高中一輪復(fù)習物理第十四章熱學

第十四章eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,,,))eq\a\vs4\al(熱學[選修33])考綱要求考情分析分子動理論的基本觀點阿伏加德羅常數(shù)Ⅰ液體的表面張力Ⅰ1.命題規(guī)律本章知識點比較多，而高考重點考查的內(nèi)容包括分子動理論、固體和液體的性質(zhì)、氣體實驗定律及熱力學第一定律等知識。題型一般為選擇＋填空＋計算。2.考查熱點預(yù)計在2019年高考中，對本部分內(nèi)容的考查仍將以分子動理論、熱力學定律及氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用為重點。布朗運動Ⅰ氣體實驗定律Ⅰ分子熱運動速率的統(tǒng)計分布規(guī)律Ⅰ理想氣體Ⅰ溫度內(nèi)能Ⅰ熱力學第一定律Ⅰ氣體壓強的微觀解釋Ⅰ飽和汽未飽和汽飽和汽壓相對濕度Ⅰ晶體和非晶體晶體的微觀結(jié)構(gòu)Ⅰ能源與可持續(xù)發(fā)展Ⅰ液晶Ⅰ實驗十一：用油膜法估測分子的大小[說明]對浸潤和不浸潤現(xiàn)象、毛細現(xiàn)象的解釋不作要求。第66課時分子動理論和內(nèi)能(雙基落實課)知識點一分子動理論和阿伏加德羅常數(shù)1．物體是由大量分子組成的(1)分子的大小①一般無機分子直徑的數(shù)量級約為：10－10m。②一般無機分子質(zhì)量的數(shù)量級約為：10－27～10－25kg。(2)阿伏加德羅常數(shù)：指1mol的任何物質(zhì)中含有相同的微粒個數(shù)，用符號NA表示，NA＝6.02×1023mol－1。2．分子熱運動：分子永不停息的無規(guī)則運動擴散現(xiàn)象指相互接觸的不同物質(zhì)彼此進入對方的現(xiàn)象。溫度越高，擴散越快；擴散可在固體、液體、氣體中進行布朗運動指懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無規(guī)則運動。微粒越小，溫度越高，布朗運動越顯著3．分子間的相互作用力分子間同時存在引力和斥力，且都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但總是斥力變化得較快，如圖所示。(1)當r＝r0時，F(xiàn)引＝F斥，F(xiàn)＝0。(2)當r＜r0時，F(xiàn)引和F斥都隨距離的減小而增大，但F引＜F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為斥力。(3)當r＞r0時，F(xiàn)引和F斥都隨距離的增大而減小，但F引＞F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為引力。(4)當r＞10r0(10－9m)時，F(xiàn)引和F斥都已經(jīng)十分微弱，可以認為分子間沒有相互作用力(F＝0)。[小題練通]1．(滬科教材原題)為了估測一容器中氣體分子間的平均距離，需要知道的物理量是()A．阿伏伽德羅常量、該氣體的質(zhì)量和摩爾質(zhì)量B．阿伏伽德羅常量、該氣體的摩爾質(zhì)量和密度C．阿伏伽德羅常量、該氣體的質(zhì)量和體積D．該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量解析：選B只有已知阿伏伽德羅常量和氣體摩爾體積，才能估測出氣體分子間的平均距離，而只有知道氣體的摩爾質(zhì)量和密度才能計算出氣體摩爾體積，故B正確。2．(人教教材改編題)下列關(guān)于布朗運動的說法正確的是()A．布朗運動就是分子的無規(guī)則運動B．布朗運動證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動C．一鍋水中撒一點胡椒粉，加熱時發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾，這說明溫度越高布朗運動越激烈D．在顯微鏡下可以觀察到煤油中小?；覊m的布朗運動，這說明煤油分子在做無規(guī)則運動解析：選D布朗運動不是液體、固體分子的運動，而是懸浮在液體中固體小顆粒的運動，A、B錯誤，D正確；而胡椒粉顆粒大，其運動不是布朗運動，C錯誤。(1)阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁，常用來進行微觀量的估算。(2)布朗運動不是液體分子的運動，也不是固體顆粒中分子的運動，而是固體小顆粒在液體分子撞擊下的無規(guī)則運動，它間接地反映了液體分子的無規(guī)則運動。(3)分子間的作用力等于分子間引力和斥力的合力，分子引力、斥力都隨距離的減小而增大，而分子力隨分子距離的變化是比較復(fù)雜的。知識點二溫度和內(nèi)能1．溫度兩個系統(tǒng)處于熱平衡時，它們必定具有某個共同的熱學性質(zhì)，把表征這一“共同熱學性質(zhì)”的物理量叫做溫度。一切達到熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)都具有相同的溫度。2．攝氏溫標和熱力學溫標單位規(guī)定關(guān)系攝氏溫標(t)℃在標準大氣壓下，冰的熔點是0_℃，水的沸點是100℃T＝t＋273.15KΔT＝Δt熱力學溫標(T)K零下273.15_℃即為0K3．分子的動能(1)分子動能是分子熱運動所具有的動能。(2)分子熱運動的平均動能是所有分子熱運動的動能的平均值，溫度是分子熱運動的平均動能的標志。(3)分子熱運動的總動能是物體內(nèi)所有分子熱運動動能的總和。4．分子的勢能(1)意義：由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的相對位置決定的能。(2)分子勢能的決定因素①微觀上——決定于分子間距離和分子排列情況；取r→∞處為零勢能處，分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系如圖所示，當r＝r0時分子勢能最小。②宏觀上——決定于體積和狀態(tài)。5．物體的內(nèi)能(1)物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和，是狀態(tài)量。對于給定的物體，其內(nèi)能大小由物體的溫度和體積決定。(2)改變物體內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞。[小題練通]1．(魯科教材改編題)如圖，用溫度計測量質(zhì)量已知的甲、乙、丙三杯水的溫度，根據(jù)測量結(jié)果可以知道()A．甲杯中水的內(nèi)能最少B．甲、乙杯中水的內(nèi)能一樣多C．丙杯中水分子的平均動能最大D．甲杯中水分子的平均動能小于乙杯中水分子的平均動能解析：選AC甲杯中水的質(zhì)量最小，溫度和乙杯中相同，故甲杯中水的內(nèi)能最小，A正確，B錯誤；丙杯中水的溫度最高，水分子的平均動能最大，C正確；甲、乙杯中水的溫度相同，水分子的平均動能相同，D錯誤。2．(粵教教材原題)有甲、乙兩個分子，甲分子固定不動，乙分子由無限遠處逐漸向甲分子靠近，直到不能再靠近為止，在這整個過程中()A．分子力總是對乙分子做正功B．分子勢能先增大后減小C．先是分子力對乙分子做正功，然后乙分子克服分子力做功D．在分子力為零時，分子勢能最小解析：選CD根據(jù)分子力的特點，乙分子由無限遠向甲分子靠近過程中，分子力由引力變?yōu)榱阍僮優(yōu)槌饬Γ瑒t分子力先做正功，再做負功，分子勢能先減小后增大，分子力為零時，分子勢能最小，故A、B錯誤，C、D正確。3．(滬科教材原題)關(guān)于物體的內(nèi)能和分子勢能，下列說法中正確的是()A．物體的速度增大，則分子的動能增加，內(nèi)能也一定增加B．物體溫度不變，內(nèi)能可能變大C．物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，與物體的體積無關(guān)D．把物體舉得越高，分子勢能越大解析：選B物體的速度、高度只改變其機械能，與內(nèi)能、分子勢能無關(guān)，A、D錯誤；物體溫度不變，分子平均動能不變，但分子勢能可能改變，B正確；物體的內(nèi)能與其溫度、體積都有關(guān)，C錯誤。(1)溫度是分子平均動能的標志，而內(nèi)能既包含分子動能，又包含分子勢能。(2)分子力做功是改變分子勢能的原因，從微觀上說，分子距離改變，分子勢能就改變，而從宏觀上說，物體的體積改變，分子勢能就發(fā)生改變。知識點三實驗：用油膜法估測分子的大小1．實驗?zāi)康?1)估測油酸分子的大小。(2)學會間接測量微觀量的原理和方法。2．實驗器材清水、盛水淺盤、膠頭滴管(或注射器)、試劑瓶、坐標紙、玻璃板、痱子粉(或細石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆。3．實驗步驟(1)在方盤中盛入適量的水(約2cm深)，使水處于穩(wěn)定狀態(tài)。(2)用注射器(或膠頭滴管)取事先配好的油酸酒精溶液，逐滴滴入量筒，記下量筒中滴入1mL溶液所需加入溶液的滴數(shù)。(3)將痱子粉均勻地撒在水面上。(4)用注射器(或膠頭滴管)靠近水面將一滴油酸酒精溶液滴在水面上。(5)待油酸膜的面積穩(wěn)定后，把玻璃板放在方盤上，用彩筆描繪出油膜的形狀。4．實驗數(shù)據(jù)油酸酒精溶液中油酸的體積、油膜的面積。5．注意事項(1)實驗前應(yīng)檢查方盤是否干凈。(2)方盤中的水應(yīng)保持穩(wěn)定狀態(tài)，最好靜置一段時間，痱子粉均勻地撒在水面上。(3)向水面滴油酸酒精溶液時，注射器針尖應(yīng)豎直靠近水面，如果離水面太高，可能無法形成油膜。距離最好在1cm左右。(4)計算油膜面積時，以坐標紙上方格的數(shù)目來計算，不足半個的舍去，多于半個的算1個。[小題練通]1．在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中，有下列實驗步驟：①往邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上。②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形狀穩(wěn)定。③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在方格紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和油膜的面積計算出油酸分子直徑的大小。④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積。⑤將玻璃板放在淺盤上，然后用彩筆將油膜的形狀描繪在玻璃板上。完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是____________(填寫步驟前面的數(shù)字)。(2)將1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；測得1cm3的油酸酒精溶液有50滴。現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13m2。由此估算出油酸分子的直徑為________m(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。解析：(1)實驗前需先測量配置好的一滴油酸酒精溶液的體積；再將痱子粉均勻撒在盛有水的淺盤內(nèi)；待痱子粉穩(wěn)定后將一滴油酸酒精溶液滴在撒有痱子粉的水面上；等到油膜的形狀穩(wěn)定后描繪油膜的輪廓；最后利用方格紙計算油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和油膜的面積計算分子直徑。故本實驗的正確順序是④①②⑤③。(2)一滴油酸酒精溶液中油酸的體積為V＝eq\f(1×10－6,50)×eq\f(1,300)m3＝SD，其中S＝0.13m2，故油酸分子的直徑D＝eq\f(V,S)≈5×10－10m。答案：(1)④①②⑤③(2)5×10－102.油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有純油酸0.6mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1mL，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成的油膜的形狀如圖所示。若每一小方格的邊長為25mm，試問：(1)這種估測方法是將每個油酸分子視為________模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為_______油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的________。圖中油酸膜的面積為________m2；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是________m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是________m。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(2)某同學在實驗過程中，在距水面約2cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實驗時觀察到，油膜的面積先擴張后又收縮了一些，這是為什么呢？請寫出你分析的原因：________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)這種估測方法是將每個油酸分子視為球體模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為單分子油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的直徑。由題圖可知油膜面積約占56小格，面積約為S＝56×25×25×10－6m2≈3.5×10－2m2，一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為V＝eq\f(1,50)×eq\f(0.6,1000)×10－6m3＝1.2×10－11m3，油酸分子的直徑約等于油膜的厚度d＝eq\f(V,S)＝eq\f(1.2×10－11,3.5×10－2)m≈3.4×10－10m。(2)略。答案：(1)球體單分子直徑3.5×10－21.2×10－113.4×10－10(2)①水面受到落下的油酸酒精溶液的沖擊，先陷下后又恢復(fù)水平，因此油膜的面積擴張；②油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā)，使油膜的面積收縮(1)油酸膜的面積要用帶方格的坐標紙來估算。計算方格數(shù)時，除整格外，大于半格的算一格，小于半格的舍去。(2)由于滴在水面上的不是純油酸，而是油酸酒精溶液，故油酸的體積需要進行換算。eq\a\vs4\al([課時達標檢測])一、選擇題1．(2018·衡水檢測)關(guān)于擴散現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．溫度越高，擴散進行得越快B．擴散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學反應(yīng)C．擴散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的D．擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生解析：選ACD溫度越高，分子熱運動越激烈，所以擴散進行得越快，故A項正確；擴散現(xiàn)象是分子熱運動引起的，沒有產(chǎn)生新的物質(zhì)，是物理現(xiàn)象，故B項錯誤；擴散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則熱運動產(chǎn)生的，可以在固體、液體、氣體中產(chǎn)生，擴散速度與溫度和物質(zhì)的種類有關(guān)，故C、D項正確。2．(2018·清江中學周練)下列敘述正確的是()A．布朗運動是液體分子的運動，所以它能說明分子永不停息地做無規(guī)則運動B．分子間的距離增大，分子間的作用力做負功，分子勢能增大C．自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過程具有方向性，雖然總能量守恒，但能量品質(zhì)在退化D．相同質(zhì)量的兩種氣體，溫度相同時內(nèi)能也相同解析：選C布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的運動，是液體分子熱運動的反應(yīng)，A項錯誤；分子間距離變大時，若分子間距離小于平衡距離，分子間的作用力做正功，B項錯誤；自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過程具有方向性，雖然總能量守恒，但能量品質(zhì)在退化，C項正確；內(nèi)能是所有物體分子的動能和勢能之和，當溫度相同時，分子的平均動能相同，相同質(zhì)量的兩種氣體，分子個數(shù)可能不同，溫度相同時，內(nèi)能可能不同，D項錯誤。3．(2017·北京高考)以下關(guān)于熱運動的說法正確的是()A．水流速度越大，水分子的熱運動越劇烈B．水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運動停止C．水的溫度越高，水分子的熱運動越劇烈D．水的溫度升高，每一個水分子的運動速率都會增大解析：選C水流的速度是機械運動的速度，不同于水分子無規(guī)則熱運動的速度，A項錯誤；分子永不停息地做無規(guī)則熱運動，B項錯誤；溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，分子的熱運動越劇烈，C項正確；水的溫度升高，水分子的平均動能增大，即水分子的平均運動速率增大，但不是每一個水分子的運動速率都增大，D項錯誤。4．若某種實際氣體分子的作用力表現(xiàn)為引力，則一定質(zhì)量的該氣體內(nèi)能的大小與氣體體積和溫度的關(guān)系是()A．如果保持其體積不變，溫度升高，內(nèi)能增大B．如果保持其體積不變，溫度升高，內(nèi)能減少C．如果保持其溫度不變，體積增大，內(nèi)能不變D．如果保持其溫度不變，體積增大，內(nèi)能減少解析：選A若保持氣體的體積不變，則分子勢能不變，溫度升高，分子的平均動能變大，故氣體的內(nèi)能增大，A項正確，B項錯誤；若保持氣體的溫度不變，氣體分子的平均動能不變，體積增大，分子間的引力做負功，分子勢能增大，故氣體的內(nèi)能增大，C、D項錯誤。5．1g100℃的水和1g100℃的水蒸氣相比較，下列說法正確的是()A．分子的平均動能和分子的總動能都相同B．分子的平均動能相同，分子的總動能不同C．內(nèi)能相同D．1g100℃的水的內(nèi)能小于1g100℃的水蒸氣的內(nèi)能解析：選AD溫度相同則分子平均動能相同；又因為1g水和1g水蒸氣的分子數(shù)相同，因而它們的分子總動能相同，A項正確，B項錯誤；當100℃的水變成100℃的水蒸氣時，分子間距離變大，分子力做負功，分子勢能增加，該過程吸收熱量，所以1g100℃的水的內(nèi)能小于1g100℃的水蒸氣的內(nèi)能，C項錯誤，D項正確。6．(2018·吉林實驗中學模擬)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標為r0，相距很遠的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近。若兩分子相距無窮遠時，分子勢能為零，下列說法正確的是()A．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能增大，勢能也增大B．在r<r0階段，F(xiàn)做負功，分子動能減小，勢能增大C．在r＝r0時，分子勢能為零D．分子動能和勢能之和在整個過程中不變解析：選BD在r＞r0階段，兩分子間的斥力和引力的合力F表現(xiàn)為引力，兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近，F(xiàn)做正功，分子動能增大，勢能減小，選項A錯誤；在r＜r0階段，兩分子間的斥力和引力的合力F表現(xiàn)為斥力，F(xiàn)做負功，分子動能減小，勢能增大，選項B正確；在整個過程中，只有分子力做功，分子動能和勢能之和保持不變，在r＝r0時，分子勢能為負值，選項C錯誤，D正確。二、非選擇題7．(2018·上海模擬)(1)如圖所示的四個圖反映“用油膜法估測分子的大小”實驗中的四個步驟，將它們按操作先后順序排列應(yīng)是________(用符號表示)。(2)用“油膜法”來粗略估測分子的大小，利用了一些科學的近似處理，這些處理有：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)“用油膜法估測分子的大小”實驗步驟為：配制油酸酒精溶液→測定一滴油酸酒精溶液的體積→準備淺水盤→形成油膜→描繪油膜邊緣→測量油膜面積→計算分子直徑。易知操作先后順序排列應(yīng)是d、a、c、b。(2)在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，利用的近似處理有：油膜是呈單分子分布的，把油酸分子看成球形，分子之間沒有空隙。答案：(1)dacb(2)把在水面上盡可能擴散開的油膜視為單分子油膜，把形成油膜的分子看成緊密排列的球形分子，認為油酸分子是一個挨一個排列的8．(2018·南京、鹽城聯(lián)考)已知常溫常壓下CO2氣體的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則在該狀態(tài)下容器內(nèi)體積為V的CO2氣體含有的分子數(shù)為________。在3km的深海中，CO2濃縮成近似固體的硬膠體，此時若將CO2分子看成直徑為d的球，則該容器內(nèi)CO2氣體全部變成硬膠體后體積約為________。解析：體積為V的CO2氣體質(zhì)量m＝ρV，則分子數(shù)n＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(ρVNA,M)。CO2濃縮成近似固體的硬膠體，分子個數(shù)不變，則該容器內(nèi)CO2氣體全部變成硬膠體后體積約為：V′＝n·eq\f(1,6)πd3＝eq\f(πd3ρVNA,6M)。答案：eq\f(ρVNA,M)eq\f(πd3ρVNA,6M)9．(2018·南陽質(zhì)檢)在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測得1mL上述溶液為75滴。把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆在玻璃板上描出油膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標中正方形方格的邊長為1cm。則(1)油酸薄膜的面積是________cm2。(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是______mL。(取一位有效數(shù)字)(3)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子直徑約為________m。(取一位有效數(shù)字)解析：(1)由題圖可知正方形的個數(shù)為115個，則油酸膜的面積約為S＝115cm2。(2)每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積V＝1×eq\f(6,104)×eq\f(1,75)mL＝8×10－6mL。(3)把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，則油酸分子直徑d＝eq\f(V,S)＝eq\f(8×10－6×10－6,115×10－4)m≈7×10－10m。答案：(1)115±3(2)8×10－6(3)7×10－1010．(2017·江蘇高考)(1)圖甲和乙是某同學從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時間間隔均為30s，兩方格紙每格表示的長度相同。比較兩張圖片可知：若水溫相同，________(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，________(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運動較劇烈。(2)科學家可以運用無規(guī)則運動的規(guī)律來研究生物蛋白分子。資料顯示，某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66kg/mol，其分子可視為半徑為3×10－9m的球，已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol－1。請估算該蛋白的密度。(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析：(1)影響布朗運動快慢的因素有兩個，即懸浮顆粒的大小和液體溫度，顆粒越小布朗運動越明顯，液體溫度越高布朗運動越明顯，從題圖可以看出，乙中炭粒的布朗運動明顯，因此溫度相同時，甲中炭粒的顆粒大；顆粒相同時，乙中水的溫度高，水分子的熱運動較劇烈。(2)摩爾體積V＝eq\f(4,3)πr3NA[或V＝(2r)3NA]由密度ρ＝eq\f(M,V)，解得ρ＝eq\f(3M,4πr3NA)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或ρ＝\f(M,8r3NA)))代入數(shù)據(jù)得ρ＝1×103kg/m3(或ρ＝5×102kg/m3,5×102～1×103kg/m3均可)。答案：(1)甲乙(2)1×103kg/m3(或5×102kg/m3，5×102～1×103kg/m3均可)第67課時固體、液體和氣體(雙基落實課)知識點一固體的性質(zhì)晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則熔點確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性原子排列有規(guī)則，但多晶體中每個單晶體間的排列無規(guī)則無規(guī)則形成與轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的晶體。同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，有些晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為非晶體典型物質(zhì)石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香[小題練通]1．(粵教教材原題)關(guān)于晶體和非晶體，下列說法中哪些是正確的()A．各向同性的物質(zhì)一定沒有確定的熔點B．晶體熔化時溫度和內(nèi)能都不變C．通常的金屬材料是各向同性的，所以這些金屬都是非晶體D．晶體和非晶體在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化解析：選D多晶體是各向同性的，但有確定的熔點，A錯誤；晶體熔化時溫度不變而內(nèi)能增加，B錯誤；通常的金屬都是多晶體，C錯誤；晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，D正確。2．(滬科教材原題)關(guān)于晶體和非晶體，下列說法中正確的是()A．可以根據(jù)各向同性或各向異性來鑒別晶體和非晶體B．一塊均勻薄片，沿各個方向?qū)λ┘永?，發(fā)現(xiàn)其強度一樣，則此薄片一定是非晶體C．一個固體球，如果沿其各條直徑方向的導(dǎo)電性不同，則該球一定是單晶體D．一塊晶體，若其各個方向的導(dǎo)熱性相同，則這塊晶體一定是多晶體解析：選C只有單晶體才有各向異性，A錯誤；薄片沿各個方向的強度一樣，可能是多晶體，B錯誤；單晶體才有各向異性，C正確；單晶體并非所有物理性質(zhì)都表現(xiàn)為各向異性，故各個方向的導(dǎo)熱性相同的晶體也可能是單晶體，D錯誤。(1)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體。(3)只要是具有確定熔點的物體必定是晶體，反之，必是非晶體。(4)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。知識點二液體的表面張力和液晶1．液體的表面張力(1)作用：液體的表面張力使液面具有收縮到表面積最小的趨勢。(2)方向：表面張力跟液面相切，且跟這部分液面的分界線垂直。(3)浸潤和不浸潤附著層內(nèi)液體分子間距比液體內(nèi)部小，表現(xiàn)為浸潤；附著層內(nèi)液體分子間距比液體內(nèi)部大，表現(xiàn)為不浸潤。(4)毛細現(xiàn)象一種現(xiàn)象是浸潤液體在細管中上升，另一種現(xiàn)象是不浸潤液體在細管中下降。2．液晶(1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向異性，又可以自由移動位置，保持了液體的流動性。(2)液晶分子的位置無序使它像液體，排列有序使它像晶體。(3)液晶分子的排列從某個方向看比較整齊，而從另外一個方向看則是雜亂無章的。[小題練通]1．(粵教教材原題)下列現(xiàn)象中，與液體表面張力有關(guān)的是()A．小縫衣針漂浮在水面上B．小木船漂浮在水面上C．荷葉上的小水珠呈球形D．慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不會流下來解析：選ACD小縫衣針能漂浮在水面上，荷葉上的小水珠呈球形，水面能稍高出杯口，都和液體表面張力有關(guān)，而小木船漂浮在水面上不是表面張力造成的，故選A、C、D。2．(滬科教材原題)關(guān)于草、樹葉上的露珠呈球形的原因，下列說法中正確的是()A．露珠呈球形只是因為重力的作用B．露珠受到重力的影響比表面張力小得多，露珠呈球形只能是因為表面張力的作用C．重力和表面張力互相平衡，露珠呈球形是因為水的黏合力D．露珠呈球形是因為重力和表面張力的同時作用解析：選B露珠呈球形是液體表面張力造成的，與重力無關(guān)，B正確。3．(粵教教材原題)關(guān)于液晶的分子排列，下列說法正確的是()A．液晶分子在特定方向排列整齊B．液晶分子的排列不穩(wěn)定，外界條件的微小變動都會引起液晶分子排列變化C．液晶分子的排列整齊而且穩(wěn)定D．液晶的物理性質(zhì)穩(wěn)定解析：選AB液晶既具有液體的流動性又具有晶體的各向異性，故在特定方向上排列整齊，液晶的分子排列是不穩(wěn)定的，外界的微小擾動就能引起液晶分子排列的變化，故A、B正確，C錯誤；液晶具有液體的流動性，其物理性質(zhì)并不穩(wěn)定，故D錯誤。(1)表面張力實質(zhì)是表面層里的液體分子間的相互作用力的宏觀表現(xiàn)。(2)液晶既不是液體也不是晶體。液晶既具有液體的流動性，又具有晶體物理性質(zhì)的各向異性。知識點三飽和汽未飽和汽和飽和汽壓相對濕度1．飽和汽與未飽和汽(1)飽和汽：與液體處于動態(tài)平衡的蒸汽。(2)未飽和汽：沒有達到飽和狀態(tài)的蒸汽。2．飽和汽壓(1)定義：飽和汽所具有的壓強。(2)特點：飽和汽壓隨溫度而變。溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān)。3．濕度(1)定義：空氣的潮濕程度。(2)絕對濕度：空氣中所含水蒸氣的壓強。(3)相對濕度：在某一溫度下，空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和汽壓之比，稱為空氣的相對濕度，即相對濕度(B)＝eq\f(水蒸氣的實際壓強p,同溫度水的飽和汽壓ps)×100%。[小題練通]1．(魯科教材改編題)在溫度不變的情況下，增大液面上方飽和汽的體積，待氣體重新達到飽和時，下面說法正確的是()A．飽和汽的質(zhì)量不變，飽和汽的密度減小B．飽和汽的密度不變，飽和汽的壓強也不變C．飽和汽的密度不變，飽和汽的壓強增大D．飽和汽的質(zhì)量增大，飽和汽的壓強不變解析：選BD增大液面上方飽和汽的體積，氣體重新達到飽和時，飽和汽的質(zhì)量增大，密度和壓強都不變，故B、D正確。2．(2018·鹽城模擬)某地凌晨2時氣溫為10℃，空氣的相對濕度為98%,10℃時水的飽和汽壓為1.2×103Pa。若當天空氣中水蒸氣的壓強不變，則當天空氣中水蒸氣的壓強__________(填“略大于”或“略小于”)1.2×103Pa。下午15時氣溫為25℃，空氣的相對濕度________(填“大于”或“小于”)98%。解析：根據(jù)相對濕度(B)＝eq\f(水蒸氣的實際壓強p,同溫下水的飽和汽壓ps)×100%，得出水蒸氣的實際壓強(p)＝相對濕度(B)×同溫下水的飽和汽壓(ps)，則當天空氣中水蒸氣的壓強略小于1.2×103Pa。下午溫度變大，水的飽和汽壓變大，空氣的相對濕度小于98%。答案：略小于小于(1)飽和汽壓只是指空氣中這種液體蒸氣的分氣壓，與其他氣體的壓強無關(guān)。飽和汽壓與溫度和物質(zhì)種類有關(guān)。(2)人對空氣干濕程度的感覺是由相對濕度決定的，相對濕度較大時，空氣的絕對濕度不一定大。(3)相對濕度和絕對濕度與溫度都有關(guān)系。在絕對濕度不變的情況下，溫度越高，相對濕度越小，人感覺越干燥；溫度越低，相對濕度越大，人感覺越潮濕。知識點四氣體的性質(zhì)1．氣體分子運動的特點(1)氣體分子間距較大，分子力可以忽略，因此分子間除碰撞外不受其他力的作用，故氣體能充滿整個空間。(2)分子做無規(guī)則的運動，速率有大有小，且時時變化，大量分子的速率按“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布。(3)溫度升高時，速率小的分子數(shù)減少，速率大的分子數(shù)增多，分子的平均速率將增大，但速率分布規(guī)律不變。2．氣體的壓強(1)產(chǎn)生原因：由于氣體分子無規(guī)則的熱運動，大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生持續(xù)而穩(wěn)定的壓力。(2)大?。簹怏w的壓強在數(shù)值上等于氣體作用在單位面積上的壓力。公式：p＝eq\f(F,S)。(3)決定因素①宏觀上：決定于氣體的溫度和體積。②微觀上：決定于分子的平均動能和分子數(shù)密度。[小題練通]1．(人教教材改編題)對一定質(zhì)量的氣體來說，下列幾點能做到的是()A．保持壓強和體積不變而改變它的溫度B．保持壓強不變，同時升高溫度并減小體積C．保持溫度不變，同時增加體積并減小壓強D．保持體積不變，同時增加壓強并降低溫度解析：選C由理想氣體的狀態(tài)方程可知，氣體的壓強取決于氣體的溫度和體積，這三個量是相互聯(lián)系的，可以確定C正確，A、B、D錯誤。2．氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是()A．圖中兩條曲線下面積相等B．圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100℃時的情形C．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目D．與0℃時相比，100℃時氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大解析：選AB根據(jù)題圖圖線的物理意義可知，曲線下的面積表示總分子數(shù)，所以圖中兩條曲線下面積相等，選項A正確；溫度是分子平均動能的標志，且溫度越高，速率大的分子比例越大，所以圖中實線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較大的情形，虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形，選項B正確；根據(jù)曲線不能求出任意區(qū)間的氧氣分子數(shù)目，選項C錯誤；由圖線可知100℃時的氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比比0℃時的百分比小，選項D錯誤。平衡狀態(tài)下氣體壓強的求法平衡法選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象進行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強等壓法在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強相等。液體內(nèi)深h處的總壓強p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強液片法選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側(cè)壓強相等方程，求得氣體的壓強eq\a\vs4\al([課時達標檢測])一、選擇題1．下列說法正確的是()A．把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面，這是由于水表面存在表面張力B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，這是因為油脂使水的表面張力增大C．在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果D．當兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開，這是由于水膜具有表面張力解析：選AC水的表面張力托起針，A項正確；水在油脂上表現(xiàn)為不浸潤，在干凈的玻璃上表現(xiàn)為浸潤，B項錯誤；當宇宙飛船繞地球飛行時，里面的所有物體均處于完全失重狀態(tài)，此時自由飄浮的水滴在表面張力作用下呈現(xiàn)球形，C項正確；在垂直于玻璃板方向很難將夾有水膜的玻璃板拉開，是大氣壓的作用，D項錯誤。2．(2018·泰興一中測試)下列屬于液晶分子示意圖的是()解析：選B由題圖可知，分子排列規(guī)則的A、C項示意圖屬于固體，分子排列最不規(guī)則的D項圖屬于液體，液晶具有流動性，但不能像液體一樣任意流動，故B項圖屬于液晶分子示意圖。3．關(guān)于固體、液體和氣體，下列說法正確的是()A．固體可以分為晶體和非晶體兩類，非晶體和多晶體都沒有規(guī)則的幾何形狀B．液晶像液體一樣具有流動性，而其光學性質(zhì)與某些多晶體相似，具有各向同性C．空氣的相對濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強越接近同一溫度時水的飽和汽壓D．大量氣體分子做無規(guī)則運動，速率有大有小，但分子的速率按“中間少，兩頭多”的規(guī)律分布解析：選AC固體可以分為晶體和非晶體兩類，單晶體有規(guī)則的幾何外形，多晶體和非晶體沒有規(guī)則的幾何外形，故A項正確；液晶像液體一樣具有流動性，而其光學性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，故B項錯誤；相對濕度為水蒸氣的實際壓強與相同溫度下水的飽和汽壓的比值的百分數(shù)，空氣的相對濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強越接近同一溫度時水的飽和汽壓，故C項正確；大量氣體分子做無規(guī)則運動，速率有大有小，但分子的速率按“中間多，兩頭少”的規(guī)律分布，故D項錯誤。4．(2018·南京、鹽城高三模擬)一瓶礦泉水喝完一半之后，把瓶蓋擰緊，不久瓶內(nèi)水的上方形成了水的飽和汽。當溫度變化時，下列表示瓶內(nèi)水的飽和汽壓與溫度變化關(guān)系的圖像正確的是()解析：選B對于同一種液體，飽和汽壓隨溫度升高而增大，故B項正確。5．下列說法正確的是()A．水的飽和汽壓隨溫度的升高而減小B．液體的表面張力是由液體表面層分子之間的相互排斥引起的C．空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度時水的飽和汽壓之比叫做空氣的相對濕度D．雨水沒有透過布雨傘是因為液體有表面張力解析：選CD水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大，A錯誤；液體的表面張力是由液體表面層分子之間的相互吸引而引起的，B錯誤；由相對濕度的定義知，C正確；由液體表面張力的特點知，D正確。6．(2018·南京模擬)對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列論述中正確的是()A．若單位體積內(nèi)分子個數(shù)不變，當分子熱運動加劇時，壓強一定變大B．若氣體的壓強不變而溫度降低時，則單位體積內(nèi)分子個數(shù)一定增加C．若氣體的壓強不變而溫度降低時，則單位體積內(nèi)分子個數(shù)可能不變D．若氣體體積減小，溫度升高，單位時間內(nèi)分子對器壁的撞擊次數(shù)增多，平均撞擊力增大，因此壓強增大解析：選ABD氣體壓強的大小取決于氣體分子的平均動能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)兩個因素。若單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，當分子熱運動加劇時，決定壓強的兩個因素中一個不變，一個增大，故氣體的壓強一定變大，A對；若氣體的壓強不變而溫度降低時，氣體的體積一定減小，故單位體積內(nèi)的分子個數(shù)一定增加，B對，C錯；由氣體壓強產(chǎn)生的原因知，D對。二、非選擇題7．在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟，用燒熱的針接觸其上一點，石蠟熔化的范圍分別如圖(a)、(b)、(c)所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關(guān)系如圖(d)所示。則由此可判斷出甲為________，乙為________，丙為________。(填“單晶體”、“多晶體”或“非晶體”)解析：單晶體表現(xiàn)為各向異性，熔化范圍在晶體薄片表面的石蠟呈橢圓形。非晶體和多晶體表現(xiàn)為各向同性，則熔化范圍在非晶體和多晶體薄片表面的石蠟呈圓形，因此丙為單晶體，甲、乙可能是多晶體與非晶體，根據(jù)題圖(d)可知，甲為多晶體，乙是非晶體。答案：多晶體非晶體單晶體8．(2018·淮安模擬)如圖所示表示一個平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情況，圖上畫出了三條等長線AB、AC和AD，在這三條線上物質(zhì)微粒的數(shù)目均________(填“相同”或“不同”)，可以得出結(jié)論：晶體的物理性質(zhì)是________(填“各向同性”或“各向異性”)的。解析：題圖所示三條線上晶體物質(zhì)微粒的數(shù)目均不同，又三條線等長，從而得出結(jié)論為：晶體的物理性質(zhì)是各向異性的。答案：不同各向異性9．(2018·南通調(diào)研)某日中午，南通市空氣相對濕度為65%，將一瓶水倒去一部分，擰緊瓶蓋后的一小段時間內(nèi)，單位時間內(nèi)進入水中的水分子數(shù)________(選填“多于”“少于”或“等于”)從水面飛出的分子數(shù)。再經(jīng)過一段時間后，瓶內(nèi)水的上方形成飽和汽，此時瓶內(nèi)氣壓________(選填“大于”“小于”或“等于”)外界大氣壓。解析：在形成飽和汽前，單位時間內(nèi)回到水中的分子數(shù)少于從水面飛出的分子數(shù)。在瓶內(nèi)既有飽和汽產(chǎn)生的壓強，又有氣體壓強，則瓶內(nèi)氣壓大于外界大氣壓。答案：少于大于10．(2018·臨沂質(zhì)檢)如圖所示兩個汽缸質(zhì)量均為M，內(nèi)部橫截面積均為S，兩個活塞的質(zhì)量均為m，左邊的汽缸靜止在水平面上，右邊的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下。不計活塞與汽缸壁間的摩擦，兩個汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的氣體A、B，大氣壓強為p0，求封閉氣體A、B的壓強各多大？解析：題圖甲中選活塞m為研究對象得pAS＝p0S＋mg解得pA＝p0＋eq\f(mg,S)題圖乙中選汽缸M為研究對象得pBS＋Mg＝p0S解得pB＝p0－eq\f(Mg,S)。答案：p0＋eq\f(mg,S)p0－eq\f(Mg,S)第68課時氣體實驗定律和熱力學定律(重點突破課)eq\a\vs4\al([基礎(chǔ)點·自主落實])[必備知識]1．氣體實驗定律玻意耳定律查理定律蓋—呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強與體積成反比一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強與熱力學溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積與熱力學溫度成正比表達式p1V1＝p2V2或pV＝常量eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)或eq\f(p,T)＝常量eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)或eq\f(V,T)＝常量圖像Ta<TbVa<Vbpa<pb2．理想氣體狀態(tài)方程(1)理想氣體：在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律的氣體。(2)一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C(常量)。3．熱力學第一定律(1)內(nèi)容：一個熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和。(2)表達式：ΔU＝Q＋W。(3)符號法則符號WQΔU＋外界對物體做功物體吸收熱量內(nèi)能增加－物體對外界做功物體放出熱量內(nèi)能減小[小題熱身]1．(2016·全國Ⅲ卷)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是()A．質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同B．氣體溫度不變，整體運動速度越大，其內(nèi)能越大C．氣體被壓縮時，內(nèi)能可能不變D．一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E．一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加解析：選CDE氣體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度和體積決定，質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能可能不同，A錯誤；內(nèi)能與物體的運動速度無關(guān)，B錯誤；氣體被壓縮時，同時對外傳熱，根據(jù)熱力學第一定律知內(nèi)能可能不變，C正確；一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，D正確；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，一定量的某種理想氣體在壓強不變的情況下，體積變大，則溫度一定升高，內(nèi)能一定增加，E正確。2．(2017·江蘇高考)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V-T圖像如圖所示。下列說法正確的有()A．A→B的過程中，氣體對外界做功B．A→B的過程中，氣體放出熱量C．B→C的過程中，氣體壓強不變D．A→B→C的過程中，氣體內(nèi)能增加解析：選BC由題圖可知，從A到B氣體的體積減小，外界對氣體做功，A項錯誤；從A到B過程氣體的溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體放出熱量，B項正確；從B到C過程中eq\f(V,T)是一個常數(shù)，氣體發(fā)生的是等壓變化，氣體的溫度降低，內(nèi)能減少，C項正確，D項錯誤。3．(2015·江蘇高考)給某包裝袋充入氮氣后密封，在室溫下，袋中氣體壓強為1個標準大氣壓、體積為1L。將其緩慢壓縮到壓強為2個標準大氣壓時，氣體的體積變?yōu)?.45L。請通過計算判斷該包裝袋是否漏氣。解析：若不漏氣，設(shè)加壓后的體積為V1，由玻意耳定律知：p0V0＝p1V1，代入數(shù)據(jù)得V1＝0.5L，因為0.45L<0.5L，說明包裝袋漏氣。答案：漏氣eq\a\vs4\al([重難點·師生互動])重難點(一)氣體實驗定律和狀態(tài)方程的應(yīng)用[典例](2018·南京調(diào)研)如圖所示，足夠長的汽缸豎直放置，其橫截面積S＝1×10－3m2，汽缸內(nèi)有質(zhì)量m＝2kg的活塞，活塞與汽缸壁之間密封良好，不計摩擦。開始時活塞被銷釘K固定于圖示位置，離缸底L1＝12cm，此時汽缸內(nèi)被封閉氣體的壓強p1＝1.5×105Pa，溫度T1＝300K。大氣壓強p0＝1.0×105Pa，取重力加速度g＝10m/s2。(1)現(xiàn)對密閉氣體加熱，當溫度升到T2＝400K時，其壓強p2多大？(2)此后拔去銷釘K，活塞開始向上運動，當它最后靜止在某一位置時，汽缸內(nèi)氣體的溫度降為T3＝360K，則這時活塞離缸底的距離L3為多少？[解析](1)對密閉氣體加熱，氣體做等容變化，由eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，解得p2＝2.0×105Pa。(2)活塞受力平衡，故封閉氣體壓強為p3＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.2×105Pa，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有eq\f(p2V2,T2)＝eq\f(p3V3,T3)，其中V2＝L1S，V3＝L3S，解得L3＝18cm。[答案](1)2.0×105Pa(2)18cm利用氣體實驗定律和狀態(tài)方程解題的基本思路[集訓(xùn)沖關(guān)]1.如圖所示，一粗細均勻、左端開口、右端封閉、左右兩管等長的U形玻璃管豎直放置，左管的下部封有長l1＝25.0cm的空氣柱，中間有一段長l2＝25.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長度l3＝40.0cm，水平部分管長l4＝35.0cm。已知大氣壓強為p0＝75.0cmHg，空氣視為理想氣體?，F(xiàn)將一活塞(圖中未畫出)從左管開口處緩慢往下推，使管中水銀剛好全部進入水平管中。假設(shè)活塞下推過程中沒有漏氣，空氣柱溫度與外界溫度始終一致，求活塞下推的距離。解析：以cmHg為壓強單位，在活塞下推前，左管下部空氣柱的壓強為p1＝p0＋l2活塞下推后，右管中空氣柱的壓強為p1′，由玻意耳定律得p1(l3＋l2＋2l1＋l4)＝p1′(l3＋l2＋l1＋l4－l2)設(shè)活塞下推距離為Δx，則此時左管中空氣柱的長度為l3′＝l3＋l2＋l1－Δx設(shè)此時左管中空氣柱的壓強為p3′，則p3′＝p1′由玻意耳定律得p0l3＝p3′l3′解得Δx＝70.0cm。答案：70.0cm2.如圖所示，絕熱汽缸A與導(dǎo)熱汽缸B均固定在地面上，由剛性桿連接的絕熱活塞與兩汽缸間均無摩擦。兩汽缸內(nèi)裝有處于平衡狀態(tài)的理想氣體，開始時體積均為V0、溫度均為T0。緩慢加熱A中氣體，停止加熱達到穩(wěn)定后，A中氣體壓強為原來的1.2倍。設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變，求汽缸A中氣體的體積VA和溫度TA。解析：設(shè)初態(tài)壓強為p0，加熱后A、B壓強相等，即pB＝pA＝1.2p0B中氣體始末狀態(tài)溫度相等，由玻意耳定律得p0V0＝1.2p0VB，又2V0＝VA＋VB，所以VA＝eq\f(7,6)V0對A中氣體，由理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p0V0,T0)＝eq\f(1.2p0VA,TA)所以TA＝1.4T0。答案：eq\f(7,6)V01.4T0重難點(二)氣體狀態(tài)變化的圖像問題[典例](2018·常州檢測)某次測量中在地面釋放一體積為8L的氫氣球，發(fā)現(xiàn)當氣球升高到1600m時破裂。實驗表明氫氣球內(nèi)外壓強近似相等，當氫氣球體積膨脹到8.4L時即破裂。已知地面附近大氣的溫度為27℃，常溫下當?shù)卮髿鈮弘S高度的變化如圖所示。求高度為1600m處大氣的攝氏溫度。[解析]由題圖得，在地面球內(nèi)氣體壓強：p1＝76cmHg1600m處球內(nèi)氣體壓強：p2＝70cmHg由理想氣體狀態(tài)方程得：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，解得T2＝eq\f(p2V2,p1V1)T1＝eq\f(70×8.4,76×8)×300K≈290Kt2＝(290－273)℃＝17℃。[答案]17℃(1)在氣體狀態(tài)變化的圖像中，溫度軸要選擇熱力學溫標T，對應(yīng)的pT、VT圖像的延長線才會過原點。(2)為了更直觀準確地描述氣體的等溫變化過程，可以把pV曲線圖像改造為peq\f(1,V)直線圖像，且圖像的延長線也過原點。[集訓(xùn)沖關(guān)]1．一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的a→b、b→c、c→d、d→a四個過程，其中bc的延長線通過原點，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在()A．a(chǎn)→b過程中不斷增加B．b→c過程中保持不變C．c→d過程中不斷增加D．d→a過程中保持不變解析：選AB由題圖可知，a→b氣體溫度不變，壓強減小，所以體積增大，由bc的延長線通過原點知，氣體的eq\f(p,T)不變，則b→c氣體等容變化，體積不變，A、B項正確；c→d氣體壓強不變，溫度降低，所以體積不斷減小，d→a氣體的eq\f(p,T)減小，由eq\f(pV,T)＝常量知，體積不斷增大，C、D項錯誤。2．(2018·蘭州一模)一定質(zhì)量的理想氣體體積V與熱力學溫度T的關(guān)系圖像如圖所示，氣體在狀態(tài)A時的壓強pA＝p0，溫度TA＝T0，AB與V軸平行，BC的延長線過原點。求：(1)氣體在狀態(tài)B時的壓強pB；(2)氣體在狀態(tài)C時的壓強pC和溫度TC。解析：(1)由A到B是等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有：pAVA＝pBVB解得：pB＝eq\f(p0,2)。(2)由B到C是等壓變化，根據(jù)蓋—呂薩克定律得：eq\f(VB,TB)＝eq\f(VC,TC)解得：TC＝eq\f(T0,2)由A到C是等容變化，根據(jù)查理定律得：eq\f(pA,TA)＝eq\f(pC,TC)解得：pC＝eq\f(p0,2)。答案：(1)eq\f(p0,2)(2)eq\f(p0,2)eq\f(T0,2)重難點(三)熱力學第一定律1．熱力學第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種改變內(nèi)能的過程是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系。此定律是標量式，應(yīng)用時功、內(nèi)能、熱量的單位應(yīng)統(tǒng)一為國際單位焦耳。2．三種特殊情況(1)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加。(2)若過程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加。(3)若過程的始、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q，外界對物體做的功等于物體放出的熱量。[典例]一定質(zhì)量的氣體，在從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2的過程中，吸收熱量280J，并對外做功120J，問：(1)這些氣體的內(nèi)能怎樣發(fā)生變化？變化了多少？(2)如果這些氣體又返回原來的狀態(tài)，并放出了240J熱量，那么在返回的過程中是氣體對外界做功，還是外界對氣體做功？做功多少？[解析](1)由熱力學第一定律可得ΔU＝W＋Q＝－120J＋280J＝160J，氣體的內(nèi)能增加了160J。(2)由于氣體的內(nèi)能僅與狀態(tài)有關(guān)，所以氣體從狀態(tài)2回到狀態(tài)1的過程中內(nèi)能應(yīng)減少，其減少量應(yīng)等于從狀態(tài)1到狀態(tài)2的過程中內(nèi)能的增加量，則從狀態(tài)2到狀態(tài)1的內(nèi)能應(yīng)減少160J，即ΔU′＝－160J，又Q′＝－240J，根據(jù)熱力學第一定律得：ΔU′＝W′＋Q′，所以W′＝ΔU′－Q′＝－160J－(－240J)＝80J，即外界對氣體做功80J。[答案](1)增加160J(2)外界對氣體做功80J(1)各物理量的符號不能弄錯，故一定要準確掌握熱力學第一定律的符號法則。(2)考慮要全面，做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，忽視任一方式都會造成錯解。[集訓(xùn)沖關(guān)]1．在一個密閉隔熱的房間里，有一電冰箱正在工作，如果打開電冰箱的門，過一段時間后房間的溫度會()A．降低 B．不變C．升高 D．無法判斷解析：選C電冰箱工作時，使冰箱內(nèi)的溫度降低，將內(nèi)部的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到冰箱外部，同時消耗電能，此部分電能最終也轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，則打開電冰箱的門，過一段時間后，房間的溫度會升高，C正確。2．如圖所示，直立容器內(nèi)有一薄層隔板，把容器分成體積相等的兩部分A和B，A中氣體的密度較小，B中氣體的密度較大。若抽去隔板，加熱容器，使A、B兩部分氣體均勻混合，設(shè)在此過程中氣體共吸熱Q，氣體內(nèi)能增量為ΔU，不考慮散熱損失，則()A．ΔU＝QB．ΔU<QC．ΔU>QD．無法比較ΔU與Q的大小關(guān)系解析：選B由于A中氣體的密度小于B中氣體的密度，氣體混合均勻后，重力勢能變大，根據(jù)能量守恒定律可知，ΔU<Q，B正確。重難點(四)氣體實驗定律與熱力學定律的綜合題型簡述對于一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)發(fā)生變化時，必然要涉及做功、熱傳遞、內(nèi)能的變化等問題，這時需要氣體實驗定律與熱力學定律結(jié)合使用解答問題。方法突破解答該類問題的流程：[典例](2018·南通調(diào)研)如圖所示，一輕活塞將體積為V、溫度為2T0的理想氣體，密封在內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸內(nèi)。已知大氣壓強為p0，大氣的溫度為T0，氣體內(nèi)能U與溫度的關(guān)系為U＝aT(a為正常數(shù))。在汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢降為T0的過程中，求：(1)氣體內(nèi)能的減少量；(2)氣體放出的熱量。[解析](1)由題意可知|ΔU|＝|a(T0－2T0)|＝aT0。(2)設(shè)溫度降低后氣體的體積為V′，則eq\f(V,2T0)＝eq\f(V′,T0)外界對氣體做功W＝p0(V－V′)由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q＝－aT0解得Q＝－eq\f(1,2)p0V－aT0，即氣體放出的熱量為eq\f(1,2)p0V＋aT0。[答案](1)aT0(2)eq\f(1,2)p0V＋aT0與氣體相關(guān)的熱力學問題的分析方法對一定量理想氣體的內(nèi)能變化，吸熱、放熱及外界對氣體如何做功等問題，可按下列方法判定：(1)做功情況看體積體積V減小→外界對氣體做功→W＞0；體積V增大→氣體對外界做功→W＜0；自由膨脹→W＝0。(2)內(nèi)能變化看溫度(氣體的勢能可以忽略)溫度T升高→內(nèi)能增加→ΔU＞0；溫度T降低→內(nèi)能減少→ΔU＜0。(3)吸熱還是放熱，一般題目中會告知，或由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W，知道W和ΔU后確定Q。[集訓(xùn)沖關(guān)]1．如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是()A．氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大C．氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功D．氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動能不變解析：選ABC因為汽缸、活塞都是絕熱的，隔板右側(cè)是真空，所以理想氣體在自發(fā)擴散的過程中，既不吸熱也不放熱，也不對外界做功。根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體自發(fā)擴散前后，內(nèi)能不變，選項A正確；氣體被壓縮的過程中，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大，又因為一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以氣體溫度升高，分子平均動能增大，選項B、C正確，D錯誤。2．一定質(zhì)量的理想氣體，從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到A，體積V與溫度T的關(guān)系如圖所示。圖中TA、VA和TD為已知量。(1)從狀態(tài)A到B，氣體經(jīng)歷的是________過程(填“等溫”、“等容”或“等壓”)。(2)從B到C的過程中，氣體的內(nèi)能________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)從C到D的過程中，氣體對外________(填“做正功”、“做負功”或“不做功”)，同時________(填“吸熱”或“放熱”)。(4)氣體在狀態(tài)D時的體積VD＝________。解析：(1)由題圖可知，從狀態(tài)A到B，氣體體積不變，故是等容變化。(2)從B到C氣體溫度不變，即分子平均動能不變，氣體的內(nèi)能不變。(3)從C到D氣體體積減小，外界對氣體做正功，W＞0，所以氣體對外做負功，同時溫度降低，說明內(nèi)能減小，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q知，氣體放熱。(4)從D到A是等壓變化，由eq\f(VA,TA)＝eq\f(VD,TD)得VD＝eq\f(TD,TA)VA。答案：(1)等容(2)不變(3)做負功放熱(4)eq\f(TD,TA)VAeq\a\vs4\al([課時達標檢測])一、選擇題1．(2018·淄博、萊蕪模擬)健身球是一個充滿氣體的大皮球，現(xiàn)把健身球放在水平地面上。若在人壓向健身球的過程中球內(nèi)氣體溫度保持不變，則()A．氣體分子的平均動能增大B．氣體的密度增大C．氣體的內(nèi)能增大D．外界對氣體做功解析：選BD在人壓向健身球的過程中，外界對球做功，氣體所占的體積減小，故氣體的密度增大；氣體溫度不變，故氣體分子的平均動能不變；由于外界對氣體做功，但氣體溫度不變，故內(nèi)能不變，由熱力學第一定律可知，氣體對外放熱；故A、C項錯誤，B、D項正確。2．(2015·北京高考)下列說法正確的是()A．物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小B．物體對外做功，其內(nèi)能一定減小C．物體吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能增加D．物體放出熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能不變解析：選C根據(jù)熱力學第一定律(公式ΔU＝Q＋W)可知，做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，當外界對物體做的功大于物體放出的熱量或物體吸收的熱量大于物體對外做的功時，物體的內(nèi)能增加，選項A、B錯誤，C正確；物體放出熱量同時對外做功，則Q＋W<0，內(nèi)能減小，選項D錯誤。3．(2018·福州質(zhì)檢)如圖是某噴水壺示意圖。未噴水時閥門K閉合，壓下壓桿A可向瓶內(nèi)儲氣室充氣；多次充氣后按下按柄B打開閥門K，水會自動經(jīng)導(dǎo)管從噴嘴處噴出。儲氣室內(nèi)氣體可視為理想氣體，充氣和噴水過程溫度保持不變，則()A．充氣過程中，儲氣室內(nèi)氣體內(nèi)能增大B．充氣過程中，儲氣室內(nèi)氣體分子平均動能增大C．噴水過程中，儲氣室內(nèi)氣體放熱D．噴水過程中，儲氣室內(nèi)氣體壓強增大解析：選A充氣過程中，儲氣室內(nèi)氣體的質(zhì)量增加，氣體的溫度不變，故氣體的平均動能不變，氣體內(nèi)能增大，選項A正確，B錯誤；噴水過程中，氣體對外做功，體積增大，而氣體溫度不變，則氣體吸熱，氣體壓強減小，選項C、D錯誤。4．(2014·福建高考)圖為一定質(zhì)量理想氣體的壓強p與體積V關(guān)系圖像，它由狀態(tài)A經(jīng)等容過程到狀態(tài)B，再經(jīng)等壓過程到狀態(tài)C。設(shè)A、B、C狀態(tài)對應(yīng)的溫度分別為TA、TB、TC，則下列關(guān)系式中正確的是()A．TA＜TB，TB＜TC B．TA＞TB，TB＝TCC．TA＞TB，TB＜TC D．TA＝TB，TB＞TC解析：選C由狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中，氣體體積不變，由查理定律可知，隨壓強減小，溫度降低，故TA＞TB，A、D項錯；由狀態(tài)B到狀態(tài)C過程中，氣體壓強不變，由蓋—呂薩克定律可知，隨體積增大，溫度升高，即TB＜TC，B項錯，C項對。5．(2018·廣東模擬)如圖所示為一定質(zhì)量理想氣體的體積V與溫度T的關(guān)系圖像，它由狀態(tài)A經(jīng)等溫過程到狀態(tài)B，再經(jīng)等容過程到狀態(tài)C。設(shè)A、B、C狀態(tài)對應(yīng)的壓強分別為pA、pB、pC，則下列關(guān)系式中正確的是()A．pA＜pB，pB＜pC B．pA＞pB，pB＝pCC．pA＞pB，pB＜pC D．pA＝pB，pB＞pC解析：選A由eq\f(pV,T)＝常量得：A到B過程，T不變，體積減小，所以pA＜pB，B到C過程，V不變，溫度升高，則pB＜pC，所以A正確。6．如圖所示，U形汽缸固定在水平地面上，用重力不計的活塞封閉著一定質(zhì)量的氣體，已知汽缸不漏氣，活塞移動過程中與汽缸內(nèi)壁無摩擦。初始時，外界大氣壓強為p0，活塞緊壓小擋板?，F(xiàn)緩慢升高汽缸內(nèi)氣體的溫度，則選項圖中能正確反映汽缸內(nèi)氣體的壓強p隨熱力學溫度T變化的是()解析：選B當緩慢升高汽缸內(nèi)氣體溫度時，氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律可知，缸內(nèi)氣體的壓強p與汽缸內(nèi)氣體的熱力學溫度T成正比，在pT圖像中，圖線是過原點的傾斜的直線；當活塞開始離開小擋板時，缸內(nèi)氣體的壓強p等于外界的大氣壓p0，氣體發(fā)生等壓膨脹，在pT圖像中，圖線是平行于T軸的直線，B項正確。二、非選擇題7．(2018·淮海中學模擬)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在一容器中，活塞與容器壁間無摩擦。當氣體的溫度升高時，氣體體積________(選填“增大”“減小”或“不變”)，從微觀角度看，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是______________________________________。解析：由題意知，氣體等壓變化，氣體壓強大小一定，當氣體溫度升高時，氣體分子的平均動能增大，從而引起單位體積內(nèi)分子數(shù)減小，氣體的體積增大。答案：增大見解析8．(2018·鹽城一模)帶有活塞的汽缸中封有一定質(zhì)量的理想氣體，缸內(nèi)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，如圖所示。此過程中，汽缸單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力________(選填“變大”“不變”或“減小”)，缸內(nèi)氣體________(選填“吸收”或“放出”)熱量。解析：由題圖可知，缸內(nèi)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，為等壓變化，故汽缸單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力不變，理想氣體對外做功的同時，溫度升高，分子的平均動能增大，即內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知：ΔU＞0，W<0，所以Q＞0，即氣體吸收熱量。答案：不變吸收9．“拔火罐”是一種中醫(yī)療法，為了探究“火罐”的“吸力”，某人設(shè)計了如圖所示實驗。圓柱狀汽缸(橫截面積為S)被固定在鐵架臺上，輕質(zhì)活塞通過細線與重物m相連，將一團燃燒的輕質(zhì)酒精棉球從缸底的開關(guān)K處扔到汽缸內(nèi)，酒精棉球熄滅時(設(shè)此時缸內(nèi)溫度為t℃)密閉開關(guān)K，此時活塞下的細線剛好拉直且拉力為零，而這時活塞距缸底為L。由于汽缸傳熱良好，重物被吸起，最后重物穩(wěn)定在距地面eq\f(L,10)處。已知環(huán)境溫度為27℃不變，eq\f(mg,S)與eq\f(1,6)大氣壓強相當，汽缸內(nèi)的氣體可視為理想氣體，求t值。解析：對汽缸內(nèi)封閉氣體，初狀態(tài)：p1＝p0V1＝LS，T1＝(273＋t)K末狀態(tài)：p2＝p0－eq\f(mg,S)＝eq\f(5,6)p0V2＝eq\f(9,10)LS，T2＝300K由理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，解得t＝127℃。答案：127℃10．(2018·淮海中學模擬)某壓力鍋結(jié)構(gòu)如圖所示。蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱。(1)在壓力閥被頂起前，停止加熱。若此時鍋內(nèi)氣體的體積為V、摩爾體積為V0，阿伏加德羅常數(shù)為NA，計算鍋內(nèi)氣體的分子數(shù)。(2)在壓力閥被頂起后，停止加熱。假設(shè)放氣過程中氣體對外界做功為W0，并向外界釋放了Q0的熱量。求該過程鍋內(nèi)原有氣體內(nèi)能的變化量。解析：(1)物質(zhì)的量等于氣體體積除以摩爾體積，分子數(shù)等于物質(zhì)的量與阿伏加德羅常數(shù)的積，設(shè)分子數(shù)為n，故有：n＝eq\f(V,V0)NA。(2)由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，得：ΔU＝－W0－Q0，即原有氣體內(nèi)能的變化量為W0＋Q0。答案：(1)eq\f(V,V0)NA(2)W0＋Q011．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了溫度緩慢升高的變化，如圖所示的pT和VT圖像各記錄了其部分變化過程，求：(1)溫度為600K時氣體的壓強；(2)在pT圖像上將溫度從400K升高到600K的變化過程補充完整。解析：(1)由pT圖像可知，氣體由200K→400K的過程中做等容變化，由VT圖像可知，氣體由400K→500K仍做等容變化，對應(yīng)pT圖像可得出：T＝500K時，氣體的壓強為1.25×105Pa，由VT圖像可知，氣體由500K→600K做等壓變化，故T＝600K時，氣體的壓強仍為1.25×105Pa。(2)根據(jù)(1)中所述氣體狀態(tài)變化過程，在pT圖像上補充畫出400K→600K的氣體狀態(tài)變化圖像，如圖所示。答案：(1)1.25×105Pa(2)見解析圖12．如圖所示，一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸豎直放置，用不漏氣的輕質(zhì)活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，固定導(dǎo)熱隔板上有一小孔，將A、B兩部分氣體連通。已知活塞的橫截面積為S，初始時A、B兩部分體積相同，溫度為T0，大氣壓強為p0。(1)若緩慢加熱氣體，使A、B兩部分體積之比達到2∶1，求此時的溫度T1；(2)保持氣體溫度T0不變，在活塞上施加一豎直向下的推力，緩慢推動活塞，當A、B兩部分體積之比為1∶2時，求氣體的壓強p和所加推力大小F。解析：(1)設(shè)B的體積為V，則初狀態(tài)A、B總體積為2V，末狀態(tài)A、B總體積為3V由蓋—呂薩克定律有eq\f(2V,T0)＝eq\f(3V,T1)解得T1＝eq\f(3,2)T0。(2)由題意知，氣體等溫壓縮后，A的體積變?yōu)閑q\f(V,2)由玻意耳定律有p0·2V＝p·eq\f(3V,2)解得p＝eq\f(4,3)p0由力的平衡條件有pS＝p0S＋F解得F＝eq\f(1,3)p0S。答案：(1)eq\f(3,2)T0(2)eq\f(4,3)p0eq\f(1,3)p0S1．(2018·南京模擬)(1)下列說法中正確的是________。A．在太空站中處于完全失重狀態(tài)的水滴呈球形，是由液體表面張力引起的B．用打氣筒給自行車打氣，越打越費勁，是氣體分子之間斥力變大C．在壓強一定的情況下，晶體熔化過程中分子的平均動能增加D．當氣體溫度升高時，每一個分子的運動速率都增加(2)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C。由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，氣體內(nèi)能________(填“增加”“減少”或“不變”)，由A到B再到C的整個變化過程中，氣體________(填“吸收”或“放出”)熱量。(3)某段時間南京地區(qū)空氣污染嚴重，出現(xiàn)了持續(xù)的霧霾天氣。一位同學受桶裝純凈水的啟發(fā)，提出用桶裝的凈化壓縮空氣供氣，每個桶能裝10atm的凈化空氣20L。假設(shè)人每分鐘吸入1atm的凈化空氣8L。①在外界氣壓為1atm的情況下，打開桶蓋，待穩(wěn)定后求桶中剩余氣體的質(zhì)量與打開桶蓋前的質(zhì)量之比；②在標準狀況下，1mol空氣的體積是22.4L，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1。請估算人在27℃氣溫下每分鐘吸入空氣的分子數(shù)(保留一位有效數(shù)字)。解析：(1)液體表面有使液體表面積最小的作用，完全失重狀態(tài)，水滴呈球形，故A正確；氣體分子間距大，無分子作用力，要把氣體打入自行車車胎內(nèi)，隨著氣體的打入，氣體的壓強增大，所以越打越費勁，故B錯誤；同種物質(zhì)分子的平均動能只與溫度有關(guān)，壓強一定的晶體熔化過程，溫度不變，分子的平均動能不變，故C錯誤；氣體溫度升高，大部分的分子運動速率增大，不是每個分子的運動速率都增加，故D錯誤。(2)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，因為p1＜p2，V1＜V2，所以T1＜T2，故氣體的內(nèi)能增加；由A到B再到C，p1＝p3，V1＜V3，所以T1＜T3，氣體的內(nèi)能增加，體積增大，對外做功，由ΔU＝W＋Q可知，此過程氣體吸收熱量。(3)①由等溫變化規(guī)律得p1V1＝p2V2桶內(nèi)剩余氣體質(zhì)量所占比例為eq\f(m′,m)＝eq\f(V1,V2)代入數(shù)據(jù)計算得eq\f(m′,m)＝eq\f(1,10)。②設(shè)每分鐘吸入空氣的分子數(shù)為N，則N＝eq\f(V,Vmol)NA代入數(shù)據(jù)計算得N≈2×1023。答案：(1)A(2)增加吸收(3)①eq\f(1,10)②2×10232．(2018·南通、泰州一模)(1)下列說法中正確的有________。A．蔗糖受潮后粘在一起，沒有確定的幾何形狀，所以它是非晶體B．組成晶體的原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的C．某些液晶中摻入少量多色性染料后，對不同顏色的光吸收強度與所加電場的場強有關(guān)D．液體表面張力的方向總是垂直于液面，指向液體內(nèi)部(2)在分子間作用力表現(xiàn)為引力的情況下，當分子間的距離增大時，分子間的引力________(填“增大”“減小”或“不變”)，分子勢能________(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)如圖所示，在開口向上、豎直的薄壁圓柱形容器內(nèi)，用質(zhì)量m＝2.0kg的活塞密封一部分氣體，活塞在容器內(nèi)能自由滑動且保持水平，容器的底面積S＝100cm2，開始時氣體的溫度T1＝280K，活塞到容器底的距離h1＝20.0cm。在氣體從外界吸收Q＝40J熱量的過程中，活塞緩慢上升的距離Δh＝1.0cm。已知大氣壓強p0＝1.0×105Pa，取重力加速度g＝10m/s2。求：①活塞停止上升時容器內(nèi)氣體的溫度T2；②密封氣體內(nèi)能的增加量ΔU。解析：(1)蔗糖是多晶體，A項錯誤；組成晶體的原子(或分子、離子)具有空間上的周期性，B項正確；根據(jù)液晶的特性可知，C項正確；液體表面張力的方向與液面相切，D項錯誤。(2)分子間距離增大時，分子引力和斥力都減小。分子力表現(xiàn)為引力時，分子間距離變大，引力做負功，分子勢能增大。(3)①活塞上升過程中，由蓋—呂薩克定律有eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)則T2＝eq\f(V2,V1)T1＝eq\f(h1＋Δh,h1)T1＝294K。②活塞上升的過程，外界對系統(tǒng)做的功W＝－(mg＋p0S)Δh由熱力學第一定律有ΔU＝Q＋W解得ΔU＝29.8J。答案：(1)BC(2)減小增大(3)①294K②29.8J3．(2016·江蘇高考)(1)在高原地區(qū)燒水需要使用高壓鍋。水燒開后，鍋內(nèi)水面上