第三章-本章整合-新教材人教版高中物理選擇性必修第三冊課件

開始時(shí),活塞B距離較細(xì)汽缸底端為L,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。(2)氣體從A→B→C整個(gè)過程中內(nèi)能的變化量。例3(2020山東泰安四模)如圖所示,在豎直放置的導(dǎo)熱性能良好的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分理想氣體,活塞能無摩擦地滑動(dòng),容器的橫截面積為S,整個(gè)裝置放在大氣壓為p0的室內(nèi),穩(wěn)定時(shí)活塞與容器底的距離為h0,現(xiàn)把容器移至大氣壓仍為p0的室外,活塞緩慢上升d后再次平衡,重力加速度大小為g。末態(tài):Vb待求,Tb=1.減少了Q-(mg+p0S)d(2)氣體從A→B→C整個(gè)過程中內(nèi)能的變化量。例2(2020四川宜賓模擬)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過如圖所示的變化過程:A→B→C。例1(2020山東濟(jì)南二模)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-V圖像如圖所示,已知?dú)怏w在狀態(tài)a的壓強(qiáng)為p0、體積為V0、溫度為T0,氣體在狀態(tài)b的溫度Tb=1.(2)氣體從A→B→C整個(gè)過程中內(nèi)能的變化量。ΔU=Q+W=Q-(mg+p0S)d,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。開始時(shí),活塞B距離較細(xì)汽缸底端為L,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。開始時(shí),活塞B距離較細(xì)汽缸底端為L,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。(1)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積和在C狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng);ΔU=Q+W=Q-(mg+p0S)d,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。(1)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積和在C狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng);末態(tài):pc待求,Tc=T0(1)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積和在C狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng);根據(jù)熱力學(xué)第一定律得密閉氣體的內(nèi)能增加了增加了Q+(mg+p0S)d設(shè)活塞A到達(dá)汽缸底部時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為p2、加入細(xì)沙的質(zhì)量為m0,由平衡條件得p0S+p2·2S+3mg+m0g=p0·2S+p2S單元整合一、熱力學(xué)第一定律與圖像的綜合應(yīng)用1.四種圖像的比較2.分析技巧利用垂直于坐標(biāo)軸的線作輔助線去分析不同溫度的兩條等溫線、不同體積的兩條等容線、不同壓強(qiáng)的兩條等壓線的關(guān)系,然后利用熱力學(xué)第一定律分析內(nèi)能的增量(ΔU)與外界對(duì)物體做功(W)和物體從外界吸收熱量(Q)之間的關(guān)系,即ΔU=W+Q。例1(2020山東濟(jì)南二模)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-V圖像如圖所示,已知?dú)怏w在狀態(tài)a的壓強(qiáng)為p0、體積為V0、溫度為T0,氣體在狀態(tài)b的溫度Tb=1.5T0,氣體在狀態(tài)c的溫度Tc=T0。(1)求氣體在狀態(tài)b時(shí)的體積;(2)分析說明氣體由狀態(tài)c到狀態(tài)a是吸熱還是放熱,并求出吸收或放出的熱量。解析(1)從a到b,氣體做等壓變化,初態(tài):Va=V0,Ta=T0末態(tài):Vb待求,Tb=1.5T0(2)由于a、c狀態(tài)的溫度相同,故內(nèi)能相同,從c到a,體積減小,外界對(duì)氣體做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知,氣體放熱從b到c氣體做等容變化,初態(tài):pb=p0,Tb=1.5T0末態(tài):pc待求,Tc=T0答案(1)1.5V0

(2)見解析例2(2020四川宜賓模擬)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過如圖所示的變化過程:A→B→C。已知?dú)怏w在初始A狀態(tài)的壓強(qiáng)為p0,體積為V0,溫度為T0,BA連線的延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),A→B過程中,氣體從外界吸收熱量為Q,B狀態(tài)溫度為T。試求:(1)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積和在C狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng);(2)氣體從A→B→C整個(gè)過程中內(nèi)能的變化量。二、熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用解題基本思路例3

(2020山東泰安四模)如圖所示,在豎直放置的導(dǎo)熱性能良好的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分理想氣體,活塞能無摩擦地滑動(dòng),容器的橫截面積為S,整個(gè)裝置放在大氣壓為p0的室內(nèi),穩(wěn)定時(shí)活塞與容器底的距離為h0,現(xiàn)把容器移至大氣壓仍為p0的室外,活塞緩慢上升d后再次平衡,重力加速度大小為g。若此過程中氣體吸收的熱量為Q,則密閉氣體的內(nèi)能(

