分子动理论气体及热力学定律

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1、第12讲　分子动理论　气体及热力学定律1．(2013·新课标全国卷Ⅰ·33)(1)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是________．A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变(2)如图6－12－1，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0，气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)．开始

2、时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为p0和p0/3；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；图6－12－1右活塞上方气体体积为V0/4.现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡．已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦．求：(i)恒温热源的温度T；(ii)重新达到平衡后，左气缸中活塞上方气体的体积Vx.解析(1)由分子动理论的知识，当两个分子相互靠近，直至不能靠近的过程中，分子力先是表现为引力且先增大后减小，之后表

3、现为分子斥力，一直增大，所以A选项错误；分子引力先做正功，然后分子斥力做负功，分子势能先减小再增大，分子动能先增大后减小，所以B、C正确，D错误．因为只有分子力做功，所以分子势能和分子动能的总和保持不变，E选项正确．2．(2013·新课标全国卷Ⅱ·33)(1)关于一定量的气体，下列说法正确的是________．A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低图6－12－2C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D．气体从

4、外界吸收热量，其内能一定增加E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高(2)如图6－12－2，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长l1＝25.0cm的空气柱，中间有一段长为l2＝25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3＝40.0cm.已知大气压强为p0＝75.0cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为l1′＝20.0cm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．解析(2)以cmHg为压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为p1＝p0＋p2①设活

5、塞下推后，下部空气柱的压强为p1′，由玻意耳定律得p1l1＝p1′l1′②如图，设活塞下推距离为Δl，则此时玻璃管上部空气柱的长度为l3′＝l3＋l1－l1′－Δl③设此时玻璃管上部空气柱的压强为p2′，则p2′＝p1′－p2④由玻意耳定律得p0l3＝p2′l3′⑤由①至⑤式及题给数据解得Δl＝15.0cm答案(1)ABE(2)15.0cm近三年新课标全国卷的试题都是由一小一大组成的，小题是选择题的形式，其分值为6分．大题是计算题的形式，其分值为9分．2011年小题是对气体的压强、内能变化及热力学第一定律的理解．大题是

6、气体压强的计算及玻意耳定律的应用．2012年小题是热力学第一、二定律的理解．大题是玻意耳定律、查理定律的应用．2013年新课标全国卷Ⅰ小题考查的是分子力、分子力做功、分子势能．大题考查的是盖·吕萨克定律和玻意耳定律的应用．热点聚焦(1)分子动理论、物体的内能(2)晶体与非晶体(3)气体压强的计算(4)气体实验定律的应用(5)热力学定律的理解及应用命题趋势2014年高考对本专题内容的考查仍将以分子动理论和热力学定律及气体状态方程应用为重点，以组合题形式出现．考向一　分子动理论与气体实验定律的组合图6－12－3(2)如图6

7、－12－4所示，两端开口的U形玻璃管两边粗细不同，粗管横截面积是细管的2倍．管中装入水银，两管中水银面与管口距离均为12cm，大气压强为p0＝75cmHg.现将粗管管口封闭，然后将细管管口用一活塞封闭并将活塞缓慢推入管中，直到两管中水银面高度差达6cm为止，求活塞下移的距离(假设环境温度不变)．图6－12－4解析(1)选项A中的物质不明确状态，若是气体，要考虑分子间距，则选项A错误；布朗运动观察到的是悬浮颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，则选项B错误；温度是分子平均动能的标志，则选项C正确；两分子间距增大，分

8、子力可能增大，也可能减小，则选项D错误．(2)设粗管中气体为气体1，细管中气体为气体2.对粗管中气体1：有p0L1＝p1L1′右侧液面上升h1，左侧液面下降h2，有S1h1＝S2h2，h1＋h2＝6cm，得h1＝2cm，h2＝4cm，L1′＝L1－h1解得：p1＝90cmHg对细管中气体2：有p0L1＝p2L2′，p2＝p1＋Δh