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(课标通用)2021高考物理一轮复习 13 热学 微专题课件

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文档简介:

13热学[选修3—3]微专题考点突破气体的变化过程有等温变化、等容变化和等压变化.所谓多过程问题指气体参与两种或多种变化过程,在每种变化过程中都有一个物理量保持不变.解决此类问题的关键是分清变化过程,找到不变量,再根据气体实验定律求解.题型1先等压变化后等容变化【例1】如图1所示,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m1=2.50kg,横截面积为S1=80.0cm2;小活塞的质量为m2=1.50kg,横截面积为S2=40.0cm2.两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l=40.0cm;汽缸外大气的压强为p=1.00×105Pa,温度为T=303K.初始时大活塞与大圆筒底部相距l2,两活塞间封闭气体的温度为T1=495K.现汽缸内气体温度缓慢降低,活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小取g=10m/s2.求:图1(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,汽缸内封闭气体的温度;(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强.【解析】(1)设初始时气体体积为V1,在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的体积为V2,温度为T2.由题给条件得V1=S2l-l2+S1l2①V2=S2l②在活塞缓慢下移的过程中,用p1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p)③故缸内气体的压强不变由盖—吕萨克定律有V1T1=V2T2④联立①②④式并代入题给数据得T2=330K.⑤(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为p1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变.设达到热平衡时被封闭气体的压强为p′,由查理定律,有p′T=p1T2⑥联立③⑤⑥式并代入题给数据得p′=1.01×105Pa.【答案】330K(2)1.01×105Pa题型2先等温变化后等压变化【例2】(2019年湖北襄阳二联)如图2所示,两个可导热的汽缸竖直放置,它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积).两汽缸各有一个活塞,质量分别为m1和m2,活塞与汽缸无摩擦.活塞的下方为理想气体,上方为真空.当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度h.(已知m1=2m,m2=m)图2(1)在两活塞上同时各放一质量为m的物块,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假定环境温度始终保持为T0).(2)在达到第(1)问的终态后,环境温度由T0缓慢上升到1.25T0,试问在这个过程中,气体对活塞做了多少功?(假定在气体状态变化过程中,两物块均不会碰到汽缸顶部).【解析】(1)设左、右活塞的面积分别为S′和S,由于气体处于平衡状态,故两活塞对气体的压强相等,即:2mgS′=mgS由此得:S′=2S在两个活塞上各放一质量为m的物块后,假设左、右两活塞仍没有碰到汽缸底部,由平衡条件有:p左=3mg2S,p右=2mgS,p左

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