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但分子势能增加,所以内能增大,D正确。
例1、如图示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于X轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力,a、b、c、d为X轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放,则( ) A、乙分子从a到b做加速运动,由b到c做减速运动 B、乙分子从a到c做加速运动,到达c时速度最大
C、乙分子从a到b的过程中,两分子的分子势能一直增加
D、乙分子从b到d的过程中,两分子的分子势能一直增加 分析:
乙分子从a到b、c、d的运动过程中,先是分子的引力作用,加速度的方向跟运动方向一致,所以加速运动,到达c位置时,分子力等于零,
加速度也就等于零,运动的速度是最大。从c再到d运动时,分子力为斥力,加速度的方向跟运动的方向相反,速度减小。通过分子力做功情况判断两分子的势能如何变化。(略) 例2、如图示,容器A、B各有一个可以自由移动的轻活塞,活塞下面是水,上面是大气,大气压恒定。A、B的底部带有阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热。原先A中水面比B中水面高,打开阀门K后,A中的水向B中流,最后达到平衡,这个过程中( ) A、大气压力对水做功,水的内能增加 B、水克服大气压力做功,水的内能减小 C、大气压力对水不做功,水的内能不变
D、大气压力对水不做功,水的内能增加分析:设大气压为P,A、B活塞的表面积分别为S1和S2,打开阀门后A容器中的水流到B容器中,A容器中的水面下降h1,B容器中的水面上升h2,根据压强与压力的关系及水的流动体积不变的原理,可
以推导出,大气压力对A、B两活塞做功的代数和等于零。但是水的重力势能发生了变化,水的重力势能变了,根据能量守恒定律可知,水减小的机械能将转化为水的内能。
例3、一颗质量为10g的子弹以400m/s的速度水平射入置于光滑水平桌面上的质量为1kg的木块后又从木块中穿出,木块从桌边滑出后着地点与桌边的水平距离为1.4m,已知桌面高为0.8m,取g=10m/s2,设子弹射穿木块过程中系统损失的机械能全部转化为系统的内能,求在这一过程中系统内能的增加量。 分析:运用能量守恒观点求解。(略) 十二、热 力 学 第 二 定 律
1、 第一种表述:如果没有其他变化,不可能使热量由低温物体传到高温物体。(克劳
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修斯表述) (其他变化――是指从单一热源吸热并把它用来做功以外的任何变化。) 实质:热传递具有方向性,不可逆
2、 第二种表述:如果没有其他变化,不可能从单一热源吸收热量全部用来做功。即
第二类永动机不可能制成。(开尔文表述) 实质:机械能向内能转化有方向性 3、 两种表述是等价的
4、 第二类永动机――没有冷凝器,只有单一热源。它从单一热源吸收热量,全部做
功,而不引起其他变化。这种永动机不可能制成,虽然不违反机械能守恒定律,但违反了机械能和内能转化的方向性。(注:单一热源指温度均匀且恒定的热源 ) 5、 一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性,是不可逆的。 高温 外界帮助 低温
十三、热力学第三定律和第零定律 第
单一热源 对外做功 冷凝器 3单元 气体、固体和液体
(一)气体
一 气体的状态参量
(1)温度(T)
1、意义:微观――是分子平均动能的标志 0℃ 273K 宏观――物体的冷热程度
2、单位:摄氏温度(t) 摄氏度 ℃
-273℃ 0K 开氏温度(热力学温度T) 开尔文 K
(补: 摄氏――摄尔修斯
华氏温度――华伦海特
勒氏――勒奥默) T = t + 273.15 3、 就每一度来说,它们是相同的 (2)体积(V)
与液体和固体的体积不同,气体的体积是指气体分子所能达到的空间,也就是气
体所充满容器的容积,无论气体的分子个数多少,无论气体的种类。 理解:r大 力小 容易扩展 填充整个容器
单位:m3 dm3 或L cm3 mm3
(3)、压强(p)
