2025届高考物理二轮复习热点题型解析——热力学计算题(解析版).pdf
计算1热力学计算题
考点内容考情分析
考向一玻璃管-液柱模型计算题主要考察理想气体状态方程,求解气体压强是解
考向二活塞-汽缸模型题关键,通常分析活塞或汽缸的受力,应用平衡条件或
考向三热力学第一定律与气体实验定牛顿第二定律求解。因此,该模块计算题很可能加入弹
律的综合应用簧、电子秤等受力情境。
考向四气体变质量问题
1.思想方法
一、以气体为研究对象
1.如果气体在单个汽缸中,需明确气体的变化过程,分析清楚气体初末状态,温度、压强、体积三
个物理量和初末状态之间的关系,再依据气体实验定律列出方程。
2.如果涉及两个或多个汽缸封闭着几部分气体,并且气体之间相互关联,解答时应分别研究各部分
气体,找出它们各自遵循的规律,并写出相应的方程,最后联立求解。
二、以活塞或液柱为研究对象
加速运动系统中封闭气体压强的求法
选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象,进行受力分析,利用牛顿第二定律列方程求解.
2.模型建构
一、气体压强的求法
1.平衡状态下气体压强的求法
(1)液片法:选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象,分析液片两侧受力情况,建立平衡方
程,消去面积,得到液片两侧压强相等方程,求得气体的压强.
(2)力平衡法:选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析,得到液柱(或活塞)的受力平
衡方程,求得气体的压强.
(3)等压面法:在连通器中,同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等.液体内深h处的总压强p
=p+ρgh,p为液面上方的压强.
00
例:求解下列气体压强
力平衡法:题图甲中,以高为h的液柱为研究对象,由平衡条件有pS+ρghSpS,所以pp-ρgh。
甲0甲0
液片法:题图乙中,以B液面为研究对象,由平衡条件有pS+ρghSpS,所以pp-ρgh
乙0乙0
3
液片法:题图丙中,以B液面为研究对象,由平衡条件有pS+ρghsin60°·SpS,所以pp-ρgh
丙0丙0
2
液片法:题图丁中,以A液面为研究对象,由平衡条件有pSpS+ρghS,所以pp+ρgh。
丁1丁01
等压面法:题图戊中,从开口端开始计算,右端大气压强为p,同种液体同一水平面上的压强相同,所以
0
b气柱的压强pp+ρg(h-h,),故a气柱的压强pp-ρghp+ρg(h-h-h)
b021ab30213
二、气体实验定律的应用
三、热力学第一定律的理解及应用
1.热力学第一定律的理解
不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的,而且给出了内能的变化量和做功与
热传递之间的定量关系.
2.对公式ΔU=Q+W符号的规定
符号WQΔU