2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)知識清單：熱學(xué)

專題16熱學(xué)

k思維導(dǎo)

微雙結(jié)構(gòu)晶體

固體?------

分子熱運(yùn)動------《非晶體

分子間作用力表面張力

演'液體/一

分子動能一蔓潤和不浸潤

內(nèi)能

分子勢能溫度

氣體的狀態(tài)參量/體積

溫度與溫標(biāo),液/

做功一

\壓強(qiáng)

內(nèi)能改變

熱傳遞

等溫變化

熱力學(xué)第一定律

氣體的/等壓變化

熱力學(xué)第二定律變化J/-----------

---《等容變化

能量守恒定律

理想氣體狀態(tài)方程

考點(diǎn)分析.

考點(diǎn)內(nèi)容要求考情

物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)b2021?重慶卷?8、2023?海南卷?5

分子熱運(yùn)動、布朗運(yùn)動C2020?全國卷I-33⑴、2023?北京卷?1

分子間的作用力C2023?全國卷新課標(biāo)?8、2023?浙江1月選考78

內(nèi)能(分子動能和勢能)b2022?全國乙卷?33(2)、2023?海南卷76

固體的晶體和非晶體、液體的表面張力現(xiàn)象a2022?重慶卷?15(2)、2023?遼寧卷?5

氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體b2023?上海卷?4、2022?江蘇卷?7

做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式c2021?全國甲卷?33⑴、2021?河北卷?15(1)

熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律c2023?浙江1月選考77、2022?重慶卷-15(1)

能量守恒定律、能源a2022?山東卷?5、2021?山東卷?2

1.掌握分子模型的構(gòu)建與分子直徑的估算方法

2.了解分子動理論的基本觀點(diǎn).了解擴(kuò)散現(xiàn)象并能解釋布朗運(yùn)動.

3.知道分子間作用力隨分子間距離變化的圖像.

4.了解物體內(nèi)能的決定因素.

5.知道晶體和非晶體的特點(diǎn)，了解表面張力現(xiàn)象和毛細(xì)現(xiàn)象，知道它們的產(chǎn)生原因.

6.掌握氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法及氣體壓強(qiáng)的微觀解釋.

7.能用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決實(shí)際問題，并會分析氣體圖像問題.

8.知道改變內(nèi)能的兩種方式，理解熱力學(xué)第一定律，并能用熱力學(xué)第一定律解決相關(guān)問題.

9.理解熱力學(xué)第二定律，知道熱現(xiàn)象的方向性.

知識梳理

知識點(diǎn)01分子動理論、內(nèi)能.....................................................................3

一、分子的大小.............................................................................3

二、分子的兩種模型........................................................................3

三、阿伏加德羅常數(shù)........................................................................3

四、分子熱運(yùn)動.............................................................................3

五、分子間的相互作用力....................................................................4

六、物體的內(nèi)能............................................................................4

七、分子間的作用力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系...........................................5

八、溫度與溫標(biāo).............................................................................6

知識點(diǎn)02固體、液體與氣體.....................................................................6

一、固體...................................................................................6

二、液體...................................................................................7

三、液晶...................................................................................7

四、氣體的狀態(tài)參量........................................................................7

五、氣體壓強(qiáng)的計(jì)算........................................................................8

六、氣體的變化一一氣體實(shí)驗(yàn)定律...........................................................11

七、理想氣體狀態(tài)方程.....................................................................12

八、氣體狀態(tài)變化的圖像問題...............................................................13

九、氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)...................................................................17

知識點(diǎn)02熱力學(xué)定律..........................................................................18

一、改變內(nèi)能的兩種方式...................................................................18

二、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律...................................................................18

三、熱力學(xué)第一定律........................................................................18

四、熱力學(xué)第一定律與圖像的綜合應(yīng)用.......................................................19

五、熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合問題的解題思路......................................19

六、熱力學(xué)第二定律.......................................................................22

七、永動機(jī)不可能制成.....................................................................23

知識點(diǎn)01分子動理論、內(nèi)能

一、分子的大小

物質(zhì)是由大量分子組成的，分子直徑的數(shù)量級一般是分子的質(zhì)量：數(shù)量級為10-26kg.

二、分子的兩種模型

1.建模型：!成3,得直徑d（常用于固體和液體）.

—6V乃

2.立方體模型:V0=d\得邊長”=醞（常用于氣體）.

