熱學(xué)習(xí)題課改市公開課金獎市賽課一等獎?wù)n件

一、熱學(xué)總結(jié)3.抱負(fù)氣體物態(tài)方程或P=nkT其中稱為玻耳茲曼常量1.平衡態(tài):系統(tǒng)在不受外界影響條件下,其宏觀性質(zhì)不隨時間改變狀態(tài).2.準(zhǔn)靜態(tài)過程:一個過程，假如任意時刻中間態(tài)都無限靠近于一個平衡態(tài)，則此過程為準(zhǔn)靜態(tài)過程。顯然，這種過程只有在進行得“無限緩慢”條件下才也許實現(xiàn)。第1頁第1頁4、平衡態(tài)下抱負(fù)氣體壓強公式稱為分子平均平動動能5.分子平均平動動能與溫度關(guān)系溫度T標(biāo)志著物體內(nèi)部分子無規(guī)則運動猛烈程度剛性雙原子分子i=5剛性多原子分子通常i=6單原子分子i=36.自由度i第2頁第2頁7、能量均分原理:在溫度為T平衡態(tài)下,氣體分子每個自由度平均動能都相等,都等于8.分子平均動能對于剛性分子而言，分子平均動能就是分子平均能量.9、抱負(fù)氣體內(nèi)能為10、麥克斯韋分子速率分布定律N:表示系統(tǒng)分子總數(shù)第3頁第3頁dN:表示速率分布在v～v+dv區(qū)間內(nèi)分子數(shù)或dN/N:表示分布在v～v+dv速率區(qū)間分子數(shù)占總分子數(shù)百分比。或dN/N:表示分子出現(xiàn)在v～v+dv速率區(qū)間 概率A.分子分布在v1～v2速率區(qū)間概率f(v):速率分布函數(shù)第4頁第4頁B.歸一化條件C.麥克斯韋速率分布曲線最概然速率（或最可幾速率）v0V2V1面積=f(v)dvvPf(v)得分布曲線或者高而窄（VP?。蛘甙鴮挘╒P大）。從而確保曲線下面積為1第5頁第5頁平均速率方均根速率思考題：求分布在v1-v2速率區(qū)間內(nèi)分子平均速率第6頁第6頁11.功A公式合用條件:(1)準(zhǔn)靜態(tài)過程如：氣體自由膨脹過程中，系統(tǒng)對外作功A＝0(2)外界壓力保持恒定情況下非準(zhǔn)靜態(tài)過程,此時P應(yīng)理解為外界壓強。功大小等于P—V圖上過程曲線下面積。(3)無論是準(zhǔn)靜態(tài)過程，還是非準(zhǔn)靜態(tài)過程，體積不變時，都有A＝0第7頁第7頁Q:系統(tǒng)從外界吸取熱量:系統(tǒng)內(nèi)能增量A:系統(tǒng)對外界作功12.熱力學(xué)第一定律Q、A、均為代數(shù)量但作功是通過物體作有規(guī)則宏觀運動來完畢;而傳遞熱量是通過度子之間互相作用來完畢作功,傳遞熱量都能夠改變系統(tǒng)內(nèi)能第8頁第8頁13、定體（或定容）摩爾熱容(該式適合用于始末狀態(tài)為平衡態(tài)任何過程)14.定壓摩爾熱容A.摩爾數(shù)為抱負(fù)氣體在等壓過程中吸取熱量為B.摩爾熱容比（或比熱比）15、等溫過程所作功邁耶公式物理意義第9頁第9頁16、抱負(fù)氣體準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程絕熱過程功（無論是準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程，還是非準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程，該式均成立。）在P-V圖上,絕熱線比等溫線更陡在P-V圖上,絕熱線上方膨脹線代表過程吸熱，下方膨脹線代表過程放熱。PVOab絕熱線d第10頁第10頁17、循環(huán)過程：△E=0正循環(huán)做正功，逆循環(huán)做負(fù)功；循環(huán)過程中所做凈功數(shù)值等于P-V圖上閉合曲線所包圍面積大小。18、熱機效率Q1是指所有那些吸熱分過程所吸取熱量總和。Q2是指所有那些放熱分過程所放出熱量總和大小。（在這一節(jié)里Q1、Q2、A均取絕對值）第11頁第11頁A是指整個循環(huán)過程中系統(tǒng)對外所作凈功。19、致冷系數(shù)Q2是指從需要被致冷物體中吸取熱量。A是指整個循環(huán)過程中系統(tǒng)對外所作凈功絕對值。20.卡諾循環(huán)：由4個準(zhǔn)靜態(tài)過程（兩個等溫，兩個絕熱）構(gòu)成卡諾循環(huán)效率第12頁第12頁逆向卡諾循環(huán)致冷系數(shù)21.熱力學(xué)第二定律兩種表述A.開爾文表述：不也許制成一個循環(huán)動作熱機,只從單一熱源吸取熱量，使之完全變成有用功而不產(chǎn)生其它影響。如:抱負(fù)氣體等溫膨脹過程不違反熱力學(xué)第二定律開爾文表述。B.克勞修斯表述：熱量不也許自動地從低溫物體傳到高溫物體。第13頁第13頁22、可逆過程和不可逆過程可逆過程：系統(tǒng)復(fù)原且外界也復(fù)原23.熱力學(xué)第二定律實質(zhì)在于指出：一切與熱現(xiàn)象相關(guān)實際宏觀過程都是不可逆。無摩擦準(zhǔn)靜態(tài)過程才是可逆24.熱力學(xué)第二定律統(tǒng)計意義：孤立系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生過程總是向著狀態(tài)幾率增大方向進行.(或：向著熵增長方向進行）開氏表述指出熱功轉(zhuǎn)換過程不可逆,克氏表述指出熱傳導(dǎo)過程不可逆.第14頁第14頁1.如圖所表示，兩個大小不同容器用均勻細管相連，管中有一水銀滴作活塞，大容器裝有氧氣，小容器裝有氫氣.當(dāng)溫度相同時，水銀滴靜止于細管中央，則此時這兩種氣體中(A)氧氣密度較大．(B)氫氣密度較大．(C)密度一樣大．(D)那種密度較大是無法判斷.2.在原則狀態(tài)下，任何抱負(fù)氣體在1中含有分子數(shù)都等于(A)6.02×．(B)6.02×．(C)2.69×．(D)2.69×．

