/2021
对分子动理论的理解 (2015·高 考 山 东 卷 ) 墨 滴 入 水 ， 扩 而 散 之 ， 徐 徐 混 匀．关于该现象的分析正确的是( ) A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起 的
12/8/2021
[解析] 墨汁与水混合均匀的过程，是水分子和碳粒做无规 则运动的过程，这种运动与重力无关，也不是化学反应引起 的．微粒越小、温度越高，无规则运动越剧烈，可见，B、 C 正确，A、D 错误． [答案] BC
12/8/2021
1.关于热现象和热学规律，说法正确的是 () A．布朗运动表明，构成悬浮微粒的分子在做无规则运动 B．两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0 的过程中，分子 间的引力和斥力都在减小 C．温度高的物体内能不一定大 D．物体的摄氏温度变化了 1 ℃，其热力学温度变化了 27b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞 a 开始向上
移动，直至活塞上升的距离是汽缸高度的116时，活塞 a 上方
的氧气做等温变化，设氧气初态体积为 V′1，压强为 p′1， 末态体积为 V′2，压强为 p′2，由题给数据和玻意耳定律得
V′1＝14V0，p′1＝p0，V′2＝136V0
b 下方的氮气做等压变化，设汽缸 A 的容积为 V0，氮气初态 体积为 V1，温度为 T1，末态体积为 V2，温度为 T2，按题意，
汽缸 B 的容积为V40，由题给数据和盖－吕萨克定律得
V1＝34V0＋12×V40＝78V0
①
V2＝34V0＋14V0＝V0
②
章末热点集训
12/8/2021
对分子动理论的理解 (2015·高 考 山 东 卷 ) 墨 滴 入 水 ， 扩 而 散 之 ， 徐 徐 混 匀．关于该现象的分析正确的是( ) A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起 的
12/8/2021
[解析] 墨汁与水混合均匀的过程，是水分子和碳粒做无规 则运动的过程，这种运动与重力无关，也不是化学反应引起 的．微粒越小、温度越高，无规则运动越剧烈，可见，B、 C 正确，A、D 错误． [答案] BC
12/8/2021
1.关于热现象和热学规律，说法正确的是 () A．布朗运动表明，构成悬浮微粒的分子在做无规则运动 B．两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0 的过程中，分子 间的引力和斥力都在减小 C．温度高的物体内能不一定大 D．物体的摄氏温度变化了 1 ℃，其热力学温度变化了 27b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞 a 开始向上
移动，直至活塞上升的距离是汽缸高度的116时，活塞 a 上方
的氧气做等温变化，设氧气初态体积为 V′1，压强为 p′1， 末态体积为 V′2，压强为 p′2，由题给数据和玻意耳定律得
V′1＝14V0，p′1＝p0，V′2＝136V0
b 下方的氮气做等压变化，设汽缸 A 的容积为 V0，氮气初态 体积为 V1，温度为 T1，末态体积为 V2，温度为 T2，按题意，
汽缸 B 的容积为V40，由题给数据和盖－吕萨克定律得
V1＝34V0＋12×V40＝78V0
①
V2＝34V0＋14V0＝V0
②
高考物理一轮复习第十三章热学(第3课时)课件(选修33)高三选修33物理课件
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第二十五页，共四十四页。
(1)活塞静止时，求汽缸内气体的压强； (2)若降低汽缸内气体的温度，当活塞 A 缓慢向右移动L2时，求 汽缸内气体的温度． 答案：(1)1.2×105 Pa (2)500 K
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第二十六页，共四十四页。
解析 (1)设静止时汽缸内气体压强为 p1，活塞受力平衡 p1S1 ＋p0S2＝p0S1＋p1S2＋mg
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第十三页，共四十四页。
解析：设初始时，右管中空气柱的压强为 p1，长度为 l1；左管 中空气柱的压强为 p2＝p0，长度为 l2.活塞被下推 h 后，右管中空气 柱的压强为 p1′，长度为 l1′；左管中空气柱的压强为 p2′，长度 为 l2′.以 cmHg 为压强单位．由题给条件得
代入数据解得 p1＝1.2×105 Pa (2)由活塞受力平衡可知缸内气体压强没有变化，设开始温度为 T1，变化后温度为 T2，由盖—吕萨克定律得 S1L＋ T1 S2L＝S1·L2TS22·32L 代入数据解得 T2＝500 K.