三、阿伏加德羅常數(shù)

1.1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù).通?？扇A=6.02xlO23/?^/-1；

2.阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁.

【技巧點(diǎn)撥】

①微觀量與宏觀量

I、微觀量：分子質(zhì)量/、分子體積瓜分子直徑d等.

II、宏觀量：物體的質(zhì)量以摩爾質(zhì)量肌物體的密度p、物體的體積人摩爾體積心等.

②幾個(gè)重要關(guān)系

M

I、一■個(gè)分子的質(zhì)量：=---.

NA

II、一個(gè)分子的體積：匕=匕迎（注意：對于氣體，佑表示一個(gè)氣體分子占有的空間）.

NA

M

III>1mol物體的體積：Vmol二—.

P

四、分子熱運(yùn)動

L分子熱運(yùn)動：分子做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動.

2.擴(kuò)散現(xiàn)象:不同的物質(zhì)互相接觸時(shí)，可以彼此進(jìn)入對方中去.溫度越高,擴(kuò)散越快.擴(kuò)散現(xiàn)象就是

分子的運(yùn)動，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間.

3.布朗運(yùn)動:在顯微鏡下看到的懸浮在液體（或氣體）中微小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，是液體分子對微小

顆粒撞擊作用的不平衡造成的，是液體分子永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動的宏觀反映.顆粒越小，布朗運(yùn)動越明顯;

溫度越高，布朗運(yùn)動越明顯.

【技巧點(diǎn)撥】布朗運(yùn)動不是分子的運(yùn)動，但它反映了液體（或氣體）分子的無規(guī)則運(yùn)動.

五、分子間的相互作用力

分子間同時(shí)存在著引力和斥力,引力和斥力都隨分子間距離增大而減小，但斥力的變化比引力的變化

快，實(shí)際表現(xiàn)出來的是引力和斥力的合力.

【實(shí)戰(zhàn)演練】

（2021?重慶卷⑻圖甲和圖乙中曲線I、II、III分別描述了某物理量隨分子之間的距離變化的規(guī)律，加為

平衡位置.現(xiàn)有如下物理量：①分子勢能，②分子間引力，③分子間斥力，④分子間引力和斥力的合力,

則曲線I、II、III對應(yīng)的物理量分別是（）

A.①③②B.②④③C.④①③D.①④③

答案D

解析根據(jù)分子處于平衡位置（即分子之間距離為小）時(shí)分子勢能最小，可知曲線I為分子勢能隨分子之

間距離r變化的圖像；根據(jù)分子處于平衡位置（即分子之間距離為力）時(shí)分子間作用力為零，可知曲線n

為分子間作用力隨分子之間距離r變化的圖像；根據(jù)分子之間斥力隨分子之間距離的增大而減小以及分

子間距離小于s時(shí)分子間作用力表現(xiàn)為斥力，可知曲線III為分子間斥力隨分子之間距離r變化的圖像，

故選D.

六、物體的內(nèi)能

L分子動能:做熱運(yùn)動的分子具有動能,在熱現(xiàn)象的研究中，單個(gè)分子的動能是無研究意義的，重要的

是分子熱運(yùn)動的平均動能.溫度是物體分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志.

2.分子勢能:分子間具有由它們的相對位置決定的勢能,叫做分子勢能.分子勢能隨著物體的體積變化

而變化.分子間的作用表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢能隨著分子間的距離增大而增大.分子間的作用表現(xiàn)為斥力時(shí),

分子勢能隨著分子間距離增大而減小.對實(shí)際氣體來說，體積增大，分子勢能增加;體積縮小，分子勢能減

小.

3.物體的內(nèi)能:物體里所有的分子的動能和勢能的總和叫做物體的內(nèi)能.任何物體都有內(nèi)能，物體的內(nèi)

能跟物體的溫度和體積有關(guān).

4.物體的內(nèi)能和機(jī)械能有著本質(zhì)的區(qū)別.物體具有內(nèi)能的同時(shí)可以具有機(jī)械能,也可以不具有機(jī)械能.

①內(nèi)能：物體中所有分子的熱運(yùn)動動能與分子勢能的總和.

②決定因素：溫度、體積和物質(zhì)的量.

③影響因素：物體的內(nèi)能與物體的位置高低、運(yùn)動速度大小無關(guān).

④改變物體內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞.