(玻爾茲曼常量k＝1.38×10-23J·K-1)[A][C]第15頁第15頁3.室內(nèi)生起爐子后,溫度從150C上升到270C,設(shè)升溫過程中,室內(nèi)氣壓保持不變,問升溫后室內(nèi)分子數(shù)減少了百分之幾?解：4.假定氧氣熱力學(xué)溫度提升一倍，氧分子所有離解為氧原子，則這些氧原子平均速率是本來氧分子平均速率(A)4倍．(B)2倍(C)倍．(D)

倍．

[B]第16頁第16頁5.0.1mol單原子抱負(fù)氣體，經(jīng)歷一準(zhǔn)靜態(tài)過程abc，ab、bc均為直線。1、求Ta、Tb、Tc。P(105Pa)1.510.50V(10-3m3)123abc2、求氣體在ab和bc過程中吸取熱量，氣體內(nèi)能改變。第17頁第17頁6.設(shè)以氮氣(視為剛性分子抱負(fù)氣體)為工作物質(zhì)進行卡諾循環(huán)，在絕熱膨脹過程中氣體體積增大到本來兩倍，求循環(huán)效率．解:η=24%7．兩個相同容器，一個盛氫氣，一個盛氦氣(均視為剛性分子抱負(fù)氣體)，開始時它們壓強和溫度都相等，現(xiàn)將6J熱量傳給氦氣，使之升高到一定溫度．若使氫氣也升高同樣溫度，則應(yīng)向氫氣傳遞熱量(A)12J．(B)10J．(C)6J．(D)5J．［B］第18頁第18頁ab：cd：解：不是卡諾循環(huán)。8.如圖所表示循環(huán)過程,ab和cd為絕熱過程,bc和da為等體過程,若(1)已知T1和T2,求循環(huán)效率，此循環(huán)是否為卡諾循環(huán)？(2)已知T3和T4，求.Pab(T2)d(T4)V1(T1)VQ1c(T3)V2Q2o第19頁第19頁9.1mol抱負(fù)氣體在T1=400K高溫?zé)嵩磁cT2=300K低溫?zé)嵩撮g作卡諾循環(huán)（可逆），在400K等溫線上起始體積為V1=0.001m3，終止體積為V2=0.005m3，試求此氣體在每一循環(huán)中(普適氣體常量R=8.31J/K.mol)(1)從高溫?zé)嵩次崃縌1(2)氣體所作凈功A第20頁第20頁10．如圖所表示，當(dāng)氣缸中活塞快速向外移動從而使氣體膨脹時，氣體所經(jīng)歷過程(A)是平衡過程，它能用p-V圖上一條曲線表示．(B)不是平衡過程，但它能用p-V圖上一條曲線表示．(C)不是平衡過程，它不能用p-V圖上一條曲線表示．(D)是平衡過程，但它不能用p-V圖上一條曲線表示．[C]第21頁第21頁11.A、B、C三個容器中皆裝有抱負(fù)氣體，它們分子數(shù)密度之比為nA∶nB∶nC＝4∶2∶1，而分子平均平動動能之比為∶∶＝1∶2∶4，則它們壓強之比∶∶＝__________12．依據(jù)能量按自由度均分原理，設(shè)氣體分子為剛性分子，分子自由度數(shù)為i，則當(dāng)溫度為T時，

(1)一個分子平均動能為________．

(2)一摩爾氧氣分子轉(zhuǎn)動動能總和為___1:1:1RT第22頁第22頁13.水蒸氣分解成同溫度氫氣和氧氣，內(nèi)能增長了百分之幾(不計振動自由度和化學(xué)能)？(A)66.7％．(B)50％．(C)25％．(D)0．[C]14.已知1mol某種抱負(fù)氣體(其分子可視為剛性分子)，在等壓過程中溫度上升1K，內(nèi)能增長了20.78J，則氣體對外作功為_____，氣體吸取熱量__________．(普適氣體常量)29.09J8.31J第23頁第23頁15.有摩爾抱負(fù)氣體，作如圖所表示循環(huán)過程acba，其中acb為半圓弧，b-a為等壓線，pc=2pa．令氣體進行a-b等壓過程時吸熱Qab，則在此循環(huán)過程中氣體凈吸熱量

Q___Qab．(填入：＞，＜或＝)第24頁第24頁16.質(zhì)量m＝6.2×10-17g微粒懸浮在27℃液體中，觀測到懸浮粒子方均根速率為1.4cm·s-1．假設(shè)粒子速率服從麥克斯韋速率分布，求阿伏伽德羅常數(shù)．(普適氣體常量R＝8.31J·mol-1·K-1)解得:NA=6.15×1023mol-1．

17.有2×10-3m3剛性雙原子分子抱負(fù)氣體，其內(nèi)能為6.75×102J．(1)試求氣體壓強；(2)設(shè)分子總數(shù)為5.4×1022個，求分子平均平動動能及氣體溫度．(玻爾茲曼常量k＝1.38×10-23J·K-1)第25頁第25頁18.一定量抱負(fù)氣體，從同一狀態(tài)開始使其體積由V1膨脹到2V1，分別經(jīng)歷下列三種過程：(1)等壓過程；(2)等溫過程；(3)絕熱過程．其中：_______過程氣體對外作功最多；_______過程氣體內(nèi)能增長最多；______過程氣體吸取熱量最多．等壓等壓等壓19.一定質(zhì)量抱負(fù)氣體內(nèi)能E隨體積V改變關(guān)系為始終線(其延長線過E~V圖原點)，則此直線表示過程為：(A)等溫過程(B)等壓過程．(C)等體過程．(D)絕熱過程．[B]第26頁第26頁20.所謂第二類永動機是指__________________________________________，它不也許制成是由于違反了________________．從單一熱源吸熱，在循環(huán)中不斷對外作功熱機熱力學(xué)第二定律21.在一個孤立系統(tǒng)內(nèi)，一切實際過程都向著_________________方向進行．這就是熱力學(xué)第二定律統(tǒng)計意義．從宏觀上說，一切與熱現(xiàn)象相關(guān)實際過程都是____________．

不可逆

狀態(tài)幾率增大23．一定量某抱負(fù)氣體按pV2＝恒量規(guī)律膨脹，則膨脹后抱負(fù)氣體溫度(A)將升高．(B)將減少(C)不變．(D)升高還是減少,不能擬定．[B]第27頁第27頁24.設(shè)有下列過程：(1)用活塞緩慢地壓縮絕熱容器中抱負(fù)氣體．(設(shè)活塞與器壁無摩擦)(2)用緩慢地旋轉(zhuǎn)葉片使絕熱容器中水溫上升(3)一滴墨水在水杯中緩慢彌散開.(4)一個不受空氣阻力及其它摩擦力作用單擺擺動.其中是可逆過程為(A)(1)、(2)、(4)．(B)(1)、(2)、(3).(C)(1)、(3)、(4)．(D)(1)、(4)．[D]第28頁第28頁25.不規(guī)則地攪拌盛于絕熱容器中液體，液體溫度在升高，若將液體看作系統(tǒng)，則：(1)外界傳給系統(tǒng)熱量_________零；