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第二十七页，共四十四页。
类型 2 关联气体问题 【例 4】(2017·全国卷Ⅰ·33(2))如图，容积均为 V 的汽缸 A、B 下端有细管(容积可忽略)连通，阀门 K2 位于细管的中部，A、B 的 顶部各有一阀门 K1、K3；B 中有一可自由滑动的活塞(质量、体积 均可忽略)．初始时，三个阀门均打开，活塞在 B 的底部；关闭 K2、 K3，通过 K1 给汽缸充气，使 A 中气体的压强达到大气压 p0 的 3 倍 后关闭 K1.已知室温为 27 ℃，汽缸导热．
(3)挖掘题目的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程． (4)多个方程联立求解．对求解的结果注意检验它们的合理性． 2．常见类型 (1)气体系统处于平衡状态，需综合应用气体实验定律和物体的 平衡条件解题．
2022版高考物理一轮复习第13章热学章末核心素养课件ppt
解：A 到 B 和 C 到 D 均为等温过程，则 TB＝(27＋273) K＝300 K， TD＝(－133＋273) K＝140 K. 由理想气体状态方程可知pTBVBB＝pDTVDD，得 ppDB＝VVDBTTDB＝5VV00××134000KK＝775.
通型通法 (1)题型特征：用p－V图像描述一定质量气体状态的变化． (2)思维导引
解：(1)设抽气前氢气的压强为 p10，以两个活塞整体为研究对象，活 塞水平方向受力如图
根据活塞受ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ平衡可得
p·2S＋p0S＝p10·2S＋pS，
①
p10＝21(p0＋p)．
②
(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为 p1 和 V1，氮气的压强和体积分 别为 p2 和 V2，活塞受力如图所示
根据活塞受力平衡可得 p2S＝p1·2S，
【答案】＞ ＝ ＞
【解析】气体在 1、2 状态，pT1V1 1＝pT2V2 2，由于 V1＝V2，气体的分子 数密度相等，p1>p2，故 T1>T2．气体分子在状态 1 的平均动能大于在状态 2 的平均动能，N1>N2；气体在状态 1、3，由理想气体状态方程得pT1V1 1＝ pT3V3 3，解得 T1＝T3；气体在状态 2、3，压强相等，则VT22＝VT33，因 V2<V3， 气体在状态 2 的分子数密度大于气体在状态 3 的分子数密度，又 T2<T3， 气体在状态 2 的分子平均动能小于气体在状态 3 的分子平均动能，要保 证 p2＝p3，故有 N2>N3．
V＝S(L－h1－h)，
④
V1＝S(L－h)，
⑤
由①②③④⑤式和题给条件得L＝41 cm.
⑥
(2)设气体被加热前后的温度分别为 T0 和 T，由盖—吕萨克定律有TV0
高考物理一轮复习课件章末核心素养第十三章热学
2023
PART 02
气体性质与变化规律
REPORTING
理想气体状态方程
1 2
理想气体状态方程
pV = nRT，其中p为压强，V为体积，n为物质 的量，R为气体常数，T为热力学温度。
理想气体状态方程的适用条件
适用于稀薄气体，即气体分子间的相互作用力可 以忽略不计的情况。
3
理想气体状态方程的应用
2023
PART 05
热力学在生活、生产中的 应用
REPORTING
热机工作原理及效率分析
热机工作原理
热机是将内能转化为机械能的装置， 通过燃料燃烧产生高温高压气体，推 动活塞或转子运动，从而输出动力。
效率分析
热机效率是指热机输出的机械能与输 入的热能之比。提高热机效率的方法 包括改进燃烧过程、减少摩擦损失、 优化热机结构等。
PART 01
热学基本概念与原理
REPORTING
温度与热量
温度
温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。 温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值 的标尺叫温标。
热量
热量是热传递过程中所传递内能的多少，热量与内能之间的关系就好比是做功与 机械能之间的关系，任何物质都有一定数量的内能，当两个不同温度的物质处于 热接触时，会发生热量交换，内能大的物质向内能小的物质传递热量。
空调制冷原理及性能评价
空调制冷原理
空调制冷是利用制冷剂的物理变化来吸收和释放热量，从而达到降温的目的。 制冷剂在蒸发器内吸收室内热量并蒸发，然后在冷凝器内将热量释放到室外并 冷凝成液体，如此循环实现制冷。
性能评价
空调制冷性能的评价指标主要包括制冷量、制冷效率、噪音等。提高空调制冷 性能的方法包括优化制冷系统设计、采用高效制冷剂、提高散热效果等。
高考物理一轮复习第十三章热学第三讲热力学定律与能量
考点一 题组突破