【技巧點(diǎn)撥】分析物體內(nèi)能問題的五點(diǎn)提醒

①內(nèi)能是對物體的大量分子而言的，不存在某個(gè)分子內(nèi)能的說法.

②內(nèi)能的大小與溫度、體積、物質(zhì)的量和物態(tài)等因素有關(guān).

③通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能.

④溫度是分子平均動能的標(biāo)志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能都相同.

⑤內(nèi)能由物體內(nèi)部分子微觀運(yùn)動狀態(tài)決定，與物體整體運(yùn)動情況無關(guān).任何物體都具有內(nèi)能，

恒不為零.

七、分子間的作用力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系

分子間的作用力F、分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示（取無窮遠(yuǎn)處分子勢能Ep=O）.

1.當(dāng)r>r。時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，當(dāng)r增大時(shí)，分子間的作用力做負(fù)功，分子勢能增大.

2.當(dāng)r<r。時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)r減小時(shí)，分子間的作用力做負(fù)功，分子勢能增大.

3.當(dāng)r=ro時(shí)，分子勢能最小.

【實(shí)戰(zhàn)演練】

（2023?海南卷?5）下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是（）

r<——

o--￡0------o

A.分子間距離大于時(shí)，分子間表現(xiàn)為斥力

B.分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離處過程中分子勢能變大

C.分子勢能在處最小

D.分子間距離小于且減小時(shí)，分子勢能在減小

【答案】C

【解析】分子間距離大于S，分子間表現(xiàn)為引力，分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離小處過程中，引力做正功，

分子勢能減小，則在為處分子勢能最?。焕^續(xù)減小距離，分子間表現(xiàn)為斥力，分子力做負(fù)功，分子勢能

增大。故選C。

【實(shí)戰(zhàn)演練】

（2020?全國卷I-33（1））分子間作用力尸與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r=n時(shí)，尸=0.分子間勢能由r

決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子間的勢能為零.若一分子固定于原點(diǎn)O,另一分子從距。點(diǎn)很遠(yuǎn)

處向。點(diǎn)運(yùn)動，在兩分子間距減小到廠2的過程中，勢能（填“減小”“不變”或“增大”）；在

間距由/'2減小到n的過程中，勢能（填“減小”“不變”或“增大”）；在間距等于n處，勢

能—（填“大于”“等于”或“小于”）零.

【答案】減小減小小于

【解析】分子勢能與分子間距離變化的關(guān)系圖像如圖所示，兩分子間距減小到修的過程中及由於減小

到八的過程中，分子間作用力做正功，分子勢能減??；在間距等于外處，分子勢能最小，小于零.

八、溫度與溫標(biāo)

1.一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度.

2.兩種溫標(biāo)：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo).關(guān)系：T=t+276.15K.

【技巧點(diǎn)撥】絕對零度為-273.15℃,它是低溫的極限，只能接近不能達(dá)到.

知識點(diǎn)02固體、液體與氣體

一、固體

1.分類：固體分為晶體和非晶體兩類.晶體又分為單晶體和多晶體.

2.晶體和非晶體的比較

分類晶體

非晶體

比單晶體多晶體

外形有規(guī)則的形狀無確定的幾何形狀無確定的幾何外形

熔點(diǎn)確定確定不確定

物理性質(zhì)各向異性各向同性各向同性

石英、云母、明玻璃、橡膠、蜂蠟、

典型物質(zhì)各種金屬

磯、食鹽松香、瀝青

轉(zhuǎn)化晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化

二、液體

1.液體的表面張力

①作用效果：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢,使液體表面積趨于最小，而在體積相同的

條件下，球形表面積最小.

②方向：表面張力跟液面相切,跟這部分液面的分界線垂直.

③形成原因：表面層中分子間距離比液體內(nèi)部分子間距離大，分子間作用力表現(xiàn)為引力.

三、液晶

1.液晶的物理性質(zhì)

①具有液體的流動性.

②具有晶體的光學(xué)各向異性.

2.液晶的微觀結(jié)構(gòu)：從某個(gè)方向上看，其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無

章的.

四、氣體的狀態(tài)參量

1.氣體的溫度:宏觀表現(xiàn)為物體的冷熱程度,微觀表現(xiàn)為氣體分子平均動能的標(biāo)志.

2.氣體的體積:氣體的體積不是氣體分子自身體積的總和，而是指大量氣體分子所能達(dá)到的整個(gè)空間的

體積.封閉在容器內(nèi)的氣體,其體積等于容器的容積.

