2010_0525热力学1

2010年高考热学试题析与解作者：蒋从元来源：《物理教学探讨》2011年第02期摘要：本文对2010年全国高考物理试题的热学部分作分析和解答。

关键词：分子力；功；温度；内能；压强；热力学第一定律；理想气体状态方程中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148(2011)2(S)-0051-21.（全国卷Ⅰ）图1为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。

下列说法正确的是A.当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B.当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C.当r等于r2时，分子间的作用力为零D.在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功析与解当两分子间距离r等于r2时分子间作用力为零，势能最小；当r小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力。

所以上述A错B、C对。

在r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功分子势能减小，D错误。

2.（全国卷Ⅱ）绝热容器被隔板K隔开成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，温度不变析与解在此过程中理想气体经过绝热自由膨胀，气体既没有对外界做功（W=0)，也没有与外界进行热交换（Q=0），由热力学第一定律ΔU=W+Q得知气体在此过程内能不变，温度当然不变，再由理想气体状态方程可知：温度不变时、体积膨胀压强必然减小。

所以只有答案D是对的。

3.（上海卷）一定质量理想气体的状态经历了图3所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在A.ab过程中不断增加B.bc过程中保持不变C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变析与解本题考查对理想气体的P-T图像的理解。

因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A正确；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；连接aO交于cd于e，则ae是等容线，即Vd＜Ve，得Vd＜Va，所以da过程中体积不是保持不变，而是增大，D错误。

器 ， 面及侧 面为隔 热材 料 ， 面 为透 明玻 璃板 。 底 顶
集热 器容 积 为 Ｖ 。 始 时 内部 封 闭 气 体 的 压 强 。开
０ Ａ ０
ｌ Ｂ
为ｐ， ｏ 经过 太 阳曝晒 ， 体 温度 由 Ｔ 一 ３ ０ 升 气 ｏ ０Ｋ
至 Ｔｌ＝ ３ ０ ５ Ｋ。
（ ） 此时气 体 的压强 。 １求 （ ） 持 丁 ＝ ３ ０ 不变 ， ２保 １ ５Ｋ 缓慢 抽 出部分气
体， 使气 体 的压强再 变 回 到 Ｐ 。 集 热器 内剩余 。求
气体 的质量与 原来 总质 量 的 比值 。 断在抽 气 过 判 程 中， 剩余 气 体是 吸热还 是放 热 。 简述 原 因 。 并
出气 口
Ｃ
１
０
Ｄ
１
图
６
解 析 由理 想气 体状 态方 程 ＝ ｃ知 ＝
知， 体积一 定减 小 。
得ｐ一号（ ＋告ｇ） ２ ｐ Ｐ 。 ｚ
③
Ｖ０ ＿ ９ Ｎｏ ４ ９ ｌ２ ．０
（ ３２ １ ． Ｓ） ． Ｏｌ ４６
物
理
教
学
探
讨
第２ ９卷 总 第 ４ ９期 ０
２１ ０ １年 第 ３期 （ 半 月） 上
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ Ｐ ｙ ｉｓ Ｔｅ ｃ ｉｇ ｏ ｒ ａ ｆ ｈ ｓｃ ａ ｈｎ
ＣＴ × １
，
进气 口 ＝
图 ５
故选 Ｂ。
例 ９上海卷第 ２ （ ２题 ）
解 析 本题 （ ） 查查 理定 律 ，２ １考 （）考 查玻
意耳定律 和热 力学第 一定 律 。
如 图 ７所示 ， 上端 开 口的圆 柱 形 气 缸 ，横 截 面 积 为 ５ ×

2010届高考物理专题复习精品学案――热学、光学、原子核(最新)【命题趋向】利用阿伏加德罗常数求分子的直径、分子的质量、估算分子个数以及布朗运动、分子间相互作用力随分子间距离变化的关系、内能、热力学第一、二定律是高考常考知识点，多以难度中等或中等偏下的选择题形式出现。

