2019-2020年高三高考物理一轮复习《热力学定律、能量守恒定律与气体实验定律》强化练习卷

2019-2020年高三高考物理一轮复习《热力学定律、能量守恒定律与气体实验定律》强化练习卷
2019-2020年高三高考物理一轮复习《热力学定律、能量守恒定律与气体实验定律》强化练习卷

热力学定律、能量守恒定律与气体实验定律

1.(2019·东北三省四市模拟)下列说法中正确的是()

A.相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等

B.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,方法是将点燃的纸片放入火罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上.其原因是火罐内的气体体积不变时,温度降低,压强减小

C.空调既能制热又能制冷,说明在不自发的条件下,热传递可以逆向

D.自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的

E.随着科学技术的发展,人类终会制造出效率为100%的热机

2.(2018·哈尔滨六中二次模拟)如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状

态A.其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换).这就是著名的

“卡诺循环”.该循环过程中,下列说法正确的是()

A.A→B过程中,气体对外界做功

B.B→C过程中,气体分子的平均动能增大

C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

D.C→D过程中,气体放热

E.D→A过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化

3.(2019·四川达州模拟)下列说法正确的是()

A.布朗运动就是分子的无规则运动

B.热力学温度是国际单位制中7个基本物理量之一

C.热量能够自发地从高温物体传到低温物体,但不能自发地从低温物体传到高温物体

D.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的

E.温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同

4.(2019·河南开封高三冲刺)如图所示,一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分.已知a内有一定量的稀薄

气体,b内为真空,抽开隔板K后,a内气体进入b,最终达到平衡状态.在此过程中()

A.气体对外界做功,内能减少B.气体不做功,内能不变

C.气体压强变小,温度不变D.气体压强变大,温度不变

E.单位时间内撞击容器壁的分子数减少

5.根据热力学定律,下列说法正确的是()

A.第二类永动机违反能量守恒定律,因此不可能制成

B.热效率为100%的热机是不可能制成的

C.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递

D.从单一热源吸收热量,使之完全变为功是提高机械效率的常用手段

E.吸收了热量的物体,其内能也不一定增加

6.(2019·郑州高三质检)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 图象如图所示.已知该气体在状态A时的温度为27 ℃,求:

(1)该气体在状态B时的温度;

(2)该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量.

7.(2019·西藏拉萨中学月考)一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞.初始时,管内汞柱及空气柱长度如图所示.用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止.求此

时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0=75.0 cmHg.环境温度不变.

8.(2019·山东泰安模拟)竖直放置的粗细均匀的U形细玻璃管两臂分别灌有水银,水平部分有一空气柱,各

部分长度如图所示,单位为cm.现将管的右端封闭,从左管口缓慢倒入水银,恰好使水平部分右端的水银全

部进入右管中.已知大气压强p0=75 cmHg,环境温度不变,左管足够长.求:

(1)此时右管封闭气体的压强;

(2)左管中需要倒入水银柱的长度.

9..如图所示是某热学研究所实验室的热学研究装置,绝热汽缸A与导热汽缸B均固定于桌面,由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦,两活塞之间为真空,汽缸B活塞面积为汽缸A活塞面积的2倍.两汽缸内装有理想气体,两活塞处于平衡状态,汽缸A的体积为V0,压强为p0,温度为T0,汽缸B的体积为2V0,缓慢加热A中气体,停止加热达到稳定后,A中气体压强为原来的2倍.设环境温度始终保持不变,汽缸A中活塞不会脱离汽缸A,求:

(1)加热前汽缸B中气体的压强;

(2)加热达到稳定后汽缸B中气体的体积V B;

(3)加热达到稳定后汽缸A中气体的温度T A.

10.(2019·河北邯郸模拟)如图所示,一粗细均匀的U形管竖直放置,左侧封闭的理想气体柱长l1=10 cm,右侧封闭的理想气体柱长l2=14 cm,两侧管内水银面高度相同,初始时左侧管内理想气体的温度为27 ℃.现对左侧管内气体缓慢加热,当它的温度上升到227 ℃时,两侧管内气体体积相等,分别求27 ℃时和227 ℃时左侧管内气体的压强.(右侧管内气体温度不变)

11.(2019·河北保定模拟)一定质量的理想气体,其内能跟温度成正比.在初始状态A时,

体积为V0,压强为p0,温度为T0,已知此时其内能为U0.该理想气体从状态A经由一系列变化,

最终还回到原来状态A,其变化过程的p -T图线如图所示,其中CA延长线过坐标原点,BA

在同一竖直线上.求:

(1)状态B的体积;

(2)状态C的体积;

(3)从状态B经由状态C,最终回到状态A的过程中,气体与外界交换的热量是多少?

12.我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米,再创载人深潜新纪录.在某次深潜实验中,“蛟龙”

号探测到990 m深处的海水温度为280 K.某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化.如图所示,

导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,汽缸所处海平面的温度T0=300 K,压强

p0=1 atm,封闭气体的体积V0=3 m3,如果将该汽缸下潜至990 m深处,此过程中封闭气体可视为理想气

体.

(1)下潜过程中封闭气体______(填“吸热”或“放热”),传递的热量______(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功.

(2)求990 m深处封闭气体的体积(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强).

答案解析

1.(2019·东北三省四市模拟)下列说法中正确的是()

A.相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等

B.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,方法是将点燃的纸片放入火罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上.其原因是火罐内的气体体积不变时,温度降低,压强减小

C.空调既能制热又能制冷,说明在不自发的条件下,热传递可以逆向

D.自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的

E.随着科学技术的发展,人类终会制造出效率为100%的热机

【答案】BCD

【解析】相互间达到热平衡的两物体的温度相同,内能不一定相等,故A错误;火罐内气体压强小于大气压强,所以火罐能“吸”在皮肤上,故B正确;根据热力学第二定律可知,热量能够自发地从高温物体传递到低温物体,但不能自发地从低温物体传递到高温物体,在有外界做功的条件热传递可以逆向,故C正确;根据热力学第二定律可知,自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的,故D正确;根据热力学第二定律可知,人类不可能制造出效率为100%的热机,故E错误.

2.(2018·哈尔滨六中二次模拟)如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状

态A.其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换).这就是著名的

“卡诺循环”.该循环过程中,下列说法正确的是()

A.A→B过程中,气体对外界做功

B.B→C过程中,气体分子的平均动能增大

C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

D.C→D过程中,气体放热

E.D→A过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化

【答案】ACD

【解析】A→B过程中,体积增大,气体对外界做功,故A正确;B→C过程中,绝热膨胀,气体对外做功,内能减小,温度降低,气体分子的平均动能减小,故B错误;C→D过程中,等温压缩,体积变小,分子数密度变大,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多,故C正确;C→D过程中,气体内能不变,体积减小,外界对气体做功,则气体放热,选项D正确;D→A过程中,绝热压缩,外界对气体做功,内能增加,温度升高,分子平均动能增大,气体分子的速率分布曲线发生变化,故E错误.

3.(2019·四川达州模拟)下列说法正确的是()

A.布朗运动就是分子的无规则运动

B.热力学温度是国际单位制中7个基本物理量之一

C.热量能够自发地从高温物体传到低温物体,但不能自发地从低温物体传到高温物体

D.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的

E.温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同

【答案】BCE

【解析】布朗运动是悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动,是由液体分子的无规则运动而引起的,不是固体分子的无规则运动,也不是液体分子的无规则运动,故A错误;热力学温度是国际单位制中7个基本物理量之一,故B正确;根据热力学第二定律可知,热量能够自发地从高温物体传到低温物体,但不能自发地从低温物体传到高温物体,故C正确;做功是通过能量转化的方式改变系统内能的,热传递是能量的转移,不是能量的转化,故D 错误;温度是描述热运动的物理量,根据热平衡定律可知,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同,故E正确.

4.(2019·河南开封高三冲刺)如图所示,一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分.已知a内有一定量的稀薄

气体,b内为真空,抽开隔板K后,a内气体进入b,最终达到平衡状态.在此过程中()

A.气体对外界做功,内能减少B.气体不做功,内能不变

C.气体压强变小,温度不变D.气体压强变大,温度不变

E .单位时间内撞击容器壁的分子数减少

【答案】BCE

【解析】由于b 内为真空,抽开隔板K 后,a 内气体进入b ,气体不做功,内能不变,选项A 错误,B 正确.由于气体体积增大,温度不变,气体压强变小,选项C 正确,D 错误.气体体积增大,单位时间内撞击容器壁的分子数减少,选项E 正确.

5.根据热力学定律,下列说法正确的是 ( )

A .第二类永动机违反能量守恒定律,因此不可能制成

B .热效率为100%的热机是不可能制成的

C .电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递

D .从单一热源吸收热量,使之完全变为功是提高机械效率的常用手段

E .吸收了热量的物体,其内能也不一定增加

【答案】BCE

【解析】第二类永动机不可能制成,是因它违反了热力学第二定律,故选项A 错误;热效率为100%的热机是不可能制成的,故B 正确;电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递,故C 正确;从单一热源吸收热量,使之完全变为功而不产生其他影响是不可能实现的,在现实生产中一般不用此方法提高机械效率,故D 错误;改变内能的方式有做功和热传递,吸收了热量的物体,其内能也不一定增加,E 正确.

6.(2019·郑州高三质检)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 图象如图所示.已知该气体在状态A 时的温度为27 ℃,求:

(1)该气体在状态B 时的温度;

(2)该气体从状态A 到状态C 的过程中与外界交换的热量.

【答案】(1)-173 ℃ (2)从外界吸热200 J

【解析】(1)对于理想气体:A →B ,由查理定律得:

p A T A =p B T B

即T B =p B p A

T A =100 K , 所以t B =(100-273) ℃=-173 ℃.

(2)B →C 过程由盖—吕萨克定律得:V B T B =V C T C

, 解得:T C =300 K ,所以t C =27 ℃

A 、C 温度相等,ΔU =0

A →C 的过程,由热力学第一定律ΔU =Q +W 得:

Q =ΔU -W =p B ΔV =200 J ,即气体从外界吸热200 J.

7.(2019·西藏拉萨中学月考)一U 形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞.初 始时,管内汞柱及空气柱长度如图所示.用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止.求此 时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程 中,没有发生气体泄漏;大气压强p 0=75.0 cmHg.环境温度不变.

【答案】144 cmHg 9.42 cm

【解析】设初始时,右管中空气柱的压强为p 1,长度为l 1;左管中空气柱的压强为p 2=p 0,长度为l 2.活塞被下推h 后,右管中空气柱的压强为p 1′,长度为l 1′;左管中空气柱的压强为p 2′,长度为l 2′.以cmHg 为压强单位.由题给条件得

p 1=p 2+(20.0-5.00)cmHg ,l 1=20.0 cm ①

l 1′=20.0 cm -20.0-5.002

cm ② 由玻意耳定律得p 1l 1=p 1′l 1′③

联立①②③式得

p 1′=144 cmHg ④

依题意p 2′=p 1′⑤

l 2′=4.00 cm +20.0-5.002

cm -h ⑥ 由玻意耳定律得p 2l 2=p 2′l 2′⑦

联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h =9.42 cm ⑧

8.(2019·山东泰安模拟)竖直放置的粗细均匀的U 形细玻璃管两臂分别灌有水银,水平部分有一空气柱,各 部分长度如图所示,单位为cm.现将管的右端封闭,从左管口缓慢倒入水银,恰好使水平部分右端的水银全

部进入右管中.已知大气压强p 0=75 cmHg ,环境温度不变,左管足够长.求:

(1)此时右管封闭气体的压强;

(2)左管中需要倒入水银柱的长度.

【答案】(1)90 cmHg (2)27 cm

【解析】(1)对右管中的气体,初态p 1=75 cmHg ,V 1=30S ;末态体积:V 2=(30-5)S =25S

由玻意耳定律得p 1V 1=p 2V 2

解得:p 2=90 cmHg

(2)对水平管中的气体,初态压强:p =p 0+15 cmHg =90 cmHg ,V =11S ;末态压强:p ′=p 2+20 cmHg =110 cmHg 根据玻意耳定律得pV =p ′V ′

解得V ′=9S ,水平管中的长度变为9 cm ,此时原来左侧19 cm 水银柱已有11 cm 进入到水平管中,所以左侧管中倒入水银柱的长度应该是p ′-p 0-8 cm =27 cm

9..如图所示是某热学研究所实验室的热学研究装置,绝热汽缸A 与导热汽缸B 均固定于桌面,由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦,两活塞之间为真空,汽缸B 活塞面积为汽缸A 活塞面积的2倍.两汽缸内装有理想气体,两活塞处于平衡状态,汽缸A 的体积为V 0,压强为p 0,温度为T 0,汽缸B 的体积为2V 0,缓慢加热A 中气体,停止加热达到稳定后,A 中气体压强为原来的2倍.设环境温度始终保持不变,汽缸A 中活塞不会脱离汽缸A ,求:

(1)加热前汽缸B 中气体的压强;

(2)加热达到稳定后汽缸B 中气体的体积V B ;

(3)加热达到稳定后汽缸A 中气体的温度T A .

【答案】(1)p 02

(2)V 0 (3)3T 0 【解析】(1)汽缸A 末态压强为2p 0,汽缸B 活塞的面积为汽缸A 活塞的面积2倍,初状态选两活塞为研究对象,根

据平衡条件p 0S A =p B S B ,解得p B =p 02

(2)末状态选两活塞为研究对象,根据平衡条件2p 0S A =p B ′S B ,解得p B ′=p 0

汽缸B 中气体,初、末温度不变,根据玻意耳定律得:

p B ·2V 0=p B ′V B

解得汽缸B 中气体体积V B =V 0

(3)两活塞移动的距离相同,汽缸B 活塞面积为汽缸A 活塞面积的2倍,汽缸B 活塞体积减小了V 0,则汽缸A 体积

增加V 02,则加热后汽缸A 体积为V A =3V 02

根据理想气体状态方程得p 0V 0T 0=2p 0V A T A

解得T A =3T 0

10.(2019·河北邯郸模拟)如图所示,一粗细均匀的U 形管竖直放置,左侧封闭的理想气体柱长l 1=10 cm ,右 侧封闭的理想气体柱长l 2=14 cm ,两侧管内水银面高度相同,初始时左侧管内理想气体的温度为27 ℃.现 对左侧管内气体缓慢加热,当它的温度上升到227 ℃时,两侧管内气体体积相等,分别求27 ℃时和227 ℃ 时左侧管内气体的压强.(右侧管内气体温度不变)

【答案】18 cmHg 25 cmHg

【解析】设初始时刻和两管气体体积相同时左侧管内气体的压强分别为p 1、p 2,则有:

对左侧管: p 1l 1S T 1=212

()p l l S T +? 对右侧管: p 1l 2=(p 2-Δp )(l 2-Δl )

其中Δp =2Δl (cmHg)

T 1=300 K ,T 2=500 K

当它的温度上升到227 ℃时,两侧管内气体体积相等,则有:l 1+Δl =l 2-Δl

即 Δl =l 2-l 12

解得:p 1=18 cmHg ,p 2=25 cmHg

11.(2019·河北保定模拟)一定质量的理想气体,其内能跟温度成正比.在初始状态A 时,

体积为V 0,压强为p 0,温度为T 0,已知此时其内能为U 0.该理想气体从状态A 经由一系列变化,

最终还回到原来状态A ,其变化过程的p -T 图线如图所示,其中CA 延长线过坐标原点,

BA

在同一竖直线上.求:

(1)状态B 的体积;

(2)状态C 的体积;

(3)从状态B 经由状态C ,最终回到状态A 的过程中,气体与外界交换的热量是多少?

【答案】 (1)V 03

(2)V 0 (3)气体吸收热量2p 0V 0 【解析】 (1)由题图可知,从状态A 到状态B 为等温变化过程,状态B 时气体压强为p 1=3p 0,设体积为V 1,由玻

意耳定律得p 0V 0=p 1V 1,解得V 1=V 03

. (2)由题图可知,从状态B 到状态C 为等压变化过程,状态C 时气体温度为T 2=3T 0,设体积为V 2,由盖-吕萨克定

律得V 1T 0=V 2T 2

,解得V 2=V 0. (3)由状态B 经状态C 回到状态A ,外界对气体做的总功为W ,从状态B 到状态C ,设外界对气体做功为W BC ,W BC =p 2(V 1-V 2),联立解得W BC =-2p 0V 0;

从状态C 回到状态A ,由图线知为等容过程,外界对气体不做功,所以W =W BC =-2p 0V 0;从状态B 经状态C 回到状态A ,内能增加量为U =0,气体从外界吸收的热量为Q ,内能增加量为U ,由热力学第一定律得U =Q +W ,解得Q =2p 0V 0,即气体从外界吸收热量2p 0V 0.

12.我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米,再创载人深潜新纪录.在某次深潜实验中,“蛟龙”

号探测到990 m 深处的海水温度为280 K .某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化.如图所示, 导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,汽缸所处海平面的温度T 0=300 K ,压强 p 0=1 atm ,封闭气体的体积V 0=3 m 3,如果将该汽缸下潜至990 m 深处,此过程中封闭气体可视为理想气 体.

(1)下潜过程中封闭气体______(填“吸热”或“放热”),传递的热量______(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功.

(2)求990 m 深处封闭气体的体积(1 atm 相当于10 m 深的海水产生的压强).

【答案】(1)放热 大于 (2)2.8×10-

2 m 3

【解析】(1)下潜过程中温度降低,则ΔU <0,气体体积减小,则W >0,由ΔU =Q +W 知,Q <0,放热,且|Q |>W .

(2)当汽缸下潜至990 m 时,设封闭气体的压强为p ,温度为T ,体积为V ,由题意可知p =100 atm 根据理想气体状

态方程得p 0V 0T 0=pV T

代入数据得V =2.8×10-

2 m 3.

热力学第一定律练习题

第2章 《热力学第一定律》练习题 一、思考题 1. 理想气体的绝热可逆和绝热不可逆过程的功,都可用公式V W C T =?计算,那两种过程所做的功是否一样 2. 在相同的温度和压力下,一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水:(1)氢气在氧气中燃烧,(2)爆鸣反应, (3)氢氧热爆炸,(4)氢氧燃料电池。在所有反应过程中,保持反应方程式的始态和终态都相同,请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同 3. 在298 K , kPa 压力下,一杯水蒸发为同温、同压的气是一个不可逆过程,试将它设计成可逆过程。 二、填空题 1. 封闭系统由某一始态出发,经历一循环过程,此过程的_____U ?=;_____H ?=;Q 与W 的关系是______________________,但Q 与W 的数值________________________,因为_________________________。 2. 状态函数在数学上的主要特征是________________________________。 3. 系统的宏观性质可分为___________________________________,凡与系统物质的量成正比的物理量均称为___________________________。 4. 在300K 的常压下,2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功_________e W =。 5. 某化学反应:A(l) + (g) → C(g)在500K 恒容条件下进行,反应进度为1mol 时放热10kJ ,若反应在同样温度恒容条件下进行,反应进度为1mol 时放热_____________________。 6. 已知水在100℃的摩尔蒸发焓40.668ap m H ν?=kJ·mol -1,1mol 水蒸气在100℃、条件下凝结为液体水,此过程的_______Q =;_____W =;_____U ?=;_____H ?=。 7. 一定量单原子理想气体经历某过程的()20pV ?=kJ ,则此过程的_____U ?=;_____H ?=。 8. 一定量理想气体,恒压下体积工随温度的变化率____________e p W T δ?? = ????。 9. 封闭系统过程的H U ?=?的条件:(1) 对于理想气体单纯pVT 变化过程,其条件是_____________________; (2)对于有理想气体参加的化学反应,其条件是______________________________________。 10. 压力恒定为100kPa 下的一定量单原子理想气体,其_____________p H V ???= ????kPa 。 11. 体积恒定为2dm 3的一定量双原子理想气体,其_______________V U p ???= ????m 3 。

物理化学热力学第一定律总结

热一定律总结 一、 通用公式 ΔU = Q + W 绝热: Q = 0,ΔU = W 恒容(W ’=0):W = 0,ΔU = Q V 恒压(W ’=0):W =-p ΔV =-Δ(pV ),ΔU = Q -Δ(pV ) → ΔH = Q p 恒容+绝热(W ’=0) :ΔU = 0 恒压+绝热(W ’=0) :ΔH = 0 焓的定义式:H = U + pV → ΔH = ΔU + Δ(pV ) 典型例题:3.11思考题第3题,第4题。 二、 理想气体的单纯pVT 变化 恒温:ΔU = ΔH = 0 变温: 或 或 如恒容,ΔU = Q ,否则不一定相等。如恒压,ΔH = Q ,否则不一定相等。 C p , m – C V , m = R 双原子理想气体:C p , m = 7R /2, C V , m = 5R /2 单原子理想气体:C p , m = 5R /2, C V , m = 3R /2 典型例题:3.18思考题第2,3,4题 书2.18、2.19 三、 凝聚态物质的ΔU 和ΔH 只和温度有关 或 典型例题:书2.15 ΔU = n C V , m d T T 2 T 1 ∫ ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫ ΔU = nC V , m (T 2-T 1) ΔH = nC p, m (T 2-T 1) ΔU ≈ ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫ ΔU ≈ ΔH = nC p, m (T 2-T 1)

四、可逆相变(一定温度T 和对应的p 下的相变,是恒压过程) ΔU ≈ ΔH –ΔnRT (Δn :气体摩尔数的变化量。如凝聚态物质之间相变,如熔化、凝固、转晶等,则Δn = 0,ΔU ≈ ΔH 。 101.325 kPa 及其对应温度下的相变可以查表。 其它温度下的相变要设计状态函数 不管是理想气体或凝聚态物质,ΔH 1和ΔH 3均仅为温度的函数,可以直接用C p,m 计算。 或 典型例题:3.18作业题第3题 五、化学反应焓的计算 其他温度:状态函数法 Δ H m (T ) = ΔH 1 +Δ H m (T 0) + ΔH 3 α β β α Δ H m (T ) α β ΔH 1 ΔH 3 Δ H m (T 0) α β 可逆相变 298.15 K: ΔH = Q p = n Δ H m α β Δr H m ? =Δf H ?(生) – Δf H ?(反) = y Δf H m ?(Y) + z Δf H m ?(Z) – a Δf H m ?(A) – b Δf H m ?(B) Δr H m ? =Δc H ?(反) – Δc H ?(生) = a Δc H m ?(A) + b Δc H m ?(B) –y Δc H m ?(Y) – z Δc H m ?(Z) ΔH = nC p, m (T 2-T 1) ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫

高三物理《能量守恒定律》公式总结

高三物理《能量守恒定律》公式总结 1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米 2.油膜法测分子直径d=V/s{V:单分子油膜的体积,S:油膜表面积2} 3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。 4.分子间的引力和斥力r10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0 5.热力学第一定律w+Q=ΔU{,w:外界对物体做的正功,Q:物体吸收的热量,ΔU:增加的内能,涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕} 6.热力学第二定律 克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化; 开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化{涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕} 7.热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度 注: 布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温

度越高越剧烈; 温度是分子平均动能的标志; 分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快; 分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小; 气体膨胀,外界对气体做负功w<0;温度升高,内能增大ΔU>0;吸收热量,Q>0 物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零; r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离; 其它相关内容:能的转化和定恒定律〔见第二册P41〕/能源的开发与利用、环保〔见第二册P47〕/物体的内能、分子的动能、分子势能〔见第二册P47〕。

经典验证动量守恒定律实验练习题(附答案)

验证动量守恒定律 由于v 1、v1/、v2/均为水平方向,且它们的竖直下落高 度都相等,所以它们飞行时间相等,若以该时间为时间单 位,那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。 在右图中分别用OP、OM和O/N表示。因此只需验证: m1?OP=m1?OM+m2?(O/N-2r)即可。 注意事项: ⑴必须以质量较大的小球作为入射小球(保证碰撞后两小球都向前运动)。 ⑵小球落地点的平均位置要用圆规来确定:用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面,圆心就是落点的平均位置。 ⑶所用的仪器有:天平、刻度尺、游标卡尺(测小球直径)、碰撞实验器、 ⑷若被碰小球放在斜槽末端,而不用支柱,那么两小球将不再同时落地,但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动,于是验证式就变为:m1?OP=m1?OM+m2?ON,两个小球的直径也不需测量 实验练习题 1. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前m 端粘有橡皮泥,推动小车A使之作匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体,继续作匀速运动,他设计的具体装置如图所示。在小车A 后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板垫着小木片用以平衡摩擦力。 若已得到打点纸带如上图,并测得各计数点间距标在间上,A为运动起始的第一点,则应选____________段起计算A的碰前速度,应选___________段来计算A 和B碰后的共同速度。(以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。已测得小l车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:碰前总动量=__________kg·m/s. 碰后总动量=_______kg·m/s 2.某同学用图1所示装置通过半径相同的A. B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图2所示,其中米尺水平放置。且平行于G.R.Or所在的平面,米尺的零点与O 点对齐。 (1)碰撞后B球的水平射程应取为______cm. (2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答:

(完整word版)热力学第一定律复习题(13,10)

第二章 热力学第一定律 、 恒压条件下,△H =Q p 。 系 统状 态变化 时,计算系 统与环境间交换 的能 量 ) m dT

1. 当理想气体冲入一真空绝热容器后,其温度将 (a) 升高(b) 降低 (c) 不变(d) 难以确定 (答案) c (△U=Q+W, ∵p外=0 , ∴W=0 ,又∵绝热,∴Q=0,所以△U=0) 因为是真空故不做功,又因为是绝热故无热交换,故△U=0。温度不变。 2. 当热力学第一定律写成d U = δQ–p d V时,它适用于 (a). 理想气体的可逆过程(b). 封闭体系的任一过程 (c). 封闭体系只做体积功过程(d). 封闭体系的定压过程 (答案) c (W=W体+W非,当W非=0时,W体= -pdV) 3.对热力学可逆过程,下列说法中正确的是 (a) 过程进行的速度无限慢 (b) 没有功的损失 (c) 系统和环境可同时复原 (d) 不需环境做功 (答案) c 可逆过程: 体系经过某一过程从状态(1)变到状态(2)之后,如果能够使体系和环境都恢复到原来的状态而未留下任何永久性的变化,则该过程称为热力学可逆过程。否则为不可逆过程 特征: ①状态变化时推动力与阻力相差无限小,体系与环境始终无限接近于平衡态; ②过程中的任何一个中间态都可以从正、逆两个方向到达; ③体系变化一个循环后,体系和环境均恢复原态,变化过程中无任何耗散效应; ④等温可逆过程中,体系对环境作最大功,环境对体系作最小功。 ⑤在可逆过程中,由于状态变化时推动力与阻力相差无限小,所以完成过程所需的时间为无限长。 4.对于封闭体系来说,当过程的始态与终态确定后,下列各项中哪一个无确定值 (a) Q (b) Q + W (c) W (当Q = 0时) (d) Q (当W = 0时) (答案) a (△U=Q+W) 5.对于孤立体系中发生的实际过程,下列关系中不正确的是 (a) W = 0 (b) Q = 0 (c) ΔU= 0 (d) ΔH = 0 (答案) d (孤立体系?△U=Q+W) 6.对于内能是体系状态的单值函数概念,错误理解是 (a) 体系处于一定的状态,具有一定的内能 (b) 对应于某一状态,内能只能有一数值不能有两个以上的数值

经典验证动量守恒定律实验练习题(附答案)

· 验证动量守恒定律由于v 1、v1/、v2/均为水平方向,且它们的竖直下落高 度都相等,所以它们飞行时间相等,若以该时间为时间单位,那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用OP、OM和O/N表示。因此只需验证: m 1OP=m 1 OM+m 2 (O/N-2r)即可。 注意事项: ⑴必须以质量较大的小球作为入射小球(保证碰撞后两小球都向前运动)。 ⑵小球落地点的平均位置要用圆规来确定:用尽可能小的圆把所有落点都圈 在里面,圆心就是落点的平均位置。 ⑶所用的仪器有:天平、刻度尺、游标卡尺(测小球直径)、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球、圆规。 ⑷若被碰小球放在斜槽末端,而不用支柱,那么两小球将不再同时落地,但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动,于是验证式就变为: m 1OP=m 1 OM+m 2 ON,两个小球的直径也不需测量 《 实验练习题 1. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前m 端粘有橡皮泥,推动小车A使之作匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体,继续作匀速运动,他设计的具体装置如图所示。在小车A 后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板垫着小木片用以平衡摩擦力。 若已得到打点纸带如上图,并测得各计数点间距标在间上,A为运动起始的第一点,则应选____________段起计算A的碰前速度,应选___________段来计算A 和B碰后的共同速度。(以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。已测得 小l车A的质量m 1=0.40kg,小车B的质量m 2 =0.20kg,由以上测量结果可得:碰 前总动量=__________kg·m/s. 碰后总动量=_______kg·m/s 2.某同学用图1所示装置通过半径相同的A. B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G

练习思考-热力学第一定律

第一章 热力学第一定律 首 页 难题解析 学生自测题 学生自测答案 难题解析 [TOP] 例 1-1 某会场开会有1000人参加,若每人平均每小时向周围散发出400kJ 的热量。试求: (1) 如果以礼堂中空气和椅子等为系统,则在开会时的30分钟内系统的热力学能增加了多少? (2) 如果以礼堂中的空气、人和其他所有的东西为系统,则其热力学能的增加又为多少? 解:(1)开会30分钟时产生的热量为: ()J 100.260 3010400100083?=? ??=Q 此为恒容系统,故0=W 根据热力学第一定律: ()J 100.28?=+=?W Q U (2) 因为此为孤立系统,所以:0=?U 例 1-2 2 mol 单原子理想气体在298K 时,分别按下列三种方式从15.00dm 3膨胀到40.00 dm 3: (1)自由膨胀; (2)恒温可逆膨胀; (3)恒温对抗100kPa 外压下膨胀。 求上述三种过程的Q 、W 、ΔU 和ΔH 。 解:(1)自由膨胀过程,0)(0)(1212e ===V V V V p W -?-- 因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数,而理想气体自由膨胀过程温度不变,所以:ΔU =ΔH =f (T )=0 0=-?=W U Q

(2)因为理想气体等温过程,所以:ΔU =ΔH =0 J 486000.1500.40ln 298314.82ln 12-=???-=-V V nRT W = J 4860=-=W Q (3)同理,ΔU =ΔH =0 J 250010)00.1500.40(100000)(312e -=?-?-=--=-V V p W J 2500=-=W Q 例 1-3 具有无摩擦活塞的绝热气缸内有5mol 双原子理想气体,压力为1013.25kPa ,温度为298.2K 。 (1)若该气体绝热可逆膨胀至101.325kPa ,计算系统所做的功。 (2)若外压从1013.25kPa 骤减至101.325kPa ,系统膨胀所做的功为多少? 解:(1) R C V 25m ,=,R C p 27m ,=,4.1/m ,m ,==V p C C γ K p T =-γγ1, γγγ--=121112/p p T T 4.154)110298(4.1/14.04.04.12=??=-T K 绝热 0=Q , )(12m ,T T nC U W V -=?= kJ 94.14)2.2984.154(314.82 55-=-???=W (2)对抗恒定外压101.325kPa 绝热膨胀,0=Q ,U W ?= ???? ??--=--=112 2e 12e )(p nRT p nRT p V V p W ??? ??-??-=102.298314.852T )2.298(314.82 55)(212m ,-???=-=?T T T nC U V K 5.2212=T kJ 97.7)10 2.2985.221(314.85-=-??-=W 学生自测题 [TOP]

高中物理-动量守恒定律及其应用(实验)教案

高中物理-动量守恒定律及其应用(实验)教案 【学习目标】 1.知道动量与冲量的概念,理解动量定理与动量守恒定律. 2.会用动量定理与动量守恒定律解决实际应用问题. 3.明确探究碰撞中的不变量的基本思路. 【要点导学】 1.冲量与动量的概念理解. 2.运用动量定理研究对象与过程的选择. 3.动量守恒定律的适用条件、表达式及解题步骤. 4.弹性碰撞和非弹性碰撞 (1)弹性碰撞:___________________________________ (2)非弹性碰撞:____________________________________ (3)在光滑水平面上,质量为m 1的小球以速度v 1与质量为m 2的静止小球发生弹性正碰,根据动量 守恒和机械能守恒,碰后两个小球的速度分别为: v 1’=_____________v 2’=_____________。 【典型例题】 类型一 冲量与动量定理 【例1】质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间1t 到达沙坑表面,又经过时间2t 停在沙坑里。 求: (1)沙对小球的平均阻力F ; (2)小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I 的大小. 类型二 动量守恒定律及守恒条件判断 【例2】 把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、 弹、 车,下列说法正确的是( ) A .枪和弹组成的系统,动量守恒 B .枪和车组成的系统,动量守恒 C .三者组成的系统,因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可以忽略不计,故系 统动量近似守恒 D .三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合 力为零 【变式训练1】如图A 、B 两物体的质量之比m A ∶m B =3∶2,原来静止在平板小车C 上,A 、B 间有 一根被压缩了的弹簧,A 、B 与平板车上表面间的滚动摩擦系数相同,地面光滑,当弹簧突然释放后, 则( ) A .A 、B 组成的系统动量守恒 B .A 、B 、 C 组成的系统动量守恒 C .小车向左运动 D .小车向右运动 类型三 动量守恒与能量守恒的综合应用 【例3】在静止的湖面上有一质量为M=100kg 的小船,船上站一个质量为m=50kg 的人。船长6米, A B C

第二章 热力学第一定律(总复习题)

1 第二章 热力学第一定律 一、 选择题 1、下列叙述中不具状态函数特征的是:( ) (A)系统状态确定后,状态函数的值也确定 (B)系统变化时,状态函数的改变值只由系统的初终态决定 (C)经循环过程,状态函数的值不变 (D)状态函数均有加和性 2、下列叙述中,不具可逆过程特征的是:( ) (A)过程的每一步都接近平衡态,故进行得无限缓慢 (B)沿原途径反向进行时,每一小步系统与环境均能复原 (C)过程的初态与终态必定相同 (D)过程中,若做功则做最大功,若耗功则耗最小功 3、如图,将CuSO4水溶液置于绝热箱中,插入两个铜电极, 以蓄电池为电源进行电解,可以看作封闭体系的是:( ) (A)绝热箱中所有物质 (B)两个铜电极 (C)蓄电池和铜电极 (D) CuSO 4水溶液 5、在下列关于焓的描述中,正确的是( ) (A)因为ΔH=QP,所以焓是恒压热 (B)气体的焓只是温度的函数 (C)气体在节流膨胀中,它的焓不改变 (D)因为ΔH=ΔU+Δ(PV),所以任何过程都有ΔH>0的结 论 6、在标准压力下,1mol 石墨与氧气反应生成1mol 二氧化碳的 反应热为Δr H ,下列哪种说法是错误的? ( ) (A) ΔH 是CO2(g)的标准生成热 (B) ΔH =ΔU (C) ΔH 是石墨的燃烧热 (D) ΔU <ΔH 7、在标准状态下,反应C 2H 5OH (l )+3O 2(g) →2CO 2(g)+3H 2O(g)的反应焓为Δr H m θ, ΔC p >0, 下列说法 中正确的是( ) (A)Δr H m θ是C 2H 5OH (l )的标准摩尔燃烧焓 (B)Δr H m θ〈0 (C)Δr H m θ=Δr Um θ (D)Δr H m θ不随温度变化而变化 8、下面关于标准摩尔生成焓的描述中,不正确的是( ) (A)生成反应中的单质必须是稳定的相态单质 (B)稳态单质的标准摩尔生成焓被定为零 (C)生成反应的温度必须是298.15K (D)生成反应中各物质所达到的压力必须是100Kpa 9、在一个绝热钢瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应, 那么:( ) (A) Q > 0,W > 0,?U > 0 (B)Q = 0,W = 0,?U < 0 (C) Q = 0,W = 0,?U = 0 (D) Q < 0,W > 0,?U < 0 10、非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个是错误 的? ( ) (A) Q =0 (B) W =0 (C) ΔU =0 (D) ΔH =0 11、下列表示式中正确的是 ( ) (A)恒压过程ΔH=ΔU+pΔV (B)恒压过程 ΔH=0 (C)恒压过程ΔH=ΔU+VΔp (D)恒容过程 ΔH=0 12、理想气体等温反抗恒外压膨胀,则 ( ) (A)Q>W (B)Q△H 2 W 1W 2 (C)△H 1=△H 2 W 1W 2 14、当理想气体从298K ,2×105Pa 经历(1)绝热可逆膨胀 和(2)等温可逆膨胀到1×105Pa 时,则( ) (A)△H 1<△H 2 W 1>W 2 (B)△H 1>△H 2 W 1△H 2 W 1>W 2 15、对于封闭体系,在指定始终态间的绝热可逆途径可以有: ( ) (A) 一条 (B) 二条 (C) 三条 (D) 三条以上 16、实际气体绝热恒外压膨胀时,其温度将: ( ) (A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不确定 17、功的计算公式为W=nC v,m (T 2-T 1),下列过程中不能用此 式的是( ) (A)理想气体的可逆绝热过程 (B)理想气体的绝热恒外压过程 (C)实际气体的绝热过程 (D)凝聚系统的绝热过程 18、凡是在孤立体系中进行的变化,其ΔU 和ΔH 的值一定是: ( ) (A) ΔU > 0 , ΔH > 0 (B) ΔU = 0 , ΔH = 0 (C) ΔU < 0 , ΔH < 0 (D) ΔU = 0 , ΔH 大于、小于或等于零不确定 19、 一定量的理想气体从同一始态出发,分别经 (1) 等温压缩, (2) 绝热压缩到具有相同压力的终态,以H 1,H 2分别表示两个 终态的焓值,则有:( ) (A) H 1> H 2 (B) H 1= H 2 (C) H 1< H 2 (D) H 1>=H 2

高中物理_复习:《验证动量守恒定律实验》教学设计学情分析教材分析课后反思

复习:《实验:验证动量守恒定律》教学设计 一、教学目标: 【知识与技能】 1、明确验证动量守恒定律的基本思路; 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法; 3、掌握实验数据处理的方法; 【过程与方法】 1、学习根据实验要求,设计实验,完成气垫导轨实验和斜槽小球碰撞实验的设计方法; 2、学习根据实验数据进行处理、归纳、总结的方法。 【情感态度与价值观】 1、通过对实验方案的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。 2、通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识。 3、在对实验数据处理、误差处理的过程中合作探究、头脑风暴,提高学生合作探究能力。 4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。 【教学重难点】 教学重点:验证动量守恒定律的实验探究 教学难点:速度的测量方法、实验数据的处理. 【教学过程】 (一)复习导入:问题1、动量守恒定律的内容是什么? 2、动量守恒的条件是什么? (二)讲授新课 实验方案一:气垫导轨以为碰撞实验 1、实验器材 气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等. 2、实验步骤

(1)测质量:用天平测出滑块的质量. (2)安装:正确安装好气垫导轨. (3)实验:接通电源,利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量;②改变滑块的初速度大小和方向③通过放置橡皮泥、振针、胶布等改变能量损失). (4)验证:一维碰撞中的动量守恒. (5)数据处理 1.滑块速度的测量:v =Δx Δt ,式中Δx 为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出,也可直接测量),Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间. 2.验证的表达式:m 1v 1+m 2v 2=m 1v′1+m 2v′2。 (6)注意事项 气垫导轨应水平 [典例1] 现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图(a)中,气垫导轨上有A 、B 两个滑块,滑块A 右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B 左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间. 实验测得滑块A 的质量m1=0.310 kg ,滑块B 的质量m2=0.108 kg ,遮光片的 宽度d =1.00 cm ;打点计时器所用交流电的频率f =50.0 Hz. 将光电门固定在滑块B 的右侧,启动打点计时器,给滑块A 一向右的初速度,使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为ΔtB =3.500 ms ,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示. 实验测得滑块A 的质量m1=0.310 kg ,滑块B 的质量m2=0.108 kg ,遮光片的 宽度d =1.00 cm ;打点计时器所用交流电的频率f =50.0 Hz. 将光电门固定在滑块B 的右侧,启动打点计时器,给滑块A 一向右的初速度,使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为ΔtB =3.500 ms ,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示. (b) 若实验允许的相对误差绝对值× 100%最大为5%,本实验是否在误差范围内验证了动量守恒

《物理化学》第二章热力学第一定律练习题(含答案)