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单位面积上受到的正压力
1、 液体和大气压强的产生原因――重力 水 p?mgs??gVsh
??gh h是某点距液面的距离
压强与深度有关,向各个方向都有压强 2、 容器内气体压强的产生原因――碰撞
大量的气体对器壁的频繁撞击,产生一个均匀的,持续的压力 (举例:雨伞),这个压力就产生了压强。
压强与深度无关,在各处都相等,向各个方向都有压强 3、 单位
1 Pa=1 N/m2 1 atm=101325 Pa=10 5 Pa
1 atm=760 mmHg 1 mmHg=133.322 Pa
(4)、状态的改变
对应一定质量的气体,如果三个参量有 两个或三个都发生了变化就说气体的状态 改变了(只有一个发生变化是不可能的),如果都不改变,就
说它处于某一个状态。
二、玻意尔定律
1、内容: ——一定质量气体,在等温变化过程中,压强和体积成反比
即
p1p2?v2v1或p1v1?p2v2?p3v3
m T p V
恒定 反比
2、p~V图
p 1、 等温线
M 等温线 p 2、 状体M经过等温 p1 N 变化到状态N。 p2 T 3、矩形的面积相等
TV 4、同质量的某种气体 V V V 12 T1>T2
三、查理定律
1、内容:一定质量的气体,等容变化过程中,压强和热力学温度成正比
即
p1T1?p2T2?p3T3??p?T?常数
m V p T
恒定
正比
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2、图象
读图: 1、等容线
2、有M到N经历了等容变化 3、V1<V2
3、查理定律的另一种表述
内容:一定质量的气体,在等容变化过程中,温度升高(或降低)1℃,增加(或减小)的压强等于0℃时压强的1 / 273。
pt?p0?p0273t?pt?p0(1?t273)p N M 等容线 T p V1 V2 T p θ 零上,t取正,零下,t取负。
读图: 1、pt-p0 表示压强增量 2、p0表示0℃时的压强。
3、k=tan θ=p0 / 273 4、理解虚线的意义 -273
例题:
1、初温相同,升高相同的温度,水银注的 位置如何变化? 解一:
pT??p?T??p??TTp0 t(℃)
A P1 p??p1??p2?上升
解二:极限法
2、 温度相同的热水 t1=90℃ V1=2L
t2=60℃ V2=1L,当A的水温降到30℃时, 为保持水银注不动,B的温度应降到多少度?
p0pp0p?273?t1273?t1??B P2 A B t1 V1 t2 V2
273?t2273?t2? ?t2?5C
?0三、 盖·吕萨克定律
1、内容:一定质量的气体,在等压过程中,气体的体积与热力学温度成正比
即
V1T1?V2T2??V?T
m p V T
空间网址:http://hi.http://www.wodefanwen.com//splow 恒定 正比 百度空间“稚子居”整理收集——稚言智语志敛于中,中庸为道 2、图象
V
N 读图:1、等压线
2、由M到N经历了等压过程 3、p1<p2 M 4、理解虚线的意义
3、 盖·吕萨克定律的另一种表述
内容:一定质量的气体,在等压变化过程中,温度升高(或降低)1℃,增加(或减小)的体积为0℃时体积的1 / 273。 V p1 Vt?V0?V0273t?Vt?V0(1?t273)
等压线
T
p2 零上,t取正,零下,t取负。 T 图象:
读图:1、Vt-V0 表示体积增量 V 2、V0表示0℃时的体积。 3、k=tan θ=V0 / 273
θ V0
t(℃)
-273 五、理想气体状态方程
一定质量的某种气体,压强p与体积V成反比,与热力学温度T成正比,即
p1V1T1?p2V2T2?p3V3T3
适用条件:一定质量的理想气体
注:p和V的单位要统一,T的单位用热力学单位。 练习
水银注,空气注,p0=75 cmHg,初温t=27 ℃,50 cm,10 cm, 30 cm,20 cm,A管加热,B管恒温,要使两管上部水银面相同,求:A管的温度升高到多少?
A B A B 50 A10 20 35 空间网址:http://hi.http://www.wodefanwen.com//splow
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