【考点透视】1．阿伏加德罗常数A N 是联系微量与宏观量的桥梁。

具体表现（摩尔质量0M ，摩尔体积0V ，分子质量1m 分子体积1V ）：①分子的质量：AN M m 01=；②分子的体积（对气体而言是单个分子可占领的空间）：AA N M N V V ρ001==；③分子直径的估算：把固、液体分子球模形316πV d =；立方体模型则31V d =对于气体：31V d =表示分子的间距）④分子数：A A A N V V N M m nN N 00===。

2．扩散现象是分子．．的无规则运动；而布朗运动是悬浮微粒．．．．的无规则运动，是液体分子的无规则运动的反应。

3．分子间存在相互作用力：分子间引力和斥力同时存在，都随间距离的变化而变化，但斥力随距离的变化快。

4．物体的内能：物体内所有分子的动能和势能的总和叫物体的内能。

温度是分子平均动能的标志，分子势能由分子间的相互作用和相对位置决定，分子势能变化与分子力做功有关。

分子力做正功，分子势能减小。

物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定。

改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，它们在改变物体的内能上是等效的，但实质不同，前者属能量的转化，而后者是能量的转移。

5．热力学第一定律的数学表达式为：W Q U +=∆6．热力学第二定律的两种表述的实质是：与热有关的现象自发进行是有方向性的。

7．能量守恒定律是自然界的普遍规律。

8．气体的状态参量的关系：对一定质量的理想气体（实际气体在常温下可视为理想气体）c TPV =（恒量），气体的压强与单位体积的分子数和分子的平均动能有关。

【例题解析】例1 对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是 （ ）A ．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B ．理想气体在等温变化时，内能不改变，因而与外界不发生热交换C ．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动D ．扩散现象说明分子间存在斥力解析：温度越高，分子平均动能越大，但内能不仅与动能有关，还和分子势能有关；对理想气体，温度不变，其内能不变，由热力学第一定律知，仍可以和外界发生热交换；布朗运动不是液体分子的运动，而是固体颗粒的运动，它液体分子的无规则的运动的反应；扩散现象说明分子是永不停息的运动，不能说明分子间是否存在斥力。

5.理想气体在下列过程中，系统与环境的总熵变是多少？
恒温下向真空中膨胀（始态P1、V1、T1末态P2、V2、T2）。 恒温可逆膨胀。
6．一切绝热过程的熵变都等于零，这样理解是否正确？为什么？
7. 进行下述过程时，系统的ΔU、ΔH、ΔS和ΔG何者为零？
（1）非理想气体的卡诺循环；（2）在100℃,101325Pa下1mol水蒸发
（A ）
A. 等于2.5mol B. 等于－2.5mol C. 对不同反应物计算结果不一样 D. 反应物没反应完而无法计算
已知某温度下，∆fHmΘ(CO2)=－393.3kJ/mol，∆cHmΘ(CO)=－ 282.8kJ/mol，则∆fHmΘ(CO)为 （C）－676.1 kJ/mol； （A ） （A）－110.5 kJ/mol ； （B）110.5 kJ/mol ； （D）－172.3 kJ/mol
（B）
在300K时，2mol某理想气体的吉布斯函数G与赫姆霍
兹函数A的差值为 （ C ）
A. G-A=1.247kJ; C. G-A = 4.988kJ; B. G-A= 2.494kJ; D. G-A = 9.977kJ
当10mol N2和20mol H2混合通过合成氨塔，反应一段时间后有5mol NH3生成。对反应式N2+3H2=2NH3，反应进度
ΔrSm,隔离 = ΔrSm,体+ ΔSm,环= 147.6 J· K-1· mol-1
(3) ΔrGm = ΔrHm- TΔrSm= QR' - QR= - 4.400 kJ
Wf = -ΔrGm= 44.000 kJ
2. 2mol单原子理想气体始态为298K，3039.75kPa，经绝热膨胀压 力突然降到1013.25kPa，做了2095 J的功，求该体系的熵变值。 [答 ] 因为是绝热过程，所以Q=0，所以有：