(2)外界對系統(tǒng)作功__________零；

(3)系統(tǒng)內(nèi)能增量___________零；（填不小于、等于、小于）等于不小于不小于26.一能量為1012eV宇宙射線粒子，射入一氖管中，氖管內(nèi)充有0.1mol氖氣，若宇宙射線粒子能量所有被氖氣分子所吸取，則氖氣溫度升高了__________K．(1eV＝1.60×10-19J，普適氣體常量R＝8.31J/(mol·K))1.28×10-7第29頁第29頁

27.一定量抱負(fù)氣體，從a態(tài)出發(fā)通過①或②過程到達b態(tài)，acb為等溫線(如圖)，則①、②兩過程中外界對系統(tǒng)傳遞熱量Q1、Q2是(A)Q1>0，Q2>0．(B)Q1<0，Q2<0．(C)Q1>0，Q2<0．(D)Q1<0，Q2>0．

[A]第30頁第30頁28.一定量抱負(fù)氣體經(jīng)歷acb過程時吸熱500J．則經(jīng)歷acbda過程時，吸熱為(A)–1200J．(B)–700J．(C)–400J．(D)700J．［B］第31頁第31頁

29.容積為10L(升)盒子以速率v＝200m/s勻速運動，容器中充有質(zhì)量為50g，溫度為18℃氫氣，設(shè)盒子忽然停止，氣體所有定向運動動能都變?yōu)闅怏w分子熱運動動能，容器與外界沒有熱量互換，則達到熱平衡后；氫氣溫度將增長1.93K；氫氣壓強將增長4.01×104Pa．(普適氣體常量R＝8.31J·mol-1·K-1，氫氣分子可視為剛性分子.)30．下面給出抱負(fù)氣體幾種狀態(tài)改變關(guān)系，指出它們各表示什么過程．(1)pdV=(M/Mmol)RdT表示_________過程．(2)Vdp=(M/Mmol)RdT表示________過程．(3)pdV+Vdp=0表示__________過程．

等壓等體等溫第32頁第32頁36．如圖所表示，已知圖中畫不同斜線兩部分面積分別為S1和S2，那么(1)

假如氣體膨脹過程為a─1─b，則氣體對外做功A＝________；(2)

假如氣體進行a─2─b─1─a循環(huán)過程,則它對外做功A＝____________．-S1.S1+S2;第33頁第33頁5.有一恒溫容器儲某種抱負(fù)氣體，緩慢漏氣，問:1）氣體壓強是否改變？為何？2）容器內(nèi)氣體分子平均平動動能是否改變？為何？3）氣體內(nèi)能是否改變？為何？解：恒溫容器,T不變。ˉTˉ=PRTPVnnˉTˉ=ERTiEnn2=\kTwT23,不變不變第34頁第34頁6.已知f(v)為N個分子構(gòu)成系統(tǒng)速率分布函數(shù)。1）分別寫出圖中陰影面積相應(yīng)數(shù)學(xué)表示式和物理意義。0f(v)vvpf(v)vpf(v)vpv1第35頁第35頁2）闡明下列各式物理意義：

（2）（4）（1）（不小于分子平均速率）（小于分子數(shù)）（單位體積中v-v+dv區(qū)間內(nèi)分子數(shù)）區(qū)間內(nèi)分子平均平動動能)（3）第36頁第36頁

35.一定量抱負(fù)氣體，開始時處于壓強，體積，溫度分別為p1，V1，T1平衡態(tài)，以后變到壓強，體積，溫度分別為p2，V2，T2終態(tài)．若已知V2>V1，且T2=T1，則下列各種說法中正確是：(A)無論經(jīng)歷是什么過程，氣體對外凈作功一定為正值．(B)無論經(jīng)歷是什么過程，氣體從外界凈吸熱一定為正值．(C)若氣體從始態(tài)變到終態(tài)經(jīng)歷是等溫過程，則氣體吸取