1－1.[热力学第一定律的理解] (多选)(2015·高考广东卷)图为某 实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积 的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气 () A．内能增大 B．压强增大 C．分子间引力和斥力都减小 D．所有分子运动速率都增大
考点一
题组突破
解析：在水加热升温的过程中，封闭气体的温度升高，内能增大， 选项 A 正确；根据pTV＝C 知，气体的压强增大，选项 B 正确；气 体的体积不变，气体分子间的距离不变，分子间的引力和斥力不变， 选项 C 错误；温度升高，分子热运动的平均速率增大，但并不是所 有分子运动的速率都增大，选项 D 错误．
三、热力学第二定律
1．热力学第二定律的两种表述 (1)克劳修斯表述：热量不能 自发地 从低温物体传到高温物体． (2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而_不__产__生___ _其__他__影__响___或表述为“第二类 永动机是不可能制成的”．
2．用熵的概念表示热力学第二定律 在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会 减小 ．
3．热力学第二定律的微观意义 一切自发过程总是沿着分子热运动的 无序性 增大的方向进行． 4．第二类永动机不可能制成的原因是违背了 热力学第二定律 ．
[小题快练] 1．判断题 (1)为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，做功和热传 递的实质是相同的．( × ) (2)绝热过程中，外界压缩气体做功 20 J，气体的内能可能不变．( × ) (3)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外 界吸热．( × ) (4)可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功．( √ )
解析：自然界中和热有关的宏观过程都是不可逆的，故 A 错误，B 正确； 在引起外界变化的前提下，热力学第二定律的两种描述都是可能的，故 C 错误，D 正确．
版(通用版)高中物理大一轮复习课件：第十三章热学+第3讲
2.三种特殊情况 (1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内 能的增加； (2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内 能的增加； (3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝ －Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量.
例1 (多选)(2017·全国卷Ⅱ·33(1))如图1，用
解析 答案
(3)气体内能的变化量为多少？ 答案 35 J 解析 由热力学第一定律得，汽缸内气体内能 的变化量 ΔU＝Q－W 得ΔU＝35 J 故汽缸内的气体内能增加了35 J
解析 答案
命题点四 热力学第二定律
基础考点 自主悟透
1.热力学第二定律的涵义 (1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助 外界提供能量的帮助. (2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内 完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等. 在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨 胀过程.
答案
2.(多选)在装有食品的包装袋中充入氮气，然后密封进行加压测试，测试
时，对包装袋缓慢施加压力，将袋内的氮气视为理想气体，在加压测试
过程中，下列说法中正确的是
√A.包装袋内氮气的压强增大 √B.包装袋内氮气的内能不变
C.包装袋内氮气对外做功
√D.包装袋内氮气放出热量
E.包装袋内氮气的所有分子运动速率都保持不变
基本思路
能力考点 师生共研
例3 (2017·河北冀州2月模拟)如图4甲所示，横截 面积为S，质量为M的活塞在汽缸内封闭着一定质 量的理想气体，现对缸内气体缓慢加热，使其温 度从T1升高了ΔT，气柱的高度增加了ΔL，吸收的 热量为Q.不计汽缸与活塞的摩擦，外界大气压强 为p0，重力加速度为g.求： (1)此加热过程中气体内能增加了多少？
2021届高三一轮复习物理资料第13章 第3讲热学PPT教学课件
但同时做功和热传递一定会改变内能
D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热