3.氣體的壓強(qiáng):氣體作用在器壁單位面積上的壓力.數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)器壁單位面積上受到氣體分

子的總沖量.

①產(chǎn)生原因:大量氣體分子無規(guī)則運(yùn)動碰撞器壁，形成對器壁各處均勻的持續(xù)的壓力.

②決定因素:一定氣體的壓強(qiáng)大小，微觀上決定于分子的運(yùn)動速率和分子密度;宏觀上決定于氣體的

溫度和體積.

I、宏觀上：決定于氣體的溫度和體積.

II、微觀上：決定于分子的平均動能和分子的密集程度.

一平均每個(gè)氣體

氣

體決定分子的撞擊力

壓溫度

因素

強(qiáng)單位時(shí)間、單

一

位面積上的撞

擊次數(shù)體積

【實(shí)戰(zhàn)演練】

（2023?北京卷J）夜間由于氣溫降低，汽車輪胎內(nèi)的氣體壓強(qiáng)變低。與白天相比，夜間輪胎內(nèi)的氣體（）

A.分子的平均動能更小B.單位體積內(nèi)分子的個(gè)數(shù)更少

C.所有分子的運(yùn)動速率都更小D.分子對輪胎內(nèi)壁單位面積的平均作用力更大

【答案】A

【解析】解：AC、夜晚溫度降低，則分子的平均動能更小，氣體分子平均速率減小，但不是所有分子

速率都在減小，故A正確，C錯(cuò)誤；

B、根據(jù)查理定律可知輪胎內(nèi)的氣體體積減小，則單位體積內(nèi)分子的個(gè)數(shù)更多，故B錯(cuò)誤；

D、車胎內(nèi)氣體溫度降低，氣體分子劇烈程度降低，壓強(qiáng)減小，故分子對輪胎內(nèi)壁單位面積的平均作用

力變小，故D錯(cuò)誤；

五、氣體壓強(qiáng)的計(jì)算

1.活塞模型：如圖所示是最常見的封閉氣體的兩種方式.

產(chǎn)

P

l

甲

求氣體壓強(qiáng)的基本方法：先對活塞進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程.

圖甲中活塞的質(zhì)量為m,活塞橫截面積為S外界大氣壓強(qiáng)為由于活塞處于平衡狀態(tài)，所以

P0S+mg=pS,

則氣體的壓強(qiáng)為p0=p°+歿.

S

圖乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱處于平衡狀態(tài)，所以〃S+mg=p0S,

則氣體壓強(qiáng)為p=Po—W=Po—P液gh.

2.連通器模型：如圖所示，U形管豎直放置.同一液體中的相同高度處壓強(qiáng)一定相等，所以氣體6和/

的壓強(qiáng)關(guān)系可由圖中虛線聯(lián)系起來.則有PB+pg%=PA，而PA=Po+Pgk

所以氣體8的壓強(qiáng)為/=Po+pg（%-%）.

【技巧點(diǎn)撥】

①被活塞或汽缸封閉的氣體，通常分析活塞或汽缸的受力，應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律求解，

壓強(qiáng)單位為Pa.

②水銀柱密封的氣體，應(yīng)用°=°。+外或°=°。一外計(jì)算壓強(qiáng)，壓強(qiáng)p的單位為,機(jī)"g或

mmHg

③關(guān)聯(lián)氣體問題：解決由活塞、液柱相聯(lián)系的兩部分氣體問題時(shí)，根據(jù)兩部分氣體壓強(qiáng)、體積的

關(guān)系，列出關(guān)聯(lián)關(guān)系式，再結(jié)合氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程求解.

【實(shí)戰(zhàn)演練】

|（2023?全國卷新課標(biāo)⑻如圖，一封閉著理想氣體的絕熱汽缸置于水平地面上，用輕彈簧連接的兩絕熱活!

!塞將汽缸分為八g、八三部分，活塞與汽缸壁間沒有摩擦。初始時(shí)彈簧處于原長，三部分中氣體的溫度、!