)A.減少了Q-(mg+p0S)dB.減少了Q+(mg+p0S)dC.增加了Q-(mg+p0S)dD.增加了Q+(mg+p0S)d例1(2020山東濟(jì)南二模)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-V圖像如圖所示,已知?dú)怏w在狀態(tài)a的壓強(qiáng)為p0、體積為V0、溫度為T0,氣體在狀態(tài)b的溫度Tb=1.此時(shí)大氣壓強(qiáng)為p0=,汽缸周圍溫度為127℃,現(xiàn)在活塞A上部緩慢倒入細(xì)沙,直到活塞A恰好位于較細(xì)汽缸底部。(2)氣體從A→B→C整個(gè)過程中內(nèi)能的變化量。減少了Q-(mg+p0S)d(1)求加入細(xì)沙的質(zhì)量;設(shè)活塞A到達(dá)汽缸底部時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為p2、加入細(xì)沙的質(zhì)量為m0,由平衡條件得p0S+p2·2S+3mg+m0g=p0·2S+p2S設(shè)活塞A到達(dá)汽缸底部時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為p2、加入細(xì)沙的質(zhì)量為m0,由平衡條件得p0S+p2·2S+3mg+m0g=p0·2S+p2S減少了Q+(mg+p0S)d(2)保持細(xì)沙質(zhì)量不變,再緩慢降低氣體溫度,使活塞回到原來位置,封閉氣體的內(nèi)能減少了ΔU,求此時(shí)封閉氣體的溫度及此過程中氣體放出的熱量。例1(2020山東濟(jì)南二模)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-V圖像如圖所示,已知?dú)怏w在狀態(tài)a的壓強(qiáng)為p0、體積為V0、溫度為T0,氣體在狀態(tài)b的溫度Tb=1.ΔU=Q+W=Q-(mg+p0S)d,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。此時(shí)大氣壓強(qiáng)為p0=,汽缸周圍溫度為127℃,現(xiàn)在活塞A上部緩慢倒入細(xì)沙,直到活塞A恰好位于較細(xì)汽缸底部。移至室外,活塞上升的過程中,密閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功,所以外界對(duì)系統(tǒng)做的功末態(tài):Vb待求,Tb=1.開始時(shí),活塞B距離較細(xì)汽缸底端為L,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。(1)求加入細(xì)沙的質(zhì)量;初態(tài):Va=V0,Ta=T0(1)求加入細(xì)沙的質(zhì)量;例1(2020山東濟(jì)南二模)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-V圖像如圖所示,已知?dú)怏w在狀態(tài)a的壓強(qiáng)為p0、體積為V0、溫度為T0,氣體在狀態(tài)b的溫度Tb=1.ΔU=Q+W=Q-(mg+p0S)d,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。移至室外,活塞上升的過程中,密閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功,所以外界對(duì)系統(tǒng)做的功W=-(mg+p0S)d根據(jù)熱力學(xué)第一定律得密閉氣體的內(nèi)能增加了ΔU=Q+W=Q-(mg+p0S)d,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。答案C例4(2020河北邯鄲二模)如圖所示,兩端開口內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸豎直固定放置,質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)活塞A、B由長度為2L的輕桿相連,兩活塞的橫截面積分別為S和2S,活塞間封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。開始時(shí),活塞B距離較細(xì)汽缸底端為L,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)大氣壓強(qiáng)為p0=,汽缸周圍溫度為127℃,現(xiàn)在活塞A上部緩慢倒入細(xì)沙,直到活塞A恰好位于較細(xì)汽缸底部。(1)求加入細(xì)沙的質(zhì)量;(2)保持細(xì)沙質(zhì)量不變,再緩慢降低氣體溫度,使活塞回到原來位置,封閉氣體的內(nèi)能減少了ΔU,求此時(shí)封閉氣體的溫度及此過程中氣體放出的熱量。5T0,氣體在狀態(tài)c的溫度Tc=T0。末態(tài):Vb待求,Tb=1.(1)求加入細(xì)沙的質(zhì)量;例1(2020山東濟(jì)南二模)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-V圖像如圖所示,已知?dú)怏w在狀態(tài)a的壓強(qiáng)為p0、體積為V0、溫度為T0,氣體在狀態(tài)b的溫度Tb=1.設(shè)活塞A到達(dá)汽缸底部時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為p2、加入細(xì)沙的質(zhì)量為m0,由平衡條件得p0S+p2·2S+3mg+m0g=p0·2S+p2S末態(tài):pc待求,Tc=T0減少了Q-(mg+p0S)d例1(2020山東濟(jì)南二模)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-V圖像如圖所示,已知?dú)怏w在狀態(tài)a的壓強(qiáng)為p0、體積為V0、溫度為T0,氣體在狀態(tài)b的溫度Tb=1.例3(2020山東泰安四模)如圖所示,在豎直放置的導(dǎo)熱性能良好的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分理想氣體,活塞能無摩擦地滑動(dòng),容器的橫截面積為S,整個(gè)裝置放在大氣壓為p0的室內(nèi),穩(wěn)定時(shí)活塞與容器底的距離為h0,現(xiàn)把容器移至大氣壓仍為p0的室外,活塞緩慢上升d后再次平衡,重力加速度大小為g。(2)氣體從A→B→C整個(gè)過程中內(nèi)能的變化量。設(shè)活塞A到達(dá)汽缸底部時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為p2、加入細(xì)沙的質(zhì)量為m0,由平衡條件得p0S+p2·2S+3mg+m0g=p0·2S+p2S開始時(shí),活塞B距離較細(xì)汽缸底端為L,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知?dú)怏w在初始A狀態(tài)的壓強(qiáng)為p0,體積為V0,溫度為T0,BA連線的延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),A→B過程中,氣體從外界吸收熱量為Q,B狀態(tài)溫度為T。末態(tài):pc待求,Tc=T0(2)氣體從A→B→C整個(gè)過程中內(nèi)能的變化量。此時(shí)大氣壓強(qiáng)為p0=,汽缸周圍溫度為127℃,現(xiàn)在活塞A上部緩慢倒入細(xì)沙,直到活塞A恰好位于較細(xì)汽缸底部。(2)氣體從A→B→C整個(gè)過程中內(nèi)能的變化量。例2(2020四川宜賓模擬)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過如圖所示的變化過程:A→B→C。(1)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積和在C狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng);