3物态变化和热力学定律A级学生版.docx
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3物态变化和热力学定律A级学生版
知识点1固体
1.固体可分为晶体和非晶体,晶体又可分为单晶体和多晶体.
2.单晶体、多晶体、非晶体之间的区别如下表
性质
名称
外形
物理性质
熔点
单晶体
有规则的几何形状
各向异性
有确定熔点
多晶体
无规则的几何形状
各向同性
有确定熔点
非晶体
无规则的几何形状
各向同性
没有确定熔点
3.晶体微观结构理论及其应用.
项目
内容
应用
晶体微观
结构理论
①组成晶体的物质微粒按一定规律在空间中整齐地排列
②微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动
①各向异性的微观解释
②熔点的解释
③有的物质有几种晶体的解释
知识点2液体
1.液体的性质.液体的宏观性质包括:
①液体具有一定的体积,不易被压缩;②液体没有一定的形状,具有流动性;③液体在物理性质上表现为各向同性.
2.液体的微观结构特点.液体的微观结构持点有三个:
①分子间的距离很小;②液体分子间的相互作用力很大;③分子的热运动特点表现为振动与移动相结合.
3.表面张力
液体表面层的特点:
①表面层的位置处在与气体接触处;②表面层中的分子要比液体内部稀疏些,即表面层中的液体分子间距离比液体内部的大一些,在表面层中分子间的相互作用力表现为引力,使液面各部分分子间产生相互吸引的表面引力.液体温度越高,表面张力越小,液体中溶有杂质时,表面张力变小;液体的密度越大,表面张力越大.
4.毛细现象:
浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象,叫毛细现象.
如图所示,甲是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为水的表面张力作用,液体会受到一向上的作用力,因而管内液面要比管外高.乙是不浸润情况,管内液面呈凸形,表面张力的作用是使液体受到一向下的作用力,因而管内液面比管外低.同种液体的表面张力是相同的,因而管径越小,即表面张力
之间的夹角越小,合力越大,管内外液面高度差越大,毛细现象越明显.
知识点3液晶
1.液晶是一种特殊的物质状态,介于固体和液体之间,其产生可用图示表示为:
2.物理性质:
①具有液体的流动性;②具有晶体的光学各向异性;③在某个方向上看其分子排列比较整齐,但从另一个方向看,分子的排列是杂乱无章的.
3.液晶的应用:
①液晶显示器:
用于电子手表、计算器、微电脑等.②利用温度改变时,液晶颜色会发生改变的性质来探测温度;③在电子工业、航空、生物医学等领域应用广泛.
知识点4饱和汽与饱和汽压
1.汽化:
物质从液态变成气态的过程。
汽化包括两种方式:
蒸发和沸腾。
蒸发只发生在液体表面,而且在任何温度下都能发生。
沸腾是在液体表面和液体内部同时发生的剧烈的汽化现象,沸腾只在特定温度下才能发生。
2.以水为例分析液体蒸发时分子运动情况,当水蒸气的密度不再增大,液体水不再减少,液体与气体之间达到了动态平衡,蒸发停止,这种平衡是一种动态平衡。
把与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽。
3.在一定温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,因此饱和汽的压强是一定的,这个压强叫做这种液体的饱和汽压。
4.相对湿度:
我们常用空气中水蒸气的压强与同一温度时的饱和汽压之比来描述空气的潮湿程度,并把这个比值叫做空气的相对湿度,即
。
知识点5物态变化中的能量交换
1.熔化热:
熔化指的是物质从固态变成液态的过程,凝固指的是物质从液态变成固态的过程。
某种晶体熔化过程中所需的能量与质量之比,称作这种晶体的熔化热。
2.汽化热:
汽化指的是物质从液态变成气态的过程,液化指的是从气态变成液态的过程。
某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与质量之比,称作这种物质在这个温度下的汽化热。
知识点6物体内能的变化
改变物体内能有两种方式:
(1)做功:
其他形式的能与内能相互转化的过程.
(2)热传递:
物体问内能转移的过程.
知识点7能量守恒定律
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化和转移过程中其总量保持不变.
知识点8热力学第一定律
1.内容:
物体内能的增加等于外界对物体所做的功与物体从外界吸收的热量之和.
2.公式:
3.理解:
①外界对物体做功
,反之
.
②物体从外界吸热
,反之
.
③
,内能增加;
,内能减少.
4.意义:
第一类永动机无法制成.
知识点9热力学第二定律
热力学第二定律有多种等价的表述:
表述一:
不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化.表述二:
不可熊从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化.此定律说明:
第二类永动机是无法制成的,并且能量守恒的热力学过程具有方向性.
知识点10热力学第三定律
不可能通过有限的过程把物体冷却到绝对零度.
知识点11熵
1.定义:
热机从高温热源吸收的热量
(或向低温热源放出的热量Q)与热源温度之比即为熵.
2.一个热力学系统,在与外界绝热的条件下,从一个平衡态变化到另一个平衡态时,系统的熵永不会减少.只有在可逆过程中,熵值才保持不变,而对于任何一个不可逆过程,熵值总增加.这就是熵增加原理.关系式:
,式中
为玻尔兹曼常数.
【例1】判断物质是晶体还是非晶体,比较可靠的方法是()
A.从外形上判断
B.从导电性能来判断
C.从各向异性或各向同性来判断
D.从有无确定的熔点来判断
【例2】关于晶体和非晶体,正确的说法是()
A.它们的微观结构不同
B.晶体内部的物质微粒是有规则地排列,而非晶体内部的物质微粒是不规则地排列
C.晶体内部的物质微粒是静止的,而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的
D.在物质内部的各个平面上,微粒数相等的是晶体,微粒数不相等的是非晶体
【例3】研成粉末后的晶体已无法从外形特征和物理性质各向异性上加以判断时,可以通过方法来判断它是否为晶体.
【例4】关于浸润和不浸润,下面说法正确的是:
()
A.水是浸润液体,水银是不浸润液体
B.在内径小的容器里,如果液体能浸润器壁,液面呈凸形
C.如果固体分子跟液体分子间的引力比较弱,就会形成浸润现象
D.鸭的羽毛上有一层很薄的脂肪,使羽毛不被水浸润
【例5】处在液体表面层中的分子比液体内部的分子有:
()
A.较小的势能B.较大的势能
C.相同的势能D.较大的动能
【例6】湿球温度计与干球温度计的示数相等时,空气的相对湿度为_______.
【例7】密闭容器里液体上方的汽达到饱和后,还有没有液体分子从液面飞出?
为什么这时看起来不再蒸发?
【例8】天气炎热时,地上洒一些水,有时会感到凉爽,有时却感到更热了,如何解释这种现象.
【例9】利用学过的物理或化学知识,讨论晶体在熔解过程中吸收的热量主要是用于增加什么形式的能?
【例10】一个系统内能增加了20J.如果系统与周围环境不发生热交换,周围环境需要对系统做多少功?
【例11】金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是()
A.迅速向里推活塞B.迅速向外拉活塞
C.缓慢向里推活塞D.缓慢向外拉活塞
【例12】以下说法正确的是()
A.用手捏面包,面包体积会缩小,说明分子之间有间隙
B.温度相同的氢气和氧气,氢气分子和氧气分子的平均速率相同
C.夏天荷叶上小水珠呈球状,是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故
D.自然界中进行的一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性
【例13】给旱区送水的消防车停于水平面,在缓缓放水的过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子势能,则胎内气体
A.从外界吸热B.对外界做负功
B.分子平均动能减少D.内能增加
【例14】
如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小.若忽略活塞与容器壁间的摩擦力,则被密封的气体().
A.温度升高,压强增大,内能减少
B.温度降低,压强增大,内能减少
C.温度升高,压强增大,内能增加
D.温度降低,压强减小,内能增加
【例15】
如图,水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分,隔板可在气缸内无摩擦滑动,右侧气体内有一电热丝.气缸壁和隔板均绝热.初始时隔板静止,左右两边气体温度相等.现给电热丝提供一微弱电流,通电一段时间后切断电源.当缸内气体再次达到平衡时,与初始状态相比
A.右边气体温度升高,左边气体温度不变
B.左右两边气体温度都升高
C.左边气体压强增大
D.右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量
【例16】
喷雾器内有
水,上部封闭有
的空气
.关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入
的空气
(设外界环境温度一定,空气可看作理想气体).
(1)当水面上方气体温度与外界沮度相等时,求气体压强,并从微观上解释气体压强变化的原因.
(2)打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是吸热还是放热?
简要说明理由.
【例17】
(1)远古时代,取火是一件困难的事,火一般产生于雷击或磷的自燃.随着人类文明的进步,出现了“钻木取火”等方法.“钻木取火”是通过_______方式改变物体的内能,把_________转变为内能.
(2)某同学做了一个小实验:
先把空的烧瓶放到冰箱冷冻,一小时后取出烧瓶,并迅速把一个气球紧密的套在瓶颈上,然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图这是因为烧瓶里的气体吸收了水的,温度,体积.