I體積、壓強(qiáng)均相等?，F(xiàn)通過電阻絲對/中的氣體緩慢加熱，停止加熱并達(dá)到穩(wěn)定后（）

II

I

A.%中的氣體內(nèi)能增加B./與g中的氣體溫度相等

C.f與九中的氣體溫度相等D.f與無中的氣體壓強(qiáng)相等

II

\【答案】AD；

II

【解析】解：A、當(dāng)電阻絲對f中的氣體緩慢加熱時(shí)，f中的氣體內(nèi)能增大，溫度升高，根據(jù)一定質(zhì)量的|

I理想氣體狀態(tài)方程pV=CT可知，f中的氣體的壓強(qiáng)增大，則會向右推動活塞，而無中的氣體體積減小，|

I外界對氣體做正功，因?yàn)榛钊蜌飧捉^熱，根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=Q+W可知，h中的氣體內(nèi)能增加，：

I故A正確；

IB、初始狀態(tài)下，三部分氣體的狀態(tài)參量完全相同，當(dāng)系統(tǒng)再次穩(wěn)定時(shí)，對左側(cè)活塞分析可得：

IPfS=F+pgS

：因?yàn)閒中的氣體溫度升高，則f中的氣體壓強(qiáng)增大，則彈簧對左邊活塞的彈力水平向左，由此可知彈簧處I

I于壓縮狀態(tài)。

I分別對f和g中的氣體，根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程可得：華=乎，苧=畢

T

oTfToTg

!其中，vf>vg

；聯(lián)立解得：Tf>Tg,故B錯(cuò)誤；

ICD、根據(jù)題意可知，兩個(gè)活塞和彈簧組成的整體會向右移動一段距離，因此最終f中的氣體體積增大，h\

I中的體積減小，壓強(qiáng)增大，將兩絕熱活塞和彈簧當(dāng)成整體，可知再次穩(wěn)定時(shí)f和八中的壓強(qiáng)再次相等，對;

Ih中的氣體，根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程可得：畢=畢

ToT”

I聯(lián)立解得：Tf>T",故C錯(cuò)誤，D正確；

I故選：ADo

【實(shí)戰(zhàn)演練】

(2023?浙江1月選考48)某探究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)報(bào)警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器

內(nèi)用面積S=100cm2、質(zhì)量a=1kg的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。開始時(shí)氣體

處于溫度7\=300K、活塞與容器底的距離/i°=30cm的狀態(tài)4。環(huán)境溫度升高時(shí)容器內(nèi)氣體被加熱，活

塞緩慢上升d=3cm恰好到達(dá)容器內(nèi)的卡口處，此時(shí)氣體達(dá)到狀態(tài)B?；钊３植粍?，氣體被繼續(xù)加熱

至溫度幾=363K的狀態(tài)C時(shí)觸動報(bào)警器。從狀態(tài)4到狀態(tài)C的過程中氣體內(nèi)能增加了4U=158Jo取大氣

(1)在狀態(tài)B的溫度；

(2)在狀態(tài)C的壓強(qiáng)；

(3)由狀態(tài)4到狀態(tài)C過程中從外界吸收熱量Q。

【答案】解：(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋一呂薩克定律得

h0S=&+d)S

T?一TB

代入數(shù)據(jù)解得：TB=330K

55

(2)氣體在狀態(tài)B的壓強(qiáng)為PB=po+詈=0.99X10Pa+io^^°_-Pa=1X10Pa

從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律得

PB_Pc

代入數(shù)據(jù)解得：pc=1,1x105Pa

4

(3)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中氣體對外做的功為W=pBSd=1x*100x10-x0.03J=30J

從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中氣體不做功。由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得

△U=Q-W

代入數(shù)據(jù)解得：Q=188J

答：(1)氣體在狀態(tài)B的溫度為330K;

(2)氣體在狀態(tài)C的壓強(qiáng)為1.1x105Pa;

⑶由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中從外界吸收熱量Q為188J。

【實(shí)戰(zhàn)演練】

（2022.全國乙卷-33（2））如圖，一豎直放置的汽缸由兩個(gè)粗細(xì)不同的圓柱形筒組成，汽缸中活塞I和活塞

II之間封閉有一定量的理想氣體，兩活塞用一輕質(zhì)彈簧連接，汽缸連接處有小卡銷，活塞II不能通過連

接處.活塞I、II的質(zhì)量分別為2加、加，面積分別為2S、S,彈簧原長為/.初始時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，

此時(shí)彈簧的伸長量為0.1/,活塞I、II到汽缸連接處的距離相等，兩活塞間氣體的溫度為To.已知活塞

外大氣壓強(qiáng)為po,忽略活塞與缸壁間的摩擦，汽缸無漏氣，不計(jì)彈簧的體積，重力加速度為g.

