《热学》解题方法和技巧.doc

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1、《热学》解题方法和技巧目的：通过对典型例题的分析了解掌握热学解题基本方法和技巧重点：掌握热学解题基本方法和技巧课时：2学时教学过程：一、“标态法”估算分子数目例1．一个容积为11.2×10-3m3真空系统已抽到1.0×10-5mmHg的真空度。为了提高真空度，将它放在300℃的烘箱中烘烤，使器壁释放出所吸附的气体分子，如果烘烤后压强变为1.333Pa。问器壁原来吸附了多少气体分子？解：开始时容器内气体压强为P1=1.0×10-5mmHg=1.3×10-3pa<<1.333Pa,可忽略容器内原来的气体分子数。烘烤后所吸附的气体分子跑到容器内，使压强变为P1’=1.333Pa。又，

2、∴二、“假设法”求解热学问题1、假设法求解系统温度变化时，水银柱移动问题。⑴系统各部分温度相等时例2．如图1所示，在两端封闭，内径均匀的玻璃管中，有一长为ｌcm的水银柱，在水银柱的两侧各封闭着一部分气体，当玻璃管倾斜放置，环境温度均匀时，水银柱静止于某处。问当环境温度均匀降低时，水银柱向何方移动？解：设上、下两部分各自经等容变化，则对上部分：；对下部分：；∵，∴，即水银柱将向下移动。例3．如图2所示，两端封闭的均匀细玻璃管，管内有两部分气体A和B，中间用一段水银柱隔开，A的体积大于B的体积。现将长时间倾置于热水容器中的玻璃管移到空气中后水平放置，问管内水银柱将如何移动？解：假设

3、玻璃管在热水中由倾斜位置变为水平位置，水银柱将向B端移动。再由热水中水平位置移到空气中水平位置，水银柱静止不动。所以玻璃管由热水中倾斜位置移到空气中水平位置的过程中，水银柱向B端移动。例4．如图3所示，甲、乙分别为两端封闭的U型管，内有水银柱，水银柱面高度差为ｈ，当两边气体温度同时升高时，ｈ将：[B]A、甲减小，乙增大；B、甲增大，乙减小；C、甲增大，乙增大；D、甲减小，乙减小。解：∵温度升高时，水银柱将向初态压强小的气体移动，∴甲图中水银柱向A移动，乙图中水银柱向B移动。⑵系统各部分温度不相等而压强相等时例5．如图4所示，在两端封闭，粗细均匀的玻璃管内，置有长度为20cm的水

4、银柱，当玻璃管水平放置时，水银柱恰好在管的中央，两端长均为20cm，此时A、B两边的初温分别为27℃和77℃，如果两边均升高40℃，则水银柱：[A]A、向右移动；B、向左移动；C、保持静止；D无法判断运动与否。解：设左、右两部分各自经等容变化，则对左部分：；对右部分：；∵，∴，即水银柱将向右移动。２、假设法求解活塞移动问题。例6．如图5所示，A、B是装有理想气体的气缸,它们的横截面积之比为SA:SB=1:5,活塞E可以在水平方向无摩擦左右滑动,区域C始终与大气相通,设外界压强为1atm。当整个装置保持某一温度时,气缸A中的气体压强是6atm,活塞静止。当气缸A和B的温度同时由原

5、来的温度升高到某一温度(区域C内的温度不变)。则：[AC]A、升温前，气缸B内的气体的压强为2atm；B、升温前，气缸A、B内气体体积之比为1∶3；C、开始升温，活塞要向气缸A的方向移动；D、升温后，活塞的移动方向是恒定的。解：⑴升温前，对活塞：PBSB=PASA+P0(SB-SA)∴PB=2atm,即A正确；⑵升温前：VA:VB=LASA：LBSB，不能确定(∵LA和LB的关系未知)；⑶升温时：；(均设为等容),∴,故活塞向A方向移动，即C正确；⑷升温后，活塞向A移动，F合=ΔPASA-ΔPBSB变小,即，活塞先向A做ａ变小的加速运动后做ａ变大的减速运动，当速度为零时开始反向

6、运动。故活塞作往复运动。３．假设法求解系统移动问题例7．两容器A和B之间有一硬管相通，放在光滑的水平面上，A内充有高压气体，B内为真空。如图6所示，若打开阈门K，使气体沿管由A喷入B，在这个过程中容器将：[B]A、向右移动；B、向左移动；C、保持静止；D无法判断运动与否。解：假设沿管有如图５所示的虚线，则A、B两容器上、下两圆弧受力一定各自为零。在K打开时，∵PA>PB,∴PAS1>PBS2，即气体对容器的合力向左，故B正确。三、“密度法”求解变质量问题例8．在一根一端封闭的均匀直玻璃管中，有一段5cm长的水银柱，把质量为m的空气封闭在玻璃管内，当玻璃管水平放置时，管内的空气柱

7、的长度为14cm。现缓慢地摇动玻璃管，让一定质量的空气进入封闭在管内的空气柱中，最后当玻璃管处在竖直位置且开口向下时，空气柱的长度为16.5cm。设在整个过程中温度保持不变，大气压强为75cmHg。求后来进入玻璃管内的空气的质量。解：设玻璃管在水平位置进入空气后气柱增长ΔL，则：75×(14+ΔL)S=(75-5)×16.5S∴ΔL=1.4cm。由知，后来进入的空气与原来封闭在管内的空气密度相同。∴。四、“受力分析法”求解热学问题１．“受力分析法”求解系统运动状态改变时的水银柱移动问题例9．