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14.9热力学第二定律(清北)班级姓名组号【学习目标】.通过阅读课本,能说出内能、功、热量三个物理量,会比较内能的大小.通过回顾热力学第一定律,能用热力学第一定律结合气体实验定律进行相关计算.通过同顾热力学第二定律,能明确螭增加原理和两类永动机的相关问题;.通过教师讲评,总结热力学定律中内能的计算方法【重点难点】重点热力学第二定律的理解难点热力学定律和气体实验定律的综合应用;【导学流程】基础感知.探究气体等温变化的规律
①为了更好的完成实验,正确的有()A.改变气体体积时动作应尽量快B.手不要接触注射器有气体的部分C.活塞和注射器之间涂抹润滑油是为了减少摩擦D.橡胶套和注射器口应保证严格密封
②该同学根据得到的数据画出〃-9图像,发现图像不是直线,如图所示,造成这种现象的原因可能是()A.橡胶套密封不严,发生了漏气B.注射器管口处和橡胶套连接处的气体体积不能忽略C.注射器内气体温度上升D.压强太大,波意尔定律不再适用.辨析
①热量不可能从低温物体传到高温物体
②热机有可能把从单一热源吸收的热量全部变成有用的功
③第二类永动机违反了能量守恒定律,因此不可能制成
④•切有关热现象的宏观过程都具有方向性
⑤端是物体内分子运动无序程度的量度,熠值越大,代表系统分子运动越无序
⑥在孤立系统中,一个自发的过程燧总是向减少的方向进行
⑦热力学第二定律的微观实质是燧是增加的
⑧在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少,只是品质降低了
⑨能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性⑩空调机既能制热又能制冷,说明热传递不存在方向性⑪第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量的转化和守恒定律⑫随着科技的发展,热机的效率定能达到100%⑬一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大方向进行⑭如果物体从外界吸收了热量,则物体的内能一定增加⑮对于一定质量的理想气体,只要温度升高其内能就一定增大⑯气体温度每升高IK所吸收的热量与气体经历的过程有关⑰一定质量理想气体等压膨胀过程一定吸热⑱压缩气体总能使气体的温度升高
⑥在一定条件下物体的温度可以降到0K.热力学定律在一个恒定标准大气压P=
1.0xl()5pa下,水在沸腾时,地的水由液态变成同温度的气态,其体积由l.Ocn变为1701cm
3.已知水的汽化热为L=2264J/g则体积膨张时气体对外做的功为气体吸收的热量为;气体的内能变化量为0应用长L=100cm粗细均匀的玻璃管一端封闭.水平放置时,长5=50cm的空气柱被水银柱封住,水银柱长h=30cm.将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置,然后竖直插入水根槽,插入后有Ah=15cm的水银柱进入玻璃管.设整个过程中温度始终保持不变,大气压强加=75cmHg.求⑴插入水银槽后管内气体的压强p;
(2)管口距水银槽液面的距离H.探究未知.气体实验定律有一左端封闭、右端开口并朝下的U型玻璃管,用r—T1C])两段水银柱密封了两部分理想气体A和B如图甲所示,上部水银柱两侧I.|||液面差hi=15cm两部分气体之间的水银柱高度h2=5cm气柱A的长度«M1*11HLi=
7.5cm气柱B的长度L2=20cnic大气压强Po=75cmHg;现将U型H管缓慢翻转至开口向上并轻弹玻璃管让两部分气体合并至封闭端顶部,如.IIIIH图乙所示,若环境温度保持不变,求合并后气柱的总长度L乙.气缸应用圆筒形气缸平放在水平面上,A、B为两个可以无摩擦滑动|1n®J]的活塞,B活塞质量为mA活塞的质量及厚度都可不计.B活塞用一根手人4轻弹簧与气缸底相连,a、b为气缸侧壁上的两个小孔,与外界相通,两小卜17孔及两活塞静止时的位置如图所示.先用一根细管(细管容积不计)把a、/Jb两孔连通,然后把气缸直立起来,并在A活塞上压一个质量也是m的祛L-『it一k码C则B活塞下L/6A活塞下降了L/3恰好挡住a孔,如图乙所示.现在A活塞上再加一个与C相同的祛码D求A、B两活塞最后静止时的位置.(设温度始终保持不变)
3.热力学定律在一个恒定标准大气压P=
1.0x|()5pa下,水在沸腾时,年的水由液态变成同温度的气态,其体枳由I.Ocn9变为1701cm
3.已知水的汽化热为L=2264J/g.则体积膨胀时气体对外做的功为;气体吸收的热量为:气体的内能变化量为o应用一两端开口的U型管如图竖直放置,从管口A灌入较少的水银,从管口B灌入较多的水银,且均有部分水根进入水平管,在管底部封闭了一段空气柱,则以上的说法中,正确的是()A.管两边的水银注高度一定相等B.若气温升高,则只有A管水银柱将上升C.A段水银全部进入竖管后,继续升高气温,B管处水银不会继续上升D.当A段水银全部进入竖管后,继续升高气温,管两边的水银柱仍将继续一起上升
2、“用DIS研究在温度不变时,一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示小张同学某次实验中作出的P-歹图线如图所示,关于图线弯曲的可能原因,下列说法第误的是(A.压强传感器与注射器的连接处漏气B.未在注射器活塞上涂润滑油C.未考虑注射器与压强传感器连接部位的气体体积D.实验过程中用手握住了注射器前端【答案】D【解析】_1_ABC.当增大时,V减小,〃增加的程度不是线性关系,当斜率减小,压强增加程度减小,导致这•现象的原因是注射器存在漏气现象,为在注射器活塞上涂润滑油会导致漏气,当压强增加后,连接部分的气体体积也减小,但连接部分体枳未变,则注射器中一小部分气体进入连接部分,也相当于注射器漏气,故ABC正确,不符合题意;D.实验过程中用手握住注射器前端,会导致注射器中气体温度升高,则图像的斜率会增大,故D错误,符合题意故选D肺活量vitalcapacityVC是指一次尽力吸气后,再尽力呼出的气体总量常用作评价人体素质的指标肺活量体重指数是人体自身的肺活量与体重的比值,在有氧代谢项目运动员的选材和学生的体质综合评价中有一定参考作用_肺活量肺活量体重指数体重单位为mL/kg°如图是测量肺活量的一种方法,A为一端开口的薄壁圆筒,测量前充满水,再倒扣在水中测量时,被测者尽力吸气,再通过8尽量呼出气体,呼出的气体通过软管进入A内,A向上浮起已知圆筒A质量为m=600g圆筒A底面积为Si=200cm2圆筒A下方水槽底面积为52=400cm%呼气时,圆筒不会脱离水面已知大气压强Po=l.O13xlO5Pa水的密度°=lg/cm3常数g取[ON/kg
(1)求圆筒底浮出水面的高度为月=155时,圆筒内空气的压强是多少?
(2)若某初中毕业男生体重为50kg肺活量体重指数为76mL/kg求测试时,圆筒底浮出水面的高度;
(3)圆筒由
(1)问到
(2)问的过程,水对槽底压强的变化量」人。