第二章练习题 一、填空题 1、根据体系和环境之间能量和物质的交换情况,可将体系分成、、 。 2、强度性质表现体系的特征,与物质的数量无关。容量性质表现 体系的特征,与物质的数量有关,具有性。 3、热力学平衡状态同时达到四种平衡,分别是、、 、。 4、体系状态发生变化的称为过程。常见的过程有、 、、、。 5、从统计热力学观点看,功的微观本质是,热的微观本质是 。 6、气体各真空膨胀膨胀功W= 0 7、在绝热钢瓶中化学反应△U= 0 8、焓的定义式为。 二、判断题(说法对否): 1、当体系的状态一定时,所有的状态函数都有一定的数值。(√) 2、当体系的状态发生变化时,所有的状态函数的数值也随之发生变化。(χ)3.因= ΔH, = ΔU,所以与都是状态函数。(χ) 4、封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。(χ) 错。只有封闭系统不做非膨胀功等压过程ΔH=Q P 5、状态给定后,状态函数就有定值;状态函数确定后,状态也就确定了。(√) 6、热力学过程中W的值应由具体过程决定( √ ) 7、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态,其热力学能

不变。( √ ) 三、单选题 1、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是( C ) A 、T、P、V、Q B 、m、W、P、H C、T、P、V、n、 D、T、P、U、W 2、对于内能是体系的单值函数概念,错误理解是( C ) A体系处于一定的状态,具有一定的内能 B对应于某一状态,内能只能有一数值不能有两个以上的数值 C状态发生变化,内能也一定跟着变化 D对应于一个内能值,可以有多个状态 3下列叙述中不具有状态函数特征的是(D ) A体系状态确定后,状态函数的值也确定 B体系变化时,状态函数的改变值只由体系的始终态决定 C经循环过程,状态函数的值不变 D状态函数均有加和性 4、下列叙述中正确的是( A ) A物体温度越高,说明其内能越大B物体温度越高,说明其所含热量越多C凡体系温度升高,就肯定是它吸收了热 D凡体系温度不变,说明它既不吸热也不放热 5、下列哪一种说法错误( D ) A焓是定义的一种具有能量量纲的热力学量 B只有在某些特定条件下,焓变△H才与体系吸热相等 C焓是状态函数 D焓是体系能与环境能进行热交换的能量

(完整版)物理化学上热力学第一定律知识框架图总结.doc

第一章,热力学第一定律各知识点架构纲目图如下: 系统:隔离系统;封闭系统;敞开系统 环境:在系统以外与系统密切相关部分 状态:系统的所有物理性质和化学性质的综合体现系统及状态及状态函数类型:广度量;强度量 状态状态函数 (热力学性质 ) 特性:①改变值只与始、末态有关而与具体途径无关; ②不同状态间的改变值具有加和性。 即殊途同归,值变相等;周而复始,其值不变。热力学平衡:热平衡;力学平衡;相平衡;化学平衡 单纯的 pTV 变化 状态变化 溶解及混合 及过程 相变化 化学变化 系 统 状 态 变 简单的化 时 pTV 变化, 计 算 系 统 与 环 境 系统与环境 间 交间交换能量 换 的计算 (封闭 的 能 恒压过程 (p 始 =p 终 =p 环 ) 恒温过程 (T 始=T 终=T 环 ) 恒容过程 (V 始=V 终) 绝热过程 (Q = 0) 节流过程 (H = 0) 理想气体 (IG) 系统:U T2 C V ,m dT ; H n T2 n C p,m dT T2 T1 T1 Q p =△ H= n C p ,m dT ;W=-p外(V2-V1); 恒压过程:T1 △U=△ H -p△ V ( 常压下,凝聚相: W ≈ 0;△ U≈△ H) 理想气体焦尔实验: (1)结论: (?U/?V) T=0; (2)推论: U IG=f ( T); H IG=g (T) 恒温过程 △U=△H=0; W=-Q = V2 nRT lnV2 /V1 (可逆 ) V pdV 1 恒容过程:W=0; Q V =△ U= T2 n C V ,m dT ; T1 绝热过程: Q=0;△ U= W 不可逆(恒外压):nC V,m( T2 -T1)=- p2(V2-V1) 可逆:p1V1 1 1 T1 ) ( nC V , m (T2 1 1 1 ) >0 V 2 V1 致冷 节流膨胀: Q=0 ;△H=0;J-T=(d T/dp) H =0 T 不变 ( 例如理想气体 ) <0 致热 量系统, W 非 =0) 相变化Q p =△ H; W=-p△V △U= △H- p△ V =-nRT (气相视为IG) ≈0,△ U≈△ H (常压下凝聚态间相变化) 相变焓与温度关系:T2 H m (T2 )H m (T1 ) C p,m dT T1 热力学第一定律及焓函数 反应进度定义、标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓的定义。 摩尔反应焓的定义:△r H m=△ r H/△ 化学变化 标准摩尔反应焓的计算: ! B ! r H m (T1 ) f H m (B, T ) 恒压反应热与恒容反应热的关系:△r H m=△ r U m+∑νB(g)RT ! T2 基希霍夫公式:( r H m ) C ; H ! (T ) H ! (T ) C dT p r r r p, m T r p ,m m 2 m 1 T1 热(Q):系统与环境间由于温差而交换的能量。是物质分子无序运动的结果。是过程量。功 (W) :除热以外的,在系统与环境间交换的所有其它形式的能量。是物质分子有序运动的 结果,是过程量。 热力学能 (U):又称为内能,是系统内部能量的总和。是状态函数,且为广度量,但绝对值不知道。 热力学第一定律数学表达式:△ U=Q+W,在封闭系统, W 非 =0,恒容条件下,△ U=Q V。 焓函数 (H):定义, H≡ U+pV, 是状态函数,且为广度量,但绝对值不知道。在封闭系统, 1 W非 =0,恒压条件下,△H=Q p。

验证动量守恒定律实验

物理一轮复习学案 第六周(10.8—10.14)第四课时 验证动量守恒定律实验 【考纲解读】 1.会用实验装置测速度或用其他物理量表示物体的速度大小. 2.验证在系统不受外力的作用下,系统内物体相互作用时总动量守恒. 【重点难点】 验证动量守恒定律 【知识结构】 一、验证动量守恒定律实验方案 1.方案一 实验器材:滑块(带遮光片,2个)、游标卡尺、气垫导轨、光电门、天平、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。 实验情境:弹性碰撞(弹簧片、弹性碰撞架);完全非弹性碰撞(撞针、橡皮泥)。 2.方案二 实验器材:带细线的摆球(摆球相同,两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。实验情境:弹性碰撞,等质量两球对心正碰发生速度交换。 3.方案三 实验器材:小车(2个)、长木板(含垫木)、打点计时器、纸带、天平、撞针、橡皮泥、刻度尺等。 实验情境:完全非弹性碰撞(撞针、橡皮泥)。 4.方案四 实验器材:小球(2个)、斜槽、天平、重垂线、复写纸、白纸、刻度尺等。 实验情境:一般碰撞或近似的弹性碰撞。 5.不同方案的主要区别在于测速度的方法不同:①光电门(或速度传感器);②测摆角(机械能守恒);③打点计时器和纸带;④平抛法。还可用频闪法得到等时间间隔的物体位置,从而分析速度。 二、验证动量守恒定律实验(方案四)注意事项 1.入射球质量m1应大于被碰球质量m2。否则入射球撞击被碰球后会被弹回。 2.入射球和被碰球应半径相等,或可通过调节放被碰球的立柱高度使碰撞时球心等高。否则两球的碰撞位置不在球心所在的水平线上,碰后瞬间的速度不水平。 3.斜槽末端的切线应水平。否则小球不能水平射出斜槽做平抛运动。 4.入射球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放。否则入射球撞击被碰球的速度不相等。5.落点位置确定:围绕10次落点画一个最小的圆将有效落点围在里面,圆心即所求落点。6.水平射程:被碰球放在斜槽末端,则从斜槽末端由重垂线确定水平射程的起点,到落地点的距离为水平射程。

高三物理能量守恒定律详尽讲义

高三物理能量守恒定律详尽讲义 考纲解读1.知道功是能量转化的量度,掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系.2.知道自然界中的能量转化,理解能量守恒定律,并能用来分析有关问题. 1.[功能关系的理解]用恒力F向上拉一物体,使其由地面处开始加速上升到某一高度.若该过程空气阻力不能忽略,则下列说法中正确的是() A.力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量 B.重力所做的功等于物体重力势能的增量 C.力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量 D.力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量 答案 C 2.[能的转化与守恒定律的理解]如图1所示,美国空军X-37B无人航天飞机于2010年4月首飞,在X-37B由较低轨道飞到较高轨道的过程中() 图1 A.X-37B中燃料的化学能转化为X-37B的机械能 B.X-37B的机械能要减少 C.自然界中的总能量要变大 D.如果X-37B在较高轨道绕地球做圆周运动,则在此轨道上其机械能不变 答案AD 解析在X-37B由较低轨道飞到较高轨道的过程中,必须启动助推器,对X-37B做正功,X-37B的机械能增大,A对,B错.根据能量守恒定律,

C错.X-37B在确定轨道上绕地球做圆周运动,其动能和重力势能都不会发生变化,所以机械能不变,D对. 3.[能量守恒定律的应用]如图2所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,B、C在水平线上,其距离d=0.5 m.盆边缘的高度为h=0.3 m.在A处放一个质量为m的小物块并让其由静止下滑.已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.1.小物块在盆内来回滑动,最后停 下来,则停下的位置到B的距离为() 图2 A.0.5 m B.0.25 m C.0.1 m D.0 答案 D 解析由mgh=μmgx,得x=3 m,而x d= 3 m 0.5 m=6,即3个来回后,小物块 恰停在B点,选项D正确. 一、几种常见的功能关系 1.内容: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,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变. 2.表达式:ΔE减=ΔE增.

动量守恒实验

动量守恒实验 1.某物理兴趣小组利用如图1所示的装置进行实验.在足够大的水平平台上的A点放 置一个光电门,水平平台上A点右侧摩擦很小可忽略不计,左侧为粗糙水平面,当地重力加速度大小为g.采用的实验步骤如下: ①在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片; ②用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量m a、m b; ③在a和b间用细线连接,中间夹一被压缩了的轻弹簧,静止放置在平台上; ④细线烧断后,a、b瞬间被弹开,向相反方向运动; ⑤记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t; ⑥滑块a最终停在C点(图中未画出),用刻度尺测出AC之间的距离S a; ⑦小球b从平台边缘飞出后,落在水平地面的B点,用刻度尺测出平台距水平地面 的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离S b; ⑧改变弹簧压缩量,进行多次测量. (1)该实验要验证“动量守恒定律”,则只需验证______ = ______ 即可.(用上述实验数据字母表示) (2)改变弹簧压缩量,多次测量后,该实验小组得到S a与的关系图象如图2所 示,图线的斜率为k,则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为 ______ .(用上述实验数据字母表示) 2.如图,用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分 碰撞前后的动量关系. ①试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过仅测量______ (填选项前的序号)来间接地解决这个问题 A.小球开始释放高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的射程 ②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球m1多次从斜 轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP,然后,把被碰小球m2静止于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复.椐图可得两小球质量的关系为______ ,接下来要完成的必要步骤是______ (填选项的符号) A.用天平测量两个小球的质量m1、m2 B.测量小球m1开始释放高度h C.测量抛出点距地面的高度h D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E.测量平抛射程OM,ON ③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为______ 用②中测量的量表示) 若碰撞是弹性碰撞.那么还应满足的表达式为______ (用②中测量的量表示). 3.如图所示,气垫导轨是常用的一种实验仪器。 它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑 块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。

实验1 动量守恒定律的研究

实验1 动量守恒定律的研究 ――气垫导轨实验(一) 气垫技术是20世纪60年代发展起来的一种新技术,这一新技术克服了物体与运动表面之间的摩擦阻力,减少了磨损,延长了仪器寿命,提高了机械效率。因此,在机械、电子、纺织、运输等领域中得到了广泛的应用,如激光全息实验台、气垫船、空气轴承、气垫输送带等。 气垫导轨(Air track )是采用气垫技术的一种阻力极小的力学实验装置。利用气源将压缩空气打入导轨腔内,再由导轨表面上的小孔喷出气流,在导轨与滑行器(滑块)之间形成很薄的空气薄膜,浮起滑块,使滑块可以在导轨上作近似无阻力的直线运动,为力学实验创造了较为理想的测量条件。在力学实验中,利用气垫导轨可以观察和研究在近似无阻力情况下物体的各种运动规律,极大地减少了由于摩擦力的存在而出现的较大误差,大大提高了实验的精确度。利用气垫导轨和光电计时系统,许多力学实验可以进行准确的定量分析和研究,使实验结果接近理论值,实验现象更加真实、直观。如速度和加速度的测量,重力加速度的测定,牛顿运动定律的验证,动量守恒定律的研究,谐振运动的研究,等等。 动量守恒定律是自然界的一个普遍规律,不仅适用于宏观物体,也适用于微观粒子,在科学研究和生产技术方面都被广泛应用。本实验通过两个滑块在水平气垫导轨上的完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞过程来研究动量守恒定律。 【实验目的】 1.了解气垫导轨的基本构造和功能,熟悉气垫导轨的调节和使用方法。 2.了解光电计时系统的基本组成和原理,掌握电脑通用计数器的使用方法。 3.用观察法研究完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点。 4.验证动量守恒定律,学会判断实验是否能够验证理论的基本方法。 【实验原理】 1.碰撞与动量守恒定律 如果某一力学系统不受外力,或外力的矢量和为零,则系统的总动量保持不变,这就是动量守恒定律。 在一直线上运动的两个物体,质量分别为1m 和2m ,在水平方向不受外力的情况下发生碰撞,碰撞前的运动速度为10v 和20v ,碰撞后的运动速度为1v 和2v ,则由动量守恒定律可得 2211202101v m v m v m v m +=+ (1) 实验中利用气垫导轨上两个滑块的碰撞来研究动量守恒定律。 2.完全弹性碰撞 完全弹性碰撞的特点是碰撞前后系统的动量守恒,机械能也守恒。如图1所示,如果在两个滑

相关文档
最新文档