【例18】关于热力学定律,下列说法正确的是
A.在一定条件下物体的温度可以降到0K
B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C.吸收了热量的物体,其内能一定增加
D.压缩气体总能使气体的温度升高
【例19】关于空气湿度,下列说法正确的是()
A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大
B.当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小
C.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示
D.空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
【例20】人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程,以下说法正确的是.
A.液晶的分子势能与体积有关
B.晶体的物理性质都是各向异性的
C.温度升高,每个分子的动能都增大
D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
【例21】
图为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料将容器包好,重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高.关于这个实验,下列说法正确的是()
A.这个装置可测定热功当量
B.做功增加了水的热量
C.做功增加了水的内能
D.功和热量是完全等价的,无区别
【例22】密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁,此过程中瓶内空气(不计分子势能)()
A.内能增大,放出热量B.内能减小,吸收热量
C.内能增大,对外界做功D.内能减小,外界对其做功
【例23】对一定量的气体,下列说法正确的是()
A.在体积缓慢地不断增大的过程中,气体一定对外界做功
B.在压强不断增大的过程中,外界对气体一定做功
C.在体积不断被压缩的过程中,内能一定增加
D.在与外界没有发生热量交换的过程中,内能一定不变
【例24】对一定质量的气体,若用
表示单位时间内与气壁单位面积碰撞的分子数,则()
A.当体积减小时,
必定增加
B.当温度升高时,
必定增加
C.当压强不变而体积和温度变化时,
必定变化
D.当压强不变而体积和温度变化时,
可能不变
【例25】下列说法中正确的是()
A.任何物体的内能就是组成该物体的所有分子热运动动能的总和
B.只要对内燃机不断改进,就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能
C.做功和热传递在改变内能的方式上是不同的
D.满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行
【例26】关于物体的内能,下列说法中正确的是()
A.物体的温度越高,其分子热运动的平均动能越小
B.物体的温度越高,其分子热运动的平均动能越大
C.只有做功才能改变物体的内能
D.只有热传递才能改变物体的内能
【例27】下列关于热现象的说法,正确的是()
A.外界对物体做功,物体的内能一定增加
B.气体的温度升高,气体的压强一定增大
C.任何条件下,热量都不会由低温物体传递到高温物体
D.任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能
【例28】把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底部,当快速下压活塞时,由于被压缩的空气骤然变热,温度升高,达到乙醚的燃点,使浸有乙醚的棉花燃烧起来,此实验的目的是要说明()
A.做功可以升高物体的温度B.做功可以改变物体的内能
C.做功一定可以增加物体的内能D.做功可以增加物体的热量
【例29】下列过程中,由于做功而使系统内能增加的是()
A.把铁丝反复弯曲,弯曲处温度升高
B.烧开水时,蒸汽将壶盖顶起
C.铁块在火炉中被加热
D.铁球从空中自由下落(不计空气阻力)
【例30】以下过程不可能发生的是()
A.对物体做功,同时物体放热,物体的温度不变
B.对物体做功,同时物体吸热,物体的温度不变
C.物体对外做功,同时放热,物体的内能不变
D.物体对外做功,同时吸热,物体的内能不变
【例31】一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程.设气体分子间的势能可忽略,则在此过程中()
A.外界对气体做功,气体分子的平均动能增加
B.外界对气体做功,气体分子的平均动能减少
C.气体对外界做功,气体分子的平均动能增加
D.气体对外界做功,气体分子的平均动能减少
【例32】恒温的水池中,有一气泡缓慢上升,在此过程中,气泡的体积会逐渐增大,不考虑气泡内气体分子势能的变化,下列说法中正确的是()
A.气泡内的气体对外界做功B.气泡内的气体内能增加
C.气泡内的气体与外界没有热传递D.气泡内气体分子的平均动能保持不变
【例33】下列说法中正确的是()
A.对于理想热机,若无摩擦、漏气等能量损失,就能使热机效率达到100%
B.热量不能从常温物体传到高温物体
C.一切物理过程都具有方向性
D.由热力学定律可推断出某个物理过程是否能自发进行
【例34】关于热现象和热学规律,有以下说法中正确的是()
A.布朗运动就是液体分子的运动
B.物体的温度越高,分子平均动能越大
C.分子间的距离增大,分子间的引力增大,分子间的斥力减小
D.第二类永动机不可能制成的原因是违反了能量守恒定律
【例35】下列说法正确的是()
A.布朗运动就是液体分子的无规则热运动
B.当分子间距离增大时,分子间引力增大,而分子间斥力减小
C.热机效率不可能提高到
,因为它违背了热力学第一定律
D.对不同种类的物体,只要温度相同,分子热运动的平均动能就一定相同
【例36】一个气缸里的气体膨胀时推动活塞做了800J的功,同时向外放出了300焦的热量,则气体内能_______(增加或减小)了_______J.
【例37】热力学第二定律使人们认识到,自然界中进行的涉及___________现象的宏观过程都具有_________性,例如机械能可以___________转化为内能,但内能_________全部转化为机械能,而不引起其他变化.
【例38】什么是第二类永动机?
为什么第二类永动机不可能造成?
【例39】________________的热机称为第二类永动机.
【例40】人们没有办法把浪散的内能重新收集起来加以利用,这种现象叫做_______.
【例41】热机是一种______________的装置,热机做的功和它从热源吸收热量的比值叫做热机的__________.
【例42】下列说法中正确的是( )
A.热量可以自发地从低温物体传给高温物体
B.内能不能转化为动能
C.摩擦生热是动能向内能的转化
D.热机的效率最多可以达到100%
【例43】下列说法正确的是( )
A.第二类永动机与第一类永动机一样违背了能量守恒定律
B.自然界中的能量是守恒的,所以能量永不枯竭,不必节约能源
C.自然界中有的能量便于利用,有的不便于利用
D.不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化
1、下列各组物质全部为晶体的是()
A.石英、雪花、沥青
B.食盐、橡胶、沥青
C.食盐、雪花、石英
D.雪花、橡胶、石英
2、对一定质量的理想气体,下列四种状态变化中,哪些是可能实现的()
A.增大压强时,压强增大,体积减小B.升高温度时,压强增大,体积减小
C.降低温度时,压强增大,体积不变D.降低温度时,压强减小,体积增大
3、以下说法正确的是()
A.电冰箱内的食品温度比室内温度低,说明在一定条件下热传导也可以由低温物体向高温物体进行
B.内能可以转化为机械能
C.能量的耗散否定了能量的转化与守恒定律
D.能量的耗能说明自然界的宏观过程有方向性
4、下列现象中哪个不是由表面引力引起的()
A.使用钢笔难以在油纸上写字
B.布伞有孔,但不漏水
C.草叶上的露珠呈球形
D.玻璃细杆顶端被烧熔后变成圆形
5、在相对湿度相同的情况下,比较可得()
A.冬天的绝对湿度大
B.夏天的绝对湿度大
C.冬天的绝对湿度小
D.夏天的绝对湿度小
6、下列说法中正确的应是( )
A.热力学第一定律和热力学第二定律是相辅相成缺一不可的.
B.热力学第二定律的两种表述是等效的
C.能量耗散说明能量是不守恒的
D.热量不能自发地从低温物体传到高温物体
7、
如图所示,气缸内盛有一定质量的理想气体,气缸壁是导热的,缸外环境保持恒温,活塞与气缸壁的接触是光滑的,但不漏气.现通过活塞杆使活塞缓慢地向右移动,这样气体将等温膨胀并通过对外做功,若已知理想气体的内能只与温度有关,则下列说法中正确的是( )
A.气体从单一热源吸热,并全部用来对外做功,因此该过程违反热力学第二定律
B.气体从单一热源吸热,但并未全部用来对外做功,所以该过程违反热力学第二定律
C.气体是从单一热源吸热,并全部用来对外做功,但此过程不违反热力学第二定律
D.以上三种说法都不对
1、晶体的外形有规则和物理性质各向异性,都是由于晶体_____________的缘故.
2、下列不属于新能源的是()
A.太阳能B.核能C.风能D.石油
3、消耗石油和煤炭给环境带来的主要问题是( )
A.运输过程中的泄漏B.机械运动过程中的噪音
C.燃烧时消耗的氧气D.燃烧时产生的二氧化碳
4、下列说法中,正确的是( )
A.一切形式的能量间的相互转化都具有方向性
B.热量不可能由低温物体传给高温物体
C.气体的扩散过程具有方向性
D.一切形式的能量间的相互转化都不具有方向性
5、试根据热力学第二定律判断下列两种说法是否正确?
(1)功可以全部转换成热,但热不能全部转换为功.
(2)热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体.
6、等温膨胀时,理想气体所吸收的热量全部用来做功,这和热力学第二定律是否矛盾?
为什么?
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