源吸收热量，完全变成功也是可能的
E．热力学第一定律与热力学第二定律的实质是一样的．
第1轮 物理
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第十三章 热 学
解析 第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机违反热力学第二定律， A、B正确；由热力学第一定律可知W≠0，Q≠0，但ΔU＝W＋Q可以等于0，C错；由 热力学第二定律可知D中现象是可能的，但会引起其他变化，D对；热力学第一定 律反应了物体的内能变化与做功和热传递的关系，而热力学第二定律则反映了热现 象的宏观方向性，E错误．
第1轮 物理
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第十三章 热 学
2．能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式___转__化___为另一种 形式，或者从一个物体__转__移____到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量 保持不变． 3．两类永动机 (1) 第 一 类 永 动 机 ： 不 消 耗 任 何 能 量 ， 却 源 源 不 断 地 对 外 做 功 的 机 器 ． 违 背 __能__量__守__恒____定律，因此不可能实现． (2)第二类永动机：从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其 他变化的机器．违背__热__力__学__第__二____定律，不可能实现．
[题组训练]
1．(对热力学第二定律的理解)(多选)根据热力学定律，下列说法正确的是
A．电冰箱的工作表明，热量可以从低温物体向高温物体传递
( ABD )
B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
C．科技的不断进步使得人类有可能生产出从单一热源吸热全部用来对外做功
而不引起其他变化的热机
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15
解析：由题意可知，当温度为 T0 时 B 管中气体的压强 pB1＝ 30 cmHg 当温度为 2.4T0 时，B 管中气体体积不变，设其压强为 pB2， B 中气体状态变化为等容过程，由查理定律有： pB1＝ pB2 T0 2.4T0 解得：pB2＝72 cmHg 当温度为 T0 时 A 管中气体的压强 pA1＝20 cmHg，体积为 VA1 ＝h1S
17
13
[解析] 设初态压强为 p0，膨胀后 A、B 压强相等，即 pB＝ 1.2p0，B 中气体始末状态温度相等，由玻意耳定律得 p0V0＝1.2p0VB 又 2V0＝VA＋VB
所以 VA＝76V0
对 A 部分气体，由理想气体状态方程得
pT0V0 0＝1.2TpA0VA
所以 TA＝1.4T0.
[答案]
7 6V0
1.4T0
14
3.(2017·河北三市联考)如图 所示，一连通器与贮有水银的瓶 M 用软管 相连，连通器的两直管 A 和 B 竖直放置， 两管粗细相同且上端封闭，直管 A 和 B 内 充有水银，当气体的温度为 T0 时，水银面 的高度差 h＝10 cm，两管空气柱长均为 h1＝10 cm，A 管中 气体的压强 p1＝20 cmHg.现使两管中的气体的温度都升高 到 2.4T0，同时调节 M 的高度，使 B 管中的水银面的高度不 变，求流入 A 管的水银柱的长度．
10
由①②③式和题给数据得 T2＝320 K．④ (2)活塞 b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞 a 开始向上 移动，直至活塞上升的距离是汽缸高度的116时，活塞 a 上方 的氧气做等温变化，设氧气初态体积为 V′1，压强为 p′1，末 态体积为 V′2，压强为 p′2，由题给数据和玻意耳定律得 V′1＝14V0，p′1＝p0，V′2＝136V0⑤
11
p′1V′1＝p′2V′2⑥
由⑤⑥式得 p′2＝43p0.
答案：(1)320 K
4 (2)3p0
12
气体状态方程的应用 如图所示，绝热汽缸 A 与导热汽缸 B 均固定于地面 上，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸均无摩擦．两汽缸内 装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为 V0、温度均 为 T0.缓慢加热 A 中气体，停止加热达到稳定后，A 中气体压 强为原来的 1.2 倍．设环境温度始终保持不变，求汽缸 A 中 气体的体积 VA 和温度 TA.
