1、1热点十三 选修 33本部分的命题多集中在对分子动理论、估算分子数目和大小、热力学第一定律和热力学第二定律的理解和应用、气体状态参量的微观意义及其与热力学第一定律的综合应用，还有气体实验定律和理想气体状态方程的应用及表示气体状态变化过程的图像等知识点的考查上。对热学概念部分的考查往往在一题中容纳多个知识点；对热力学第一定律和理想气体状态方程的考查大多以计算题的形式出现。考向一 对热现象及热运动的考查(多选) 下列关于热现象及热运动的说法正确的是A体积相等的物体内部分子的势能相等B酒精和水混合后体积变小，说明分子间有空隙C布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的D只要能增加气体分子热运
2、动的剧烈程度，气体的温度就可以升高E物体向外放出热量，其内能也可能增加解析 体积相等的物体，若由不同种类的物质组成，则物体内部分子的势能不一定相等，选项 A 错误；分子间有空隙，故酒精和水混合后体积变小，选项 B 正确；布朗运动是液体分子对悬浮在液体中的微粒的频繁碰撞引起的，选项 C 错误；温度升高，气体分子平均动能增加，气体分子热运动剧烈程度加快，选项 D 正确；根据热力学第一定律，物体放热的同时，有可能外界还对其做功，所以其内能有可能增大，选项 E 正确。答案 BDE考向二 对热力学定律的综合考查(多选) 对于热力学第一定律和热力学第二定律的理解，下列说法正确的是A一定质量的气体膨胀对外做
3、功 100 J，同时从外界吸收 120 J 的热量，则它的内能增大 20 JB物体从外界吸收热量，其内能一定增加；物体对外界做功，其内能一定减少C凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体D第二类永动机违反了热力学第二定律，没有违反热力学第一定律E热现象过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散符合热力学第二定律解析 根据热力学第一定律知 U W Q100 J 120 J20 J，故 A 正确；根据热力学第一定律 U W Q，可知物体从外界吸收热量，其内能不一定增加，物体对外界做功，其内能不一定减少，B 项错误；通过做功的
4、方式可以让热量从低温物体传递给高温物体，如电冰箱，C 选项错误；第二类永动机没有违反能量守恒定律，热力学第一定律2是能量转化和守恒定律在热学中的反映，因此第二类永动机没有违反热力学第一定律，不能制成是因为它违反了热力学第二定律，故 D 项正确；能量耗散过程体现了宏观自然过程的方向性，符合热力学第二定律，E 项正确。答案 ADE考向三 气体实验定律及应用如图 1 所示，右端开口的绝缘，绝热圆柱形汽缸放置在水平地面上，容积为V，汽缸内部被绝热活塞 M 和导热性能良好的活塞 N 分成三个相等的部分，左边两部分分别封闭气体 A 和 B，两活塞均与汽缸接触良好，忽略一切摩擦；汽缸左边有加热装置，可对气体
5、 A 缓慢加热；初始状态温度为 T0，大气压强为 p0。图 1(1)给气体 A 加热，当活塞 N 恰好到达汽缸右端时，求气体 A 的温度；(2)继续给气体 A 加热，当气体 B 的长度变为原来的 时，求气体 B 的压强和气体 A 的34温度。解析 (1)活塞 N 移动至恰好到达汽缸右端的过程中气体 A 做等压变化 V3T02V3T1解得 T12 T0。(2)继续加热过程，气体 B 体积减小，做等温变化p0 p1V3 V4解得 p1 p043因不计摩擦，气体 A 的压强等于气体 B 的压强，对气体 A 有 p02V3T1p13V4T2解得 T23 T0。答案 见解析1(1)(多选)下列说法中正确
6、的是_。A分子间的距离增大时，分子势能一定增大3B晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点C根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体D物体吸热时，它的内能可能不增加E一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热(2)如图 2 甲所示，一玻璃管两端封闭，管内有一 10 cm 长的水银柱将玻璃管中理想气体分割成两部分，上部分气柱长 20 cm，下部分气柱长 5 cm，现将玻璃管下部分浸入高温液体中，如图乙所示，发现水银柱向上移动了 2 cm。已知上部分气柱初始时压强为 50 cmHg，且上部分气体温度始终与外界温度相同，上、下两部分气体可以认为没有热交换，外界温度
7、是 20 ，试求高温液体的温度。图 2解析 (1)分子间的距离有一个特殊值 r0，此时分子间引力与斥力平衡，分子势能最小。当分子间的距离小于 r0时，分子势能随距离的增大而减小，当分子间的距离大于 r0时，分子势能随距离的增大而增大，选项 A 错误；根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，在有外力做功的情况下热量可以从低温物体传到高温物体，选项 C 错误；故正确答案为 B、D、E。(2)上部分气体做等温变化，根据玻意耳定律有p11V11 p12V12其中 p1150 cmHg， V1120 cm S， V1218 cm S下部分气体，由理想气体状态方程得 p2
8、1V11T21 p22V22T22其中 p2160 cmHg， V215 cm S， T21293 Kp22 p1210 cmHg， V227 cm S联立并代入数值解得 T22448.2 K。答案 (1)BDE (2)448.2 K2(2018大连二模)(1)(多选)下列说法中正确的是_。A无论技术怎样改进，热机的效率都不能达到 100%B空气中所含水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比为空气的相对湿度4C蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块看起来没有确定的几何形状，是多晶体D已知阿伏加德常数、某种气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子体积的大小E “油膜法估测分子的大小”实验中，用一滴油酸溶