2s

I

!n

s

i（i）求彈簧的勁度系數(shù)；

i（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體，求當(dāng)活塞n剛運(yùn)動到汽缸連接處時(shí)，活塞間氣體的壓強(qiáng)和溫度.

ir公安、八\40〃%,4

【合水】（1）/（2）p（）十S3n

【解析】（1）設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為0,對兩活塞和彈簧的整體受力分析，由平衡條件有

I2mg+po-2S+mg+piS—poS+pi-2S

\解得pi=po+^^

I對活塞I由平衡條件有

!2mg+p（r2S+Z?O.l/=0?2S

!解得彈簧的勁度系數(shù)為左=以詈

!（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體使得活塞n剛運(yùn)動到汽缸連接處時(shí)，對兩活塞和彈簧的整體由平衡條件可

!知，氣體的壓強(qiáng)不變依然為02=Pl=Po+&^

I?

11/111/3

!即封閉氣體發(fā)生等壓變化，初、末狀態(tài)的體積分別為W=^?2S+號羅，V2=/2-2S

!由于氣體的壓強(qiáng)不變，則彈簧的彈力也不變，故有由馬=m，解得上=±To.

12J

六、氣體的變化一氣體實(shí)驗(yàn)定律

玻意耳定律查理定律蓋一呂薩克定律

一定質(zhì)量的某種氣體，一定質(zhì)量的某種氣體，在體一定質(zhì)量的某種氣體，在

內(nèi)容在溫度不變的情況下，積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱壓強(qiáng)不變的情況下，其體

壓強(qiáng)與體積成反比力學(xué)溫度成正比積與熱力學(xué)溫度成正比

A_￡1

IT2

表達(dá)式PM=2%

拓展：Ap=AT拓展：AV=AT

工A

一定質(zhì)量的某種理想一定質(zhì)量的某種理想氣

一定質(zhì)量的某種理想氣體，

氣體，溫度保持不變體，溫度升高時(shí)，分子的

體積保持不變時(shí)，分子的密

時(shí)，分子的平均動能不平均動能增大.只有氣體

微觀解釋集程度保持不變，溫度升高

變.體積減小時(shí)，分子的體積同時(shí)增大，使分子

時(shí)，分子的平均動能增大，

的密集程度增大，氣體的密集程度減小，才能保

氣體的壓強(qiáng)增大

的壓強(qiáng)增大持壓強(qiáng)不變

p\

圖像1/1/

0^---(T--------"T

【實(shí)戰(zhàn)演練】

(2023?海南卷J6)某飲料瓶內(nèi)密封一定質(zhì)量理想氣體，t=27久時(shí)，壓強(qiáng)p=1.050x105pa。

⑴t，=37久時(shí)，氣壓是多大？

(2)保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強(qiáng)與(1)時(shí)相同時(shí)，氣體體積為原來的多少倍？

【答案】解：(1)瓶內(nèi)氣體的始末狀態(tài)的熱力學(xué)溫度分別為

T=(27+273)K=300K,V=(37+273)K=310K

溫度變化過程中體積不變，故由查理定律有與，解得：pf=1.085X105Pa

(2)保持溫度不變，擠壓氣體，等溫變化過程，由玻意耳定律有pV=p'V'解得：V'-0.968V

答:(1"=37久時(shí),氣壓為1.085x105pa；

(2)保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強(qiáng)與(1)時(shí)相同時(shí)，氣體體積為原來的0.968倍。

七、理想氣體狀態(tài)方程

1.理想氣體：在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體.

①在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低時(shí)，實(shí)際氣體可以看作理想氣體.

②理想氣體的分子間除碰撞外不考慮其他作用，一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定.

2.理想氣體狀態(tài)方程：皿=及匕或爐=C.(質(zhì)量一定的理想氣體)

【技巧點(diǎn)撥】

①解題基本思路

I、選對象：根據(jù)題意，選出所研究的某一部分一定質(zhì)量的氣體.

II、找參量：分別找出這部分氣體狀態(tài)發(fā)生變化前后的P、V、T,其中壓強(qiáng)的確定是關(guān)鍵.

III、認(rèn)過程：認(rèn)清變化過程，正確選用物理規(guī)律.

