（新课标）高考物理一轮复习 第十二章 热学 专题十三 热学热点题型的解题方法教案-人教版高三全册物理教案VIP免费

专题十三热学热点题型的解题方法突破多过程问题解题方法气体的变化过程有等温变化、等容变化和等压变化.所谓多过程问题指气体参与两种或多种变化过程，在每种变化过程中都有一个物理量保持不变.解决此类问题的关键是分清变化过程，找到不变量，再根据气体实验定律求解.考向1先等压变化后等容变化[典例1]如图所示，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m1＝2.50kg，横截面积为S1＝80.0cm2；小活塞的质量为m2＝1.50kg，横截面积为S2＝40.0cm2.两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l＝40.0cm；汽缸外大气的压强为p＝1.00×105Pa，温度为T＝303K.初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495K.现汽缸内气体温度缓慢降低，活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小取g＝10m/s2.求：(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强.[解题指导]解答本题需注意以下三点：(1)初始状态，气体的压强和体积分别是多少.(2)随着温度降低，活塞下移，气体压强如何变化.(3)大活塞与圆筒底部接触后，体积不变，温度再降低，压强减小.[解析](1)设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2.由题给条件得V1＝S2＋S1①V2＝S2l②在活塞缓慢下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得S1(p1－p)＝m1g＋m2g＋S2(p1－p)③故缸内气体的压强不变由盖—吕萨克定律有＝④联立①②④式并代入题给数据得T2＝330K.⑤(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变.设达到热平衡时被封闭气体的压强为p′，由查理定律，有＝⑥联立③⑤⑥式并代入题给数据得p′＝1.01×105Pa.[答案]330K(2)1.01×105Pa考向2先等温变化后等压变化[典例2](2017·湖北襄阳二联)如图所示，两个可导热的汽缸竖直放置，它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积).两汽缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，活塞与汽缸无摩擦.活塞的下方为理想气体，上方为真空.当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h.(已知m1＝2m，m2＝m)(1)在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假定环境温度始终保持为T0).(2)在达到第(1)问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到1.25T0，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？(假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到汽缸顶部).[解题指导]解答本题需注意以下三点：(1)两活塞面积的关系.(2)放上质量为m的物体后，两活塞的位置.(3)升高温度后，气体的压强变化情况.[解析](1)设左、右活塞的面积分别为S′和S，由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，即：＝由此得：S′＝2S在两个活塞上各放一质量为m的物块后，假设左、右两活塞仍没有碰到汽缸底部，由平衡条件有：p左＝，p右＝，p左