9、液的体积与浅盘中油膜面积的比值可估测油酸分子直径(2)一定质量的理想气体从状态 A 变化到状态 B 再变化到状态 C，其状态变化过程的p V 图像如图 3 所示。已知该气体在状态 A 时的温度为 27 。求：图 3该气体在状态 B、 C 时的温度分别为多少？该气体从状态 A 经 B 再到 C 的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？解析 (2)对一定质量的理想气体，由 A B 是等容变化由查理定律得： pATA pBTB解得 TB450 K，即 tB177 由理想气体状态方程得 pAVATA pCVCTC解得 TC300 K，即 tC27 。由于 TA TC，一定质量理想气体在状态 A 和
10、状态 C 内能相等， U0从 A 到 B 气体体积不变，外界对气体做功为 0从 B 到 C 气体体积减小，外界对气体做正功，由 p V 图线与横轴所围成的面积可得：W 1 200 J(pB pC)(VB VC)2由热力学第一定律 U W Q可得 Q1 200 J，即气体向外界放出热量传递的热量为 1 200 J。答案 (1)ABC (2)177 27 放热 1 200 J3(1)(多选)下列说法正确的是_。A液体中悬浮的微粒越大，布朗运动越显著B当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而减小C同种物质要么是晶体，要么是非晶体，不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现5D一定质量气体压强不
11、变温度升高时，吸收的热量一定大于内能的增加量E在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强不变(2)如图 4 所示，厚度和质量不计、横截面积为 S10 cm2的绝热汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸内有一绝热并带有电热丝的 T 形轻活塞固定在桌面上，汽缸内封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为 T0300 K，压强为 p0.510 5 Pa，活塞与汽缸底的距离为 h10 cm，活塞可在汽缸内无摩擦滑动且使汽缸不漏气，大气压强为 p01.010 5 Pa。求：图 4此时桌面对汽缸的作用力 FN的大小；现通过电热丝给气体缓慢加热到温度 T，此过程中气体吸收的热量为 Q7 J，内能增加
12、了 U5 J，整个过程中活塞都在汽缸内，求 T 的值。解析 (1)液体中悬浮微粒越大，受到液体分子撞击个数越多，越易保持平衡，布朗运动越不明显，选项 A 错误；当分子力表现为斥力时，分子间距变大，分子力做正功，分子势能减小，选项 B 正确；同种物质可以是晶体也可以是非晶体，如水晶是晶体，加热熔化后再凝固就变成了石英玻璃，就是非晶体了，原因是空间结构被破坏了，形成了新的结构，选项 C 错误；一定质量的气体压强不变，温度升高，其体积变大，对外做功，但内能增加，根据热力学第一定律，吸收的热量等于内能的增加量与气体对外做的功，选项 D 正确；饱和汽的压强仅与温度有关，与饱和汽的体积无关，选项 E 正确
13、。(2)对汽缸受力分析，由平衡条件有FN pS p0S得 FN( p0 p)S50 N设温度升高至 T 时，活塞与汽缸底的距离为 H，则气体对外界做功W p0 V p0S(H h)由热力学第一定律得： U Q W解得 H12 cm气体温度从 T0升高到 T 的过程中，气体先做等容变化，压强达到 p0后，汽缸离开地面，气体发生等压变化，由理想气体状态方程得， ，pShT0 p0SHT6解得 T T0720 K。p0Hph答案 (1)BDE (2)50 N 720 K4(1)(多选)下列有关热现象的说法正确的是_。A分子力随分子间距离增大而增大B没有摩擦的理想热机也不可能把吸收的能量全部转化为机械
14、能C已知某物质的摩尔质量和密度，可求出阿伏加德罗常数D内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同E瓶中充满某理想气体，且瓶内压强高于外界压强，在缓慢漏气过程中内外气体的温度均不发生改变，则瓶内气体在吸收热量且分子平均动能不变(2)如图 5 所示，一定质量的理想气体从状态 A 变化到状态 B，再由状态 B 变化到状态C。已知状态 A 的压强 p0.510 5 Pa，从 A 到 B 气体吸收的热量 Q9.010 2 J。图 5求气体从状态 A 到状态 B 的过程中，气体内能的增量；由状态 B 变化到状态 C 的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由。解析 (1)当分子间距小于平衡距离时，分
15、子力随分子间距的减小而增大，当分子间距大于平衡距离时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小，选项 A 错误；由热力学第二定律知，没有摩擦的理想热机也不可能把吸收的能量全部转化为机械能，选项 B 正确；已知某物质的摩尔质量和密度，可求出摩尔体积，选项 C 错误；内能不同的物体，只要温度相同，它们分子热运动的平均动能相同，选项 D 正确；温度是分子热运动的平均动能的标志，温度不变则平均动能不变，由 C 知，瓶内气体在漏气过程中气体对外做功，又pVT U Q W，则气体必会吸收热量，选项 E 正确。(2)气体从状态 A 到状态 B，由盖吕萨克定律有VATA VBTB气体在状态 B 的体积为 VB1210 3 m3气体对外做的功为W p V0.510 5(128)10 3 J210 2 J由热力学第一定律有 U Q W解得 U710 2 J7气体由状态 B 到状态 C 为等温变化，内能不变，又体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律 U W Q， Q0，故气体对外放热。答案 (1)BDE (2)710 2 J 见解析
