章末总结
对内能等基本概念和热力学定律缺乏
深入理解
【例1】 若某种实际气体分子的作用力表现为引力,则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是( ).
①如果保持其体积不变,温度升高,内能增大
②如果保持其体积不变,温度升高,内能减少
③如果保持其温度不变,体积增大,内能增大
④如果保持其温度不变,体积增大,内能减少
A.①④ B.①③ C.②④ D.②③
错因分析 一些同学出现这样的错解:对于③④,如果保持其温度不变,则不吸热也不放热,当体积增大时,气体对外做功,根据热力学第一定律,W+Q=ΔU,ΔU<0,内能减少,④正确.错解原因是认为温度不变时不吸热也不放热.其实,温度变化与吸放热无确定关系.
正确解析 内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和.对于一定质量的实际气体,当体积不变,温度升高时,分子势能不变,分子总动能增大,故内能增大.当温度不变,体积增大时,分子总动能不变,因分子距离在引力范围内增大,分子力做负功,故分子势有增大,内能增大.
答案 B
不能正确运用气体实验定律和热力学第
一定律解题
【例2】 如图1所示,一圆柱
图1
形绝热容器竖直放置,通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1的理想气体,活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h1现通过电热丝给气体加热一段时间,使其温度上升到t2,若这段时间内气体吸收的热量为Q,已知大气压强为p0,重力加速度为g,求:
(1)气体的压强.
(2)这段时间内活塞上升的距离是多少?
(3)这段时间内气体的内能如何变化,变化了多少?
错因分析 本题的易错之处为以下几个方面:①挖掘不出“绝热”的含义,不能确定气体吸、放热情况.从而无法判断内能的变化;②找不到气体体积的变化与做功的关系;③不会判断体积变化时气体做功的正负,造成计算内能变化的错误.
正确解析 (1)分析活塞的受力情况如图所示,根据平衡条件有mg+p0S=pS,由此得:p=p0+.
(2)设温度为t2时活塞与容器底部相距h2.因为气体做等压变化,由盖—吕萨克定律=得:=
由此得:h2=
活塞上升了Δh=h2-h1=.
(3)气体对外做功为W=pS·Δh=·S·=(p0S+mg)
由热力学第一定律可知ΔU=Q-W=Q-(p0S+mg)
答案 见解析
好的先生不是教书,不是教学生,乃是教学生学。——陶行知
活的人才教育不是灌输知识,而是将开发文化宝库的钥匙,尽我们知道的交给学生。——陶行知
教育不能创造什么,但它能启发儿童创造力以从事于创造工作。——陶行知
我们发现了儿童有创造力,认识了儿童有创造力,就须进一步把儿童的创造力解放出来。——陶行知