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理想气体循环过程中的热、功分析

2017-12-13海南陶艳红

教学考试(高考物理) 2017年6期

海南 陶艳红

(作者单位:海南省陵水县中央民族大学附属中学海南陵水分校)

理论自然科学的最终目标,就是去发现自然现象的最后和不再变化的原因——亥姆霍兹。

理想气体循环过程中的热、功分析

气体状态参量p、V、T是气体热现象的宏观表现,理想气体不计分子势能,内能只包含分子动能,因此对于理想气体而言温度可看作内能的标志。由热力学第一定律ΔU=Q+W,内能的改变有做功和热传递两种方式,气体体积膨胀则对外做功有助于内能减少,吸收热量有助于内能增加,温度升高。

理想气体实验定律和热力学定律结合起来考查是选修3-3的重难点。新课标实施以来,高考物理试题逐步倾向于考查学生的学科素养,注重考查学科基础知识、学科思维能力和对数学工具的合理应用。物理现象、规律通过数学图象表现出来变得简洁明了,因此图象考查在高考物理中显得越发重要,选修3-3中,气体状态变化图(p-V、p-T、V-T)上可以同时考查气体实验定律和热力学定律,因此既是重点也是难点,尤其是近年来,更接近生产、生活实际的循环过程从大学课本走进高考。

表1 近年高考试题中选修3-3理想气体状态图

【例1】(2014·全国卷Ⅰ)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其p-T图象如图1所示。下列判断正确的是

( )

A.过程ab中气体一定吸热

B.过程bc中气体既不吸热也不放热

C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热

D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最……

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