第13讲 分子动理论　气体及热力学定律.doc

1、优质文档优质文档专题七 选修 33、35第 13 讲 分子动理论 气体及热力学定律1(2013浙江卷， 13)一定质量的理想气体，从初始状态 A 经状态 B、C、D 再回到状态 A，其体积 V 与温度 T 的关系如图 713 13 所示图中 TA、V A和 TD为已知量图 71313(1)从状态 A 到 B，气体经历的是 _过程(填“等温” 、 “等容”或“等压”)；(2)从 B 到 C 的过程中，气体的内能 _(填“ 增大” 、 “减小”或“不变”)；(3)从 C 到 D 的过程中，气体对外_(填“做正功 ”、 “做负功”或“不做功”)，同时_( 填“吸热”或“放热”)；(4)气体在状态 D

2、 时的体积 VD_.解析 题目中给出了四个不同状态的体积和温度(1)AB 过程，体积不变，是等容过程(2)BC 过程，体积减小， 说明外界对气体做功，但气体的温度不变，所以气体的内能也不变，说明此过程放热(3)C D 过程，气体的体积减小、温度降低，说明外界对气体做正功(或者说气体对外界做负功)，且气体的内能减小，是放热过 程(4)由理想气体状态方程知， ，由题图知，D A 过程是等压过程，pAVATA pDVDTD优质文档优质文档则有 ，得 VD VA.VATA VDTD TDTA答案 (1)等容 (2) 不变 (3)做负功 放热 (4) VATDTA2(1)下列说法正确的是 _A无论什么物

3、质，只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数B已知某种液体的密度为 ，摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA，则该液体分子间的平均距离可以表示为 或3MNA 36MNAC分子间距离减小时，分子力一定增大D自然界发生的一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生(2)用活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，当汽缸开口竖直向上时封闭气体的长度为 h，如图 71314 甲所示将汽缸慢慢转至开口竖直向下时，如图 71314 乙所示，封闭气柱的长度为 h.已知汽缸的导热性能良43好，活塞与缸壁间的摩擦不计，外界温度不变，大气压强为 p0.图 71314此过程气体是吸热还是放热？汽缸开口向

4、上时，缸内气体的压强为多少？解析 (2)设汽缸的横截面积为 S，活塞的重力 产 生的附加压强为 p.则根据玻意耳定律得：(p0p)hS(p 0 p)4hS3解得：p p0，p1p 0p p0.17 87优质文档优质文档答案 (1)AB (2)吸热 p0873人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正确的是_A液体的分子势能与体积有关B在完全失重的情况下，密闭容器内气体的压强为零C气体压强越大，气体分子的平均动能就越大D外界对气体做功，气体的内能一定增加(2)气体温度计结构如图 71315 所示，玻璃测温泡 A 内充有理想气体，通过细玻璃管 B 和水银压强计相连开始时 A 处于冰水

5、混合物中，左管 C中水银面在 O 点处，右管 D 中水银面高出 O 点 h114 cm，后将 A 放入待测恒温槽中，上下移动 D，使 C 中水银面仍在 O 点处，测得 D 中水银面高出 O 点 h244 cm.(已知外界大气压为 1 个标准大气压， 1 标准大气压相当于76 cmHg)图 71315求恒温槽的温度此过程 A 内气体内能_(填“增大”或“减小”)，气体不对外做功，气体将_(填“吸热”或“放热”)解析 (1)分子 势能与分子间距有关，选项 A 正确；在完全失重情况下，气体分子的无规则运动仍然存在，对器壁的压力仍在，故压强不为零， 选项 B 错误；气体压强大小由气体分子的平均动能和分

6、子密度(单位体积内的分子数)共同决定，选项 C 错误；由 热力学第一定律表达式 UWQ 可知，外界对气体做功，若同时气体传递热量给外界， 则气体的内能不一定增加，选项 D错误(2)设恒温槽的温度为 T2，由题意知 T1273 K，A 内气体发生等容变化根优质文档优质文档据查理定律得：p1T1 p2T2p1p 0p h1p2p 0p h2联立以上各式，代入数据得：T2364 K(或 91 )增大；吸热答案 (1)A (2)364 K(或 91 ) 增大 吸热4(2013重庆卷， 10)(1)某未密闭房间内的空气温度与室外的相同，现对该室内空气缓慢加热，当室内空气温度高于室外空气温度时 ( )A室

