2019屆一輪復(fù)習(xí)教科版 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的結(jié)合 學(xué)案

1、第20點(diǎn)熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的結(jié)合熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的結(jié)合量是氣體的體積和溫度，當(dāng)溫度變化時(shí)，氣體的內(nèi)能變化；當(dāng)體積變化時(shí)，氣體將伴隨著做功解題時(shí)要掌握氣體變化過程的特點(diǎn)：等溫過程：內(nèi)能不變AU=O.(2) 等容過程：W=0.(3) 絕熱過程：Q=0.【對點(diǎn)例題如圖1所示，體積為V、內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞；汽缸內(nèi)密封有溫度為2.4T。、壓強(qiáng)為I?/的理想氣體，p0和T0分別為大氣的壓強(qiáng)和溫度.已知：氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為U=aT，a為正的常量；容器內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的求：I/I圖1(1) 汽缸內(nèi)氣體與大氣達(dá)到平衡時(shí)的體積V1；(2)

2、 在活塞下降過程中，汽缸內(nèi)氣體放出的熱量Q.解題指導(dǎo)(1)在氣體由壓強(qiáng)p二1.2p0下降到p0的過程中，氣體體積不變，溫度由T二2.4T0變?yōu)槿?，由查理定律?珥在氣體溫度由人變?yōu)門0的過程中，體積由V減小到V,氣體壓強(qiáng)不變，由蓋呂薩克定律得V1T0解得/=*V(2) 在活塞下降過程中，活塞對氣體做的功為W=p0(V-V1)在這一過程中，氣體內(nèi)能的減少量為U=a(T1-T0)由熱力學(xué)第一定律得，汽缸內(nèi)氣體放出的熱量為Q=W+AU解得Q=1pV+aT0答案(1#V(2)2p0V+aT0規(guī)律總結(jié)氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)定律的綜合問題的解題思路：(1) 氣體實(shí)驗(yàn)定律的研究對象是一定質(zhì)量的理想氣體.(2)

3、 分清氣體的變化過程是求解問題的關(guān)鍵.(3) 理想氣體體積變化對應(yīng)著做功；溫度變化，內(nèi)能一定變化.(4) 結(jié)合熱力學(xué)第一定律求解.為適應(yīng)太空環(huán)境，去太空執(zhí)行任務(wù)的航天員都要穿上航天服，航天服有一套生命保障系統(tǒng)，為航天員提供合適的溫度、氧氣和氣壓，讓航天員在太空中如同在地面上一樣.假如在地面上航天服內(nèi)氣壓為1atm,氣體體積為2L,到達(dá)太空后由于外部氣壓低，航天服急劇膨脹，內(nèi)部氣體體積變?yōu)?L,使航天服達(dá)到最大體積，假設(shè)航天服內(nèi)氣體可視為理想氣體且溫度不變，將航天服視為封閉系統(tǒng).(1) 求此時(shí)航天服內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，并從微觀角度解釋壓強(qiáng)變化的原因.(2) 由地面到太空過程中航天服內(nèi)氣體吸熱還是放熱，為什么？(3) 若開啟航天服生命保障系統(tǒng)向航天服內(nèi)充氣，使航天服內(nèi)的氣壓緩慢恢復(fù)到0.9atm，則需補(bǔ)充1atm的等溫氣體多少升？答案見解析解析(1)航天服內(nèi)氣體可以視為理想氣體，由于做等溫變化，由玻意耳定律得P1V1=P2V2，解得：P二耳-0.5atm.2V由于氣體的壓強(qiáng)與分子數(shù)密度和分子平均動(dòng)能有關(guān)，在氣體體積變大的過程中，該氣體的分子數(shù)密度變小，而溫度不變，即分子的平均