第十三章 热学
章末热点集训
1
对分子动理论的理解 (2015·高考山东卷)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关 于该现象的分析正确的是( ) A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起 的
16
设流入 A 管的水银柱的长度为 x，则温度为 2.4T0 时，压强 pA2＝pB2－ρ(h＋x)g＝(62－x) cmHg 体积 VA2＝(h1－x)S A 中气体状态变化符合理想气体状态方程，则 pAT1V0 A1＝p2A.24VTA02 代入数据整理得：x2－72x＋140＝0 解得：x＝2 cm(另一解舍去)． 答案：2 cm
8
(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞 b 恰好升至顶部时， 求氮气的温度； (2)继续缓慢加热，使活塞 a 上升．当活塞 a 上升的距离是汽 缸高度的116时，求氧气的压强．
9
解析：(1)活塞 b 升至顶部的过程中，活塞 a 不动，活塞 a、b 下方的氮气做等压变化，设汽缸 A 的容积为 V0，氮气初态体 积为 V1，温度为 T1，末态体积为 V2，温度为 T2，按题意， 汽缸 B 的容积为V40，由题给数据和盖－吕萨克定律得 V1＝34V0＋12×V40＝78V0① V2＝34V0＋14V0＝V0② V1＝V2③ T1 T2
6
[解析] 肥皂泡内气体做等容变化，冻结后，设膜内气体压 强为 p2，则Tp11＝Tp22，得 p2＝TT21p1，则肥皂膜内外气体的压强 差 Δp＝p2－p0＝TT21p1－p0. [答案] TT21p1－p0
7
2．(高考全国卷Ⅱ)如图， 两汽缸 A、B 粗细均匀、等高且内壁光 滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A 的直径是 B 的 2 倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两汽 缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝热．两汽缸中各有一厚度 可忽略的绝热轻活塞 a、b，活塞下方充有氮气，活塞 a 上方 充有氧气．当大气压为 p0，外界和汽缸内气体温度均为 7 ℃ 且平衡时，活塞 a 离汽缸顶的距离是汽缸高度的14，活塞 b 在汽缸的正中间．
2
[解析] 墨汁与水混合均匀的过程，是水分子和碳粒做无规 则运动的过程，这种运动与重力无关，也不是化学反应引起 的．微粒越小、温度越高，无规则运动越剧烈，可见，B、C 正确，A、D 错误． [答案] BC
3
1. 关 于 热 现 象 和 热 学 规 律 ， 说 法 正 确 的 是 () A．布朗运动表明，构成悬浮微粒的分子在做无规则运动 B．两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0 的过程中，分子 间的引力和斥力都在减小 C．温度高的物体内能不一定大 D．物体的摄氏温度变化了 1 ℃，其热力学温度变化了 273 K E．两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0 的过程中，它们 的分子势能先减小后增大
4
解析：选 BCE.布朗运动是指微粒的运动，A 错；分子间的引 力和斥力均随分子间距离的增大而减小，B 对；物体的内能 不单是由温度决定的，C 对；摄氏温度变化 1 ℃，热力学温 度变化 1 K，D 错；由分子势能曲线知，E 对．
5
对气体实验定律的考查 (2015·高考重庆卷)北方某地的冬天室外气温很低，吹 出的肥皂泡会很快冻结．若刚吹出时肥皂泡内气体温度为 T1、压强为 p1，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为 T2.整个过程 中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强 为 p0.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差．
解析：由题意可知，当温度为 T0 时 B 管中气体的压强 pB1＝ 30 cmHg 当温度为 2.4T0 时，B 管中气体体积不变，设其压强为 pB2， B 中气体状态变化为等容过程，由查理定律有： pB1＝ pB2 T0 2.4T0 解得：pB2＝72 cmHg 当温度为 T0 时 A 管中气体的压强 pA1＝20 cmHg，体积为 VA1 ＝h1S
17
13
[解析] 设初态压强为 p0，膨胀后 A、B 压强相等，即 pB＝ 1.2p0，B 中气体始末状态温度相等，由玻意耳定律得 p0V0＝1.2p0VB 又 2V0＝VA＋VB
所以 VA＝76V0
对 A 部分气体，由理想气体状态方程得
pT0V0 0＝1.2TpA0VA
所以 TA＝1.4T0.
[答案]
7 6V0
1.4T0
14
3.(2017·河北三市联考)如图 所示，一连通器与贮有水银的瓶 M 用软管 相连，连通器的两直管 A 和 B 竖直放置， 两管粗细相同且上端封闭，直管 A 和 B 内 充有水银，当气体的温度为 T0 时，水银面 的高度差 h＝10 cm，两管空气柱长均为 h1＝10 cm，A 管中 气体的压强 p1＝20 cmHg.现使两管中的气体的温度都升高 到 2.4T0，同时调节 M 的高度，使 B 管中的水银面的高度不 变，求流入 A 管的水银柱的长度．
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由①②③式和题给数据得 T2＝320 K．④ (2)活塞 b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞 a 开始向上 移动，直至活塞上升的距离是汽缸高度的116时，活塞 a 上方 的氧气做等温变化，设氧气初态体积为 V′1，压强为 p′1，末 态体积为 V′2，压强为 p′2，由题给数据和玻意耳定律得 V′1＝14V0，p′1＝p0，V′2＝136V0⑤
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p′1V′1＝p′2V′2⑥
由⑤⑥式得 p′2＝43p0.