7、内空气的压强比室外的小B室内空气分子的平均动能比室外的大C室内空气的密度比室外的大D室内空气对室外空气做了负功(2)汽车未装载货物时，某个轮胎内气体的体积为 V0，压强为 p0；装载货物后，该轮胎内气体的压强增加了 p.若轮胎内气体视为理想气体，其质量、温度在装载货物前后均不变，求装载货物前后此轮胎内气体体积的变化量解析 (1)房间 没有密闭，对房间内气体加热时，内外压强始终相等，但温度升高时，气体分子的平均动能变大 B 项对，A 项错此时室内外空气密度应相等，C 项错室内气体膨胀对外做功， 对室外气体做正功，D 项错(2)对轮胎内气体 进行研究：由于等温变化则有 p0V0( p0p)V所以

8、V V0p0p0 p所以 VV 0V V0pp0 p答案 (1)B (2) V0pp0 p5(1)下列说法正确的是 ( )A当分子间距离增大时，分子间引力减小，分子间斥力也减小优质文档优质文档B已知某物质的摩尔质量为 M，密度为 ，阿伏加德罗常数为 NA，则该种物质的分子体积为 V0MNAC自然界发生的一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生D若气体温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大(2)一定质量的理想气体，经过如图 71316 所示的 pV 图象由 A 经 B到 C 的状态变化设状态 A 的温度为 400 K，求：图 71316状态 C 的温度 TC为多少 K?如

9、果由 A 经 B 到 C 的状态变化的整个过程中，气体对外做了 400 J 的功，气体的内能增加了 20 J，则这个过程气体是吸收热量还是放出热量？其数值为多少？解析 (1)分子 间距离增大，引力和斥力都减小，A 对；如果对于气体而言 B选项求得的是分子占有的体积而非分子体积，B 错 ；符合能量守恒定律的宏观过程可能违背热力学第二定律，即不一定自然发生，C 错；由 恒量知，温pVT度 T 升高， 压强 不一定增大，D 错误(2)由理想气体状态方程 ，解得状 态 C 的温度 TC320 K.pAVATA pCVCTC由热力学第一定律，U QW，解得 Q420 J ，气体吸收 热量答案 (1)A

10、(2)320 K 吸收热量 420 J6. (1)如图 71317 所示，甲分子固定在坐标原点 O，乙分子位于 x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示F0 为斥力，FQ2，原因见解析7(1)下列说法中正确的是 ( )A布朗运动是悬浮在液体中的花粉分子的运动，反映了液体分子对固体颗粒撞击的不平衡性B温度越高时，悬浮在液体或气体中的固体颗粒运动越剧烈，布朗运动越明显C若把分子处于平衡状态时，相邻分子间的距离记为 r0，当分子间距离从r0 逐渐增大时，分子间的作用力表现为引力，且引力增大D分子间的引力和斥力是同时存在的，当分子间的距离减小时，引力和斥力都增大，斥力增大的更

11、快一些(2)一定质量的理想气体，由初始状态 A 开始，按图 71318 中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态 A，即ABCDA( 其中 AD、BC 与纵轴平行，AB、CD 与横轴平行)，这一过程为一个循环，则：图 71318由 AB ，气体分子的平均动能_(填“增大” “减小”或“不变”)由 BC，气体的内能_(填“增大” “减小 ”或“不变”)由 CD ，气体_热量(填“吸收”或“放出 ”)已知气体在 A 状态时的温度为 300 K，求气体在该循环过程中的最高温度为多少？解析 (1)布朗运 动是花粉小颗粒的无规则运动，不是分子的运动，A 错；温度越高、颗粒越小，布朗运动越

12、明显，B 对；当分子间距离从 r0 逐渐增大时，分子力表现为引力，但引力的变化非单调的，从 r0 到处，引力先增大后减小，优质文档优质文档C 错；分子 间引力和斥力都随距离减小而增大，但斥力变化快，合力表现为斥力，D 对 从 pV 图象上可以看出 AB，对应压强恒为 p2，是等压过程，由 恒量，当 V 增大时， T 增大，则分子平均动能增大；B C，气体体积VTV 不变，由 恒量，当 p 减小时，T 减小，气体内能减小； CD ，气体 压强pTp 不变，由 恒量，当 V 减小 时，T 减小，内能减小， U 取负，V 减小，外界对VT气体做功，W 取正，由热力学第一定律 WQ U 知 Q 应取负，即放 热；B 点是气体温度最高处，从 AB，由 ，代入数值可求得 TB900 K.VATA VBTB答案 (1)BD (2)增大 减小 放出 900 K