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    2019年高考物理二轮复习热学专题气体状态变化的图像讲义.pdf

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    2019年高考物理二轮复习热学专题气体状态变化的图像讲义.pdf

    V/m3 A BC 0.5 1.0 1.5 1 p/atm 023 气体状态变化的图像气体状态变化的图像 理想气体状态变化过程图像浓缩了许多气体状态变化的过程,简化了许多语言表述,使许多 物理问题转为数学、 图形问题,气体状态变化的图像简洁、 直观地表达了气体状态变化过程, 在分析解决问题时也起到了很重要的作用, 要能够运用图线讨论气体在状态变化过程中内能 的变化、气体吸放热情况、气体是否对外做功等 一、气体等温变化的pV图象 1、一定质量的气体发生等温变化时的PV图象如图 1 所示。图线的形状为双曲线。由于它 描述的是温度不变时的PV关系,因此称它为等温线。 2、一定质量的气体,不同温度下的等温线是不同的。在图 1 中, t1 t2 3、画出P图象如图 2 示,图线的形状是通过 V 1 原点的直线,斜率越大温度越高,T1T2 二、等容变化的图像 1、 气体在体积不变的情况下, 发生的状态变化过程, 叫做等容过程。 表示该过程的PT图象称为等容图 象 2、一定质量的气体的等容线是过原点的直 线。 一定质量的某种气体在不同体积下的几条 等容线如 图 3 所示,其体积的大小关系是V3V2 V1。 三、等压变化的图像 1、气体在压强不变的情况下发生的状态变化的过程,叫做等压过程,表示变化过程的V T图象称为等压图象。 2、一定质量的某种气体的等压线是过原点的直线。一定质量的某种气体在不同压强下的几 条等压线如图 4 所示,其压强的大小关系是P3P2P1。 4 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最后又变化到状 态a, 其P-1/V图如右图所示,图线 ab 与横轴平行,ac 延长线通过坐标原点。 由图线可知, 在状态 a 到状态 b 的变化过程中,气体的内能 ,状态 c 到 状态 a 的变化过程中,气体的内能 。 (填 : “增大” 、“减小” 、“不变” ) 4减小, 不变; 17、 一定质量的理想气体从状态A开始变化到状态B, 已知状态A的温度为 400K。 则 变化到B状态时 气体的温度为_K,AB 过程中最高温度是_K。 答:400K,533.3K。 121(2) 一定质量的理想气体, 由初始状态A开始, 按图中的箭头所示方向进行状态 变化, 最后又回到初始状态A ,即ABCA ,这一过程称为一个循环。 V P 0 t1 t2 图 1 P 1/V 图 2 0 T2 T1 0 P T V1 V2 V3 图 3 0 V T P1 P2 P3 图 4 0 c ab 1/V P p A p C V O 由AB, 气体的分子平均动能 ; 由BC, 气体 的内能 (填 “增加” 、“减 少”或“不变” ) 。 根据分子动理论(等压变化的微观解释) ,简要分析CA过程,压强不变的原因。 解: 增大(2 分) ;减小(2 分) CA过程,由于体积减小,单位体积分子数增多,单位面积碰撞器壁的分子数增多; 又因温度降低,分子平均动能减小,导致分子对器壁的平均冲力减小,使总的压力可以 保持不变,压强不变。 (4 分) 21 (12 分)如图甲所示,竖直放置的汽缸内壁光滑,活塞厚度与质量均不计,在B处设有 限制装置,使活塞只能在B以上运动,B以下汽缸的容积为V0,A、B之间的容积为 0.2V0。 开始时活塞在A处,温度为 87C,大气压强为p0,现缓慢降低汽缸内气体的温度,直至活 塞移动到A、B的正中间,然后保持温度不变,在活塞上缓慢加砂,直至活塞刚好移动到B, 然后再缓慢降低汽缸内气体的温度,直到3C。求: (1)活塞刚到达B处时的温度TB; (2)缸内气体最后的压强p; (3)在图乙中画出整个过程的p-V图线。 解:(12 分) (1)先是等压过程: B T V.V. 00 11 360 21 (2 分) ,TB330K, (1 分) (2)再是等温过程:p01.1V0p1V0(2 分) ,p11.1p0(1 分) , 再等容过程:(2 分) ,p0.9p0(1 分)0 1.1 330270 pp (3)图略(3 分) 12一定质量的理想气体,从图示的A状态开始,经历了B、C,最后到D状态,下列说法 中正确的是( A B C ) AAB温度升高,体积不变 BBC压强不变,体积变小 CCD压强变小,体积变大 DA状态的温度最高,C状态的体积最小 9已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一定 质量的理想气体由状态 1 到状态 2 的变化曲线,则在整个过程中汽缸内 气体的内能(B) (A)先增大后减小(B)先减小后增大 (C)单调变化(D)保持不变 p 1.2p0 1.1p0 p0 0.9p0 0.9V0 V0 1.1V0 1.2V0V 乙 A B V0 甲 T/K p/atm 0 A . . B C D p 2 等温线 O 1 V 解析:由PV/T为恒量,由图像与坐标轴围成的面积表达PV乘积,从实线与虚线(等温线) 比较可得出,该面积先减小后增大,说明温度T先减小后增大,内能将先减小后增大。 12.A(选修模块33)若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化,其中 表示等压变化的是 (填“A”、“B”或“C”),该过 程中气体的内能 (填 “增加”、“减少”或“不 变”) 答:C;增加 解析:由PV/T=恒量,压强不变时,V随温度T的变化是一次函数关系,故选择 C 图; O V P A O T P B O T V C 1 1 2 2 1 2

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