1、优质文档优质文档专题六 选考模块第 12 讲 分子动理论 气体及热力学定律(选修 33)1(2013浙江自选模块，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 6128 所示图中 TA、V A和 TD为已知量图 6128(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
2、D 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 程优质文档优质文档(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液
3、面中颗粒越大，撞击的分子越多，布朗运动越明显B热传递是改变物体内能的方式之一，在这个过程中不会发生内能与其他能量的转变C单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点D “用油膜法估测分子的大小”的实验中油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积E控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强增大F理想气体在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比(2)如图 612 9 所示，一定质量的理想气体从状态 A 变化到状态 B，再从状态 B 变化到状态 C.已知状态 A 的温度为 480 K.求气体在状态 C 时的温度；试分析从状态 A 变化到状态
4、B 的整个过程中气体是从外界吸收热量还是放出热量图 6129解析 (2)A、 C 两状态体积相等，则有 得 TC TA pATA pCTC pCpA 0.54801.5优质文档优质文档K160 K.由理想气体状态方程得 pAVATA pBVBTB得 TB TA K480 K.pBVBpAVA 0.534801.51由此可知 A、B 两状态温度相同，故 A、B 两状态内能相等即从 AB， U0又因为从 AB，体 积增大， 对外做功 W0，吸热答案 (1)BDE (2) 160 K 吸热3(1)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晶体的物理性
5、质都是各向异性的C温度升高，每个分子的动能都增大D露珠呈球状是由于液体表面张力的作用(2)气体温度计结构如图 61210 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 61210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_
6、(填“吸热”或“放热”)优质文档优质文档解析 (1)分子 势能与分子间距有关，选项 A 正确；晶体分为单晶体和多晶体、单晶体的物理性质具有各向异性，而多晶体具有各向同性，选项 B 错误；温度升高，分子平均动能增大，但每个分子的动能不一定增大，选项 C 错误；露珠呈球状就是因为液体表面张力的作用，选项 D 正确(2)设恒温槽的温度为 T2，由题意知 T1273 KA 内气体发生等容变化根据 查理定律得： ，p1p 0p h1，p2 p0p h2p1T1 p2T2联立以上各式，代入数据得：T 2364 K( 或 91 )增大；吸热答案 (1)AD (2) 91 增大 吸热4(2013江苏卷， 12
7、A)如图 61211 所示，一定质量的理想气体从状态 A 依次经过状态 B、C和 D 后再回到状态 A.其中，A B 和 C D 为等温过程，B C 和D A 为绝热过程( 气体与外界无热量交换)这就是著名的“卡诺循环” 图 61211(1)该循环过程中，下列说法正确的是_AA B 过程中，外界对气体做功BB C 过程中，气体分子的平均动能增大CC D 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多DD A 过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化(2)该循环过程中，内能减小的过程是_(选填“A B ”、 “B C” 、“C D”或“D A”)若气体在 A B 过程中吸收 63 kJ 的热量，
8、在C D 过程中放出 38 kJ 的热量，则气体完成一次循环对外做的功为_kJ.优质文档优质文档(3)若该循环过程中的气体为 1 mol，气体在 A 状态时的体积为 10 L，在 B 状态时压强为 A 状态时的 .求气体在 B 状态时单位体积内的分子数(已知阿23伏加德罗常数 NA6.010 23 mol1 ，计算结果保留一位有效数字)解析 (1)由理想气体状 态方程和热力学第一定律分析，A B 为等温过程，内能不变，气体的体积增大，气体对外做功， A 错；B C 过程为绝热过程，体积增大对外做功，因此内能减小，气体分子的平均动能减小， B 错；C D为等温过程，体积减小，分子数密度减小， 单