IV、列方程：選用理想氣體狀態(tài)方程或某一氣體實(shí)驗(yàn)定律列式求解，必要時(shí)討論結(jié)果的合理性.

②分析氣體狀態(tài)變化的問題要抓住三點(diǎn)

I、弄清一個(gè)物理過程分為哪幾個(gè)階段.

II、找出幾個(gè)階段之間是由什么物理量聯(lián)系起來的.

|||、明確哪個(gè)階段應(yīng)遵循什么實(shí)驗(yàn)定律.

【實(shí)戰(zhàn)演練】

(2022?重慶卷J5(2))某同學(xué)探究一封閉汽缸內(nèi)理想氣體的狀態(tài)變化特性,得到壓強(qiáng)p隨溫度t的變化如圖

所示.已知圖線I描述的是體積為％的等容過程，當(dāng)溫度為力時(shí)氣體的壓強(qiáng)為“；圖線II描述的

(1)等容過程中，溫度為0°C時(shí)氣體的壓強(qiáng);

(2)等壓過程中，溫度為0℃時(shí)氣體的體積.

笈案⑴2730273PM

口茶U\+273(,2/1+273

PiPo

解析(1)在等容過程中，設(shè)0℃時(shí)氣體壓強(qiáng)為加，根據(jù)查理定律有

九+273K-273匕

鏟尸273m

解付。0_八+273

⑵當(dāng)壓強(qiáng)為P2,溫度為0℃時(shí)，設(shè)此時(shí)體積為則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有,掇等

11IZ/3K/13d

解“2付吻=2四73p餐iVi.

八、氣體狀態(tài)變化的圖像問題

1.四種圖像的比較

類別特點(diǎn)（其中。為常量）舉例

pV=CT,即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原

p-v

點(diǎn)越遠(yuǎn)10T'z>T\V

PT-i

1

p=CT-,斜率左=CT,即斜率越大，溫度越高

P一力V

07>看V

P

cc

P-Tp=-T,斜率左=上，即斜率越大，體積越小/A

VV

0V2<Vi'

ccPl

V-TV=—T,斜率左=上,即斜率越大，壓強(qiáng)越小/Pl

PP0P2Vpi

2.處理氣體狀態(tài)變化的圖像問題的技巧

①首先應(yīng)明確圖像上的點(diǎn)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個(gè)狀態(tài)，它對應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)量；圖像上的某

一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過程.看此過程屬于等溫、等容還是等壓變

化，然后用相應(yīng)規(guī)律求解.

②在，-7圖像（或0—7圖像）中，比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)（或體積）時(shí)，可比較這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線

的斜率的大小，斜率越大，壓強(qiáng)（或體積）越小；斜率越小，壓強(qiáng)（或體積）越大.

【技巧點(diǎn)撥】合理選取氣體變化所遵循的規(guī)律列方程

①若氣體質(zhì)量一定，P、V、T中有一個(gè)量不發(fā)生變化，則選用對應(yīng)的氣體實(shí)驗(yàn)定律列方程求解.

②若氣體質(zhì)量一定，p、V、T均發(fā)生變化，則選用理想氣體狀態(tài)方程列式求解.

【實(shí)戰(zhàn)演練】

（2023?遼寧卷-5）“空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實(shí)現(xiàn)儲能的裝置，可在用電低谷時(shí)儲存能量、用電

高峰時(shí)釋放能量。“空氣充電寶”某個(gè)工作過程中，一定質(zhì)量理想氣體的p-T圖像如圖所示。該過程

對應(yīng)的p-U圖像可能是（）

【答案】B

【解析】解：由p-T圖像可知a—b的過程為等壓升溫的過程，由一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)方程：空=C,

可知此過程氣體的體積增大，則此過程的p-V圖像是平行于橫軸的直線，且b在a右側(cè)。

由p-T圖像可知b-c的過程，氣體的壓強(qiáng)減小，溫度降低，根據(jù)牛=C,無法判斷氣體體積如何變化,

但是此過程氣體的壓強(qiáng)減小，則在p-V圖像中c在b的下方。

綜合上述分析，可知全過程對應(yīng)的p-V圖像只有B選項(xiàng)的圖像是可能的，故B正確，ACD錯(cuò)誤。

L

【實(shí)戰(zhàn)演練】

（2023?上海卷4）一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷如圖過程，其中ab、cd分別為雙曲線的一部分。下列對a、b、

c、d四點(diǎn)溫度大小比較正確的是（）

A.Ta>TbB.>TcC.Tc>TdD.Td>Ta

【答案】B

【解析】解：p—V圖象中，雙曲線代表等溫線，則ab溫度相等，cd溫度相等;

