2020版物理新增分大一轮人教通用版讲义：第十三章热学第2讲

第2讲　固体、液体和气体

一、固体和液体
1.固体
(1)固体分为晶体和非晶体两类.石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是晶体.玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体.
(2)单晶体具有规则的几何形状，多晶体和非晶体没有规则的几何形状；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点.
(3)有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象称为各向异性.非晶体和多晶体在各个方向的物理性质都是一样的，这叫做各向同性.
2.液体
(1)液体的表面张力
①作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势.
②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直.
(2)毛细现象：指浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，毛细管越细，毛细现象越明显.
3.液晶
(1)具有液体的流动性.
(2)具有晶体的光学各向异性.
(3)从某个方向看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的.
自测1　(多选)下列现象中，主要是液体表面张力作用的是(　　)
A.水黾可以停在水面上
B.小木船漂浮在水面上
C.荷叶上的小水珠呈球形
D.慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不会流下来
答案　ACD
二、饱和汽、饱和汽压和相对湿度
1.饱和汽与未饱和汽
(1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽.