專題八分子動(dòng)理論、熱和功和氣體狀態(tài)參量考點(diǎn)例析(編輯修改稿)
2025-07-04 13:49 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 案為C。例有關(guān)物體內(nèi)能，以下說法中正確的是：A．1g00c水的內(nèi)能比1g00c冰的內(nèi)能大；B．電流通過電阻后電阻發(fā)熱切，它的內(nèi)能增加是通過“熱傳遞”方式實(shí)現(xiàn)的；C．氣體膨脹，它的內(nèi)能一定減少；D．橡皮筋被拉伸時(shí)，分子間熱能增加。分析與解：00c的水和00c的冰分子平均動(dòng)能相同，但內(nèi)能并不相同，水結(jié)成冰必然放出熱量，說明相同質(zhì)量的水的內(nèi)能大，A選項(xiàng)對(duì)。電阻發(fā)熱是由于電流做功而不是熱傳遞，B選項(xiàng)錯(cuò)。氣體膨脹，對(duì)外做功，但可能吸收更多的熱量，C選項(xiàng)不對(duì)。橡皮筋被子拉伸時(shí)，分子克服分子力做功，所以分子間勢(shì)能增加，D選項(xiàng)對(duì)。所以本題正確答案為AD。問題7：會(huì)計(jì)算液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)計(jì)算液體產(chǎn)生壓強(qiáng)的步驟是：選取假想的一個(gè)液體薄片(其自重不計(jì))為研究對(duì)象；分析液片兩側(cè)受力情況，建立力的平衡方程，消去橫截面積，得到液片兩側(cè)的壓強(qiáng)平衡方程；解方程，求得氣體壓強(qiáng)。例如圖2所示，粗細(xì)均勻的豎直倒置的U型管右端封閉，左端開口插入水銀槽中，封閉著兩段空氣柱1和2。已知h1=15cm,h2=12cm,外界大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg,求空氣柱1和2的壓強(qiáng)。ABabh2h121圖2分析與解：設(shè)空氣柱1和2的壓強(qiáng)分別為P1和P2，選水銀柱h1和下端管內(nèi)與水銀槽內(nèi)水銀面相平的液片a為究對(duì)象，根據(jù)帕斯卡定律，氣柱1的壓強(qiáng)P1通過水銀柱h1傳遞到液片a上，同時(shí)水銀柱h1由于自重在a處產(chǎn)生的壓強(qiáng)為h1cmHg,從而知液片a受到向下的壓力為（P1+h1）S,S為液片a的面積。液片a很薄，自重不計(jì)。液片受到向上的壓強(qiáng)是大氣壓強(qiáng)通過水銀槽中水銀傳遞到液片a的，故液片a所受上、下壓力相等，即：（P1+h1）.S=P0S故氣柱1的壓強(qiáng)為P1=61cmHg.通過氣柱2上端畫等高線AB，則由連通器原理可知PB=PA=P1。再以水銀柱h2的下端面的液片b為研究對(duì)象，可求得空氣柱2的壓強(qiáng)為P2=73cmHg.圖3例圖3中豎直圓筒是固定不動(dòng)的，粗筒橫截面積是細(xì)筒的4倍，細(xì)筒足夠長(zhǎng)，粗筒中A、B兩輕質(zhì)活塞間封有空氣，氣柱長(zhǎng)Ｌ=20cm?；钊鸄上方的水銀深H=10cm，兩活塞與筒壁間的摩擦不計(jì)，用外力向上托住活塞B，使之處于平衡狀態(tài)，水銀面與粗筒上端相平?，F(xiàn)使活塞B緩慢上移，直到水銀的一半被推入細(xì)筒中，求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)。大氣壓強(qiáng)p0相當(dāng)于75cm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。分析與解：使活塞B緩慢上移，當(dāng)水銀的一半被推入細(xì)筒中時(shí)，水銀柱的高度為H、=25cm,所以此時(shí)氣體的壓強(qiáng)為P2=P0+ρgH、=100cmHg. 問題8：會(huì)計(jì)算固體活塞產(chǎn)生的壓強(qiáng)圖4用固體（如活塞等）封閉在靜止容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)，應(yīng)對(duì)固體（如活塞等）進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)平衡條件求解。例1如圖4所示，一個(gè)橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置。金屬圓板A的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為θ，圓板的質(zhì)量為M，不計(jì)圓板與容器壁之間的摩擦，若大氣壓強(qiáng)為P0，則被封閉在容器內(nèi)的氣體的壓強(qiáng)P等于( )MgP0SN1N2圖5θA．P0 + B．+ C．P0 + D．P0 + 。分析與解：設(shè)金屬圓板下表面的面積為S、則S、=S/cosθ。被封閉氣體對(duì)圓板下表面的壓力為PS、,方向垂直下表面向上。以圓板為研究對(duì)象，它受重力Mg、大氣壓力P0S、封閉氣體的壓力N1= PS、容器右壁的壓力N2(注意：容器左壁對(duì)圓板無(wú)壓力)，如圖5所示。因圓板處于平衡狀態(tài)，所受合力為零，在豎直方向上的合力也為零，即PSP0SMg圖6 因?yàn)樗怨蕬?yīng)選D。AABB圖7圖8若選A和部分氣體為研究對(duì)象，則該題的解答非常簡(jiǎn)單，受力圖如圖6所示。由平衡條件可得P=，計(jì)算過程非常簡(jiǎn)單.例1如圖7，氣缸由兩個(gè)橫截面不同的圓筒連接而成．活塞A、B被輕剛性細(xì)桿連接在一起，可無(wú)摩擦移動(dòng)．A、B的質(zhì)量分別為mA＝12kg，mB＝，橫截面積分別為SA=102m2，SB＝102m2．一定質(zhì)量的理想氣體被封閉在兩活塞之間．活塞外側(cè)大氣壓強(qiáng)P0=105Pa．(1)氣缸水平放置達(dá)到如圖7所示的平衡狀態(tài)，求氣體的壓強(qiáng)．(2)現(xiàn)將氣缸豎直放置，達(dá)到平衡后如圖8所示．求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)．取重力加速度g=10m/s2． 分析與解：（1）氣缸處于圖7位置時(shí)，設(shè)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為P1，對(duì)于活塞和桿，據(jù)力的平衡條件有：p0SA+p1SB=p1SA+p0SB 解得 p1＝p0＝105Pa （2）氣缸處于圖8位置時(shí)，設(shè)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為P2，對(duì)于活塞和桿，據(jù)力的平衡條件有：P0SA+（mA+mB）g+P2SB=P2SA+P0SB 解得 P2＝.問題9：會(huì)根據(jù)熱力學(xué)第二定律判定熱學(xué)過程的可能性例1根據(jù)熱力學(xué)第二定律，可知下列說法中正確的有：A．熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體；B．熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，也可能從低溫物體傳到高溫物體；C．機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，但熱量不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；D．機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，熱量也可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。分析與解：根據(jù)熱傳遞的規(guī)律可知熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體；當(dāng)外界對(duì)系統(tǒng)做功時(shí)，可以使系統(tǒng)從低溫物體吸取熱量傳到高溫物體上去，致冷機(jī)（如冰箱和空調(diào)）就是這樣的裝置。但是熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，克服摩擦阻力做功，最終停止；在這個(gè)過程中機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為熱量。外界條件發(fā)生變化時(shí)，熱量也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；如在等溫膨脹過程中，系統(tǒng)吸收的熱量全部轉(zhuǎn)化為對(duì)外界做的功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。綜上所述，該題的正確答案是B、D。例1關(guān)于第二類永動(dòng)機(jī)，下列說法正確的是：A．沒有冷凝器，只有單一的熱源，能將從單一熱源吸收的熱量全部用來(lái)做功，而不引起其他變化的熱機(jī)叫做第二類永動(dòng)機(jī)；B．第二類永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律，所以不可能制成；C．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不可能全部
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