答案：(1)320 K
4 (2)3p0
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气体状态方程的应用 如图所示，绝热汽缸 A 与导热汽缸 B 均固定于地面 上，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸均无摩擦．两汽缸内 装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为 V0、温度均 为 T0.缓慢加热 A 中气体，停止加热达到稳定后，A 中气体压 强为原来的 1.2 倍．设环境温度始终保持不变，求汽缸 A 中 气体的体积 VA 和温度 TA.
第十三章 热学
章末热点集训
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对分子动理论的理解 (2015·高考山东卷)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关 于该现象的分析正确的是( ) A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起 的
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设流入 A 管的水银柱的长度为 x，则温度为 2.4T0 时，压强 pA2＝pB2－ρ(h＋x)g＝(62－x) cmHg 体积 VA2＝(h1－x)S A 中气体状态变化符合理想气体状态方程，则 pAT1V0 A1＝p2A.24VTA02 代入数据整理得：x2－72x＋140＝0 解得：x＝2 cm(另一解舍去)． 答案：2 cm
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(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞 b 恰好升至顶部时， 求氮气的温度； (2)继续缓慢加热，使活塞 a 上升．当活塞 a 上升的距离是汽 缸高度的116时，求氧气的压强．
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解析：(1)活塞 b 升至顶部的过程中，活塞 a 不动，活塞 a、b 下方的氮气做等压变化，设汽缸 A 的容积为 V0，氮气初态体 积为 V1，温度为 T1，末态体积为 V2，温度为 T2，按题意， 汽缸 B 的容积为V40，由题给数据和盖－吕萨克定律得 V1＝34V0＋12×V40＝78V0① V2＝34V0＋14V0＝V0② V1＝V2③ T1 T2
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[解析] 肥皂泡内气体做等容变化，冻结后，设膜内气体压 强为 p2，则Tp11＝Tp22，得 p2＝TT21p1，则肥皂膜内外气体的压强 差 Δp＝p2－p0＝TT21p1－p0. [答案] TT21p1－p0
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2．(高考全国卷Ⅱ)如图， 两汽缸 A、B 粗细均匀、等高且内壁光 滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A 的直径是 B 的 2 倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两汽 缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝热．两汽缸中各有一厚度 可忽略的绝热轻活塞 a、b，活塞下方充有氮气，活塞 a 上方 充有氧气．当大气压为 p0，外界和汽缸内气体温度均为 7 ℃ 且平衡时，活塞 a 离汽缸顶的距离是汽缸高度的14，活塞 b 在汽缸的正中间．
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[解析] 墨汁与水混合均匀的过程，是水分子和碳粒做无规 则运动的过程，这种运动与重力无关，也不是化学反应引起 的．微粒越小、温度越高，无规则运动越剧烈，可见，B、C 正确，A、D 错误． [答案] BC
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1. 关 于 热 现 象 和 热 学 规 律 ， 说 法 正 确 的 是 () A．布朗运动表明，构成悬浮微粒的分子在做无规则运动 B．两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0 的过程中，分子 间的引力和斥力都在减小 C．温度高的物体内能不一定大 D．物体的摄氏温度变化了 1 ℃，其热力学温度变化了 273 K E．两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0 的过程中，它们 的分子势能先减小后增大
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解析：选 BCE.布朗运动是指微粒的运动，A 错；分子间的引 力和斥力均随分子间距离的增大而减小，B 对；物体的内能 不单是由温度决定的，C 对；摄氏温度变化 1 ℃，热力学温 度变化 1 K，D 错；由分子势能曲线知，E 对．
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对气体实验定律的考查 (2015·高考重庆卷)北方某地的冬天室外气温很低，吹 出的肥皂泡会很快冻结．若刚吹出时肥皂泡内气体温度为 T1、压强为 p1，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为 T2.整个过程 中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强 为 p0.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差．