由a到d,氣體體積不變，根據(jù)粵=碧，可知a的溫度大于d的溫度；

由b到c,氣體體積不變，根據(jù)普=善，可知b的溫度大于c的溫度；

TbTc

故ACD錯(cuò)誤，B正確；

【實(shí)戰(zhàn)演練】

(2022?江蘇卷-7)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體分別經(jīng)歷。一。和a-c兩個(gè)過程，其中。一6為等溫過程,

狀態(tài)6、c的體積相同，貝1()

A.狀態(tài)。的內(nèi)能大于狀態(tài)6B.狀態(tài)。的溫度高于狀態(tài)c

C.a-c過程中氣體吸收熱量D.a-c過程中外界對氣體做正功

【答案】C

【解析】由于a-6的過程為等溫過程，即狀態(tài)a和狀態(tài)b溫度相同，分子平均動能相同，對于理想氣

體，狀態(tài)。的內(nèi)能等于狀態(tài)6的內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；由于狀態(tài)b和狀態(tài)c體積相同，且pyipc,根據(jù)查理

定律有票=華,可知〃<%,又因?yàn)椤?〃，故故B錯(cuò)誤；因?yàn)閍—c過程氣體體積增大，氣體

對外界做正功，而氣體溫度升高，內(nèi)能增加，根據(jù)AU=W+。，可知?dú)怏w吸收熱量，故C正確，D錯(cuò)

、口

伏.

【實(shí)戰(zhàn)演練】

(2021?全國甲卷33(1))如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個(gè)不同過程，分別由體積一溫度(V—。圖上的兩

條直線I和n表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)；而是它們的延長線與橫軸交點(diǎn)的橫坐

標(biāo)，to=-273.15°C；。為直線I上的一點(diǎn).由圖可知，氣體在狀態(tài)。和6的壓強(qiáng)之比§=_______；

Pb

氣體在狀態(tài)b和c的壓強(qiáng)之比華

Pc

答案1卷

解析由體積一溫度(V-f)圖像可知，直線I為等壓線，則a、6兩點(diǎn)壓強(qiáng)相等，則有也=1;

Pb

/=0℃時(shí)，當(dāng)氣體體積為％時(shí)，設(shè)其壓強(qiáng)為0,當(dāng)氣體體積為L時(shí)，設(shè)其壓強(qiáng)為72,溫度相等，由玻

意耳定律有P\V\=P1V2

由于直線I和n為兩條等壓線，則有0=以，P2=pc

聯(lián)立解得9=件=營

PcP2VI

九、氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)

1.氣體分子間有很大的空隙.氣體分子之間的距離大約是分子直徑的10倍.

2.氣體分子之間的作用力十分微弱.在處理某些問題時(shí)，可以把氣體分子看作沒有相互作用的質(zhì)點(diǎn).

3.氣體分子運(yùn)動的速率分布圖像：氣體分子間距離大約是分子直徑的10倍，分子間作用力十分微弱，

可忽略不計(jì)；分子沿各個(gè)方向運(yùn)動的機(jī)會均等；分子速率的分布規(guī)律按“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計(jì)規(guī)律分

布，且這個(gè)分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)，平均速率會增大，如圖所示.

［各速率區(qū)間的分子數(shù)

占總分子數(shù)的百分比

【實(shí)戰(zhàn)演練】

（2021?河北卷-15（1））兩個(gè)內(nèi)壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B,汽缸內(nèi)用輕質(zhì)絕熱活塞封閉完全相同的

理想氣體，如圖甲所示.現(xiàn)向活塞上表面緩慢倒入細(xì)沙，若A中細(xì)沙的質(zhì)量大于8中細(xì)沙的質(zhì)量，重

新平衡后，汽缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能（填“大于”“小于”或“等于”）汽缸8內(nèi)氣體的內(nèi)能，圖乙

為重新平衡后A、8汽缸中氣體分子速率分布圖像，其中曲線（填圖像中曲線標(biāo)號）表示汽缸8

中氣體分子的速率分布規(guī)律.

|各速率區(qū)間的分子數(shù)

占總分子數(shù)的百分比

忖忖

0分子的速率

甲乙

【答案】大于①

【解