60课时学完高中物理讲义18-30

故用户得到的电压U用?U?U损?120V 用户得到的功率P用?P?P损?2.4?104W （2）用高压输电先用升压变压器，由

'损'2U1n1n10?有：U'?2U??220V?2200V U2n2n11P24.4?1042则损失功率P?IR?(')R?()?0.5W?200W

2200UP'电压损失U损?I'R?'?R?10V

U'?2190V 那么，加到降压变压器上的U3?U'?U损由

U3n3n1?有U4?4U3??2190V?219V U4n4n310''?P?P损?4.38?104W 用户得到的功率P用 讲述高端的，真正的物理学 高一·30次课学完高中物理·第18讲·教师版

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第21讲 热力学

例题精讲

【例1】

＜解析＞ 热力学第一定律表达式：?U?W?Q

（1）?U为内能变化量，?U?U末?U初，?U?0，内能增加；?U?0，内能减少. （2）外界对物体做正功，W为正值；外界对物体做负功，W为负值. （3）物体吸收热量，Q为正值；物体放出热量，Q为负值.

＜答案＞ C

【例2】 ＜答案＞ C 【例3】

＜解析＞ 由已知标准大气压p可求出地球表面大气的质量，即p?

Fmgmg??2，SS4πR62p?4πR21.0?105?4π?(6.4?10)m?3m??kg?5?1018kg，V??22.4?103m?g10M8?4110. 3m＜答案＞ B 【例4】

＜解析＞ （1）由p0?mgmg得 ?S4πR22m?4πRp0?g4?3.14??6.4?106??1?10629.8kg?5.2?1018kg

m5.2?1018空气分子数为n?NA??6?1023?1?1044个 ?2M2.9?10（2）不同液体的密度是不同的，水银为13.6?103kg/m3，水为1.0?103kg/m3，酒精为

0.8?103kg/m3，可看出液体密度的数量级为103kg/m3.用水的密度来代表液化空气的

密度，则

5.2?10183m?5.2?1015m3 液化空气的体积V??3?10m设大气变为液体分布在地球表面，半径增加y，则有

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443π?R?y??πR3?V 3333R2y?3Ry2?y3?V

4π考虑到y远小于R，忽略y的二次项和三次项，得 V5.2?1015y??m?10m

4πR24?3.14??6.4?106?2

＜答案＞ （1）1?1044个 （2）10m 【例5】

＜解析＞ 因分子力的作用范围在10?10m数量级，阻止玻璃板拉出水面的分子力主要来自玻璃板的下

表面玻璃分子与水分子间的相互吸引力，也可以近似的认为等于水分子间的吸引力，所以只要将对玻璃板的拉力分摊到每一个水分子上，当拉力超过了总的分子间的引力时，玻璃板就被拉出水面．

水的摩尔质量是18?10?3kg/mol．

M18?10?3它的体积为V??m3?2.99?10?29m3 323?NA1.0?10?6.02?10?296V6?2.99?103?m=3.85?10?10m 水分子直径D?3π3.14πD2分子球的最大面积S??1.16?10?19m

4因为玻璃板的面积S??0.01m2，所以玻璃板下面的水分子数为

S?0.01个?8.62?1016个 N???19S1.16?10F?mg10.8?0.3?9.8所以每个水分子间的最大吸引力为F分??N=9.1?10?17N 16N8.62?10 【例6】 ＜答案＞ A

【例7】

m?V1?103?1?10?6＜解析＞ 1cm水中的分子个数为n?NA?NA??6.02?1023?3.3?1022个 ?3M0M018?103V4?d?设相邻两个水分子间距为d，视水分子为球形，则?π??

n3?2?6V36?1?10?6?m?3.9?10?10m 所以d?22πn3.14?3.3?10331cm3的水蒸气中含有的分子个数

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V1?10?6n??NA??6.02?1023?2.7?1019个 ?3?322.4?1022.4?10设相邻水蒸气分子间距为d?，视水蒸气分子所占据的空间为正方体，则d?3?V31?10?6d????3.3?10?9m 19n?2.7?103V，故 n?＜答案＞ 水：3.3?1022个，3.9?10?10m. 水蒸气：2.7?1019个，3.3?10?9m

【例8】

＜解析＞ 在阳光下曝晒时吸收热量，使温度升高，车胎内气体压强增大，当超过外胎能够承受的最

大压强时就会“爆胎”.

＜答案＞ A

【例9】

πd2mg＜解析＞ 锅内气体的最大压强为：p?p0?，m?0.1k，gS??7.1?10?6m2

4S0.1?9.8??5取p0?105Pa，解得p??105?Pa?2.4?10Pa ??67.1?10??1.4?105压强变化?p?p?p0?1.4?10Pa，故水的沸点增加?t??1℃?39℃

3.6?103锅内的最高温度可达139℃.

55＜答案＞ 2.4，?10Pa139℃

【例10】

＜解析＞ 本题用p?T图象表示气体的状态变化过程. ab段是等容过程，A错. 连接Ob、Oc和Od，

则Oba、Oc、Od都是定质量理想气体的等容线，比较这几条图线的斜率，可得Va?Vb?Vd?Vc，同理可判断bc、cd、da线段上各点所表示的状态的体积大小关系.

＜答案＞ BCD

【例11】

＜解析＞ 气体体积增大，气体对外界做功. 气缸壁的导热性能很好，气体总与外界保持相同温度，气

体分子的平均动能不变. 因体积增大，单位体积内的分子数减小，且T不变，所以气体压强减小.

＜答案＞ BD

＜点评＞ 利用单缸或双缸等器件考查对三个状态参量关系的理解，从内能、吸热、做功等角度考查

综合运用知识的能力.

【例12】

＜解析＞ a气体受热膨胀，通过活塞压缩气体b，对b做功，由热力学第一定律知，b内能增加，温

度升高，则b气体压强增大，最终达到平衡时，a气体和b气体压强相等，由于a气体体积变大，所以a气体的温度高于b气体的温度.

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