9、位时间 内碰撞单位面积的分子数增多，C 项正确； D A 为绝热过程，体 积减小，外界对气体做功内能增大，温度升高，因此气体分子的速率分布曲线变化， D 错(2)在以上循环过 程中，内能减少的过程是 B C. 热力学第一定律，UQW 得 W25 kJ(3)等温过程 pAVAp BVB，解得 VB15 L，单位体积内分子数 n ，解得NAVBn410 25m3 .答案 (1)C (2)BC 25 (3)4 1025 m35(1)下列说法正确的是 _A物体体积膨胀时，分子间距增大，分子势能也增大B物体温度升高，分子平均动能不一定增大C随着科学技术水平的提高，终有一天可以把内能全部转化为机械能，而不
10、引起其他变化D绝热气体膨胀过程中，气体内能一定减少(2)对于一定质量的理想气体，以 p、V、T 三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系，在坐标系上描点直观地表示这两个参量的数值如图61212 甲、乙所示，两个坐标系中，两个点分别表示相同质量的某种理想气体的两个状态根据坐标系中不同点的位置来比较第三个参量的大小优质文档优质文档图 61212pT 图象中 (图甲)A、B 两个状态，_状态体积小pV 图象中( 图乙)E、F 两个状态，_状态温度低(3)已知铜的摩尔质量为 6.4102 kg/mol，密度为 8.9103 kg/m3，阿伏加德罗常数为 6.01023 mol1 .若每个铜原子可提供
11、 1 个自由电子，试估算铜导体中自由电子的数密度解析 (1)体积 增大，分子势能不一定增大，故 A 选项错误；温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能一定增大，故 B 选项错误；C 选项违背了热力学第二定律，故 C 选项错误；由热力学第一定律， 绝热过程体积膨胀气体对外做功，气体内能一定减小，故 D 选项正确(2)题图甲中的 倾斜直线为等容线，斜率越小，体 积越大，所以 VBVA；题图乙中的双曲线为等温线，离原点越远，温度越高，所以 TE TF.(3)1 m3铜中铜 原子的物质 的量为n mol1.410 5 molVM摩 8.910316.410 21 m3铜中的铜原子数为 NnN
12、A1.410 56.010238.410 28由每个铜原子能提供 1 个自由电子可知，1 m3铜中含有的自由电子数 N 电N故铜导体中自由电子的数密度为 电 8.410 28 个/m 3.N电V答案 (1)D (2)A F 8.410 28 个/m 36(1)以下说法中正确的是_A分子间的距离增大时，分子间的引力增大、斥力减小B物体的温度升高时，其中的每个分子的动能都将增大优质文档优质文档C物体吸热时，它的内能不一定增加D热量可以由低温物体传到高温物体(2)利用油膜法估测油酸分子直径的大小时，用滴管将体积分数为 0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入 1 mL 酒精油酸溶液时的
13、滴数N；则每滴油酸溶液中含有的油酸体积为_ mL，将 n 滴油酸酒精溶液滴到水面上，测得油酸薄膜的面积为 S cm2；则单个油酸分子的直径为_ cm.(3)如图 612 13 中 A、 B 气缸的长度和截面积均为 30 cm 和 20 cm2，C 是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D 为阀门整个装置均由导热材料制成起初阀门关闭，A 内有压强 pA2.010 5 Pa 的氮气B 内有压强pB 1.0105 Pa 的氧气阀门打开后，活塞 C 向右移动，最后达到平衡求：图 61213活塞 C 移动的距离及平衡后 B 中气体的压强；活塞 C 移动过程中 A 中气体是吸热还是放热(简要说明理由
14、)(假定氧气和氮气均为理想气体，连接气缸的管道体积可忽略)解析 (1)分子 间距增大时，分子间的引力与斥力都减小；由于分子运动的无规则性，温度升高时，不是每个分子的动能都增加；物体吸热的同时对外做功，且做的功等于吸的热，则它的内能不变；通过做功，热量可以从低温物体传到高温物体(2)单个油酸分子的直径等于油膜的厚度，每滴油酸溶液的体积为 mL，每滴1N油酸溶液中含有的油酸体积为 0.05% mL，油膜的体积为1NV 0.05%n mL，则分子的直径(即油膜的厚度 )为 D (cm)1N VS 0.05%nNS(3)由玻意耳定律，对 A 部分气体有 pALSp(Lx )S，优质文档优质文档对 B 部分气体有 pBLSp (Lx )S代入相关数据解得 p1.510 5 Pa，x10 cm活塞 C 向右移动的过程中 A 中气体对外做功，而气体发生等温变化，内能不变，故 A 中气体从外界吸热答案 (1)CD (2) 0.05% 1N 0.05%nNS(3)1.510 5 Pa 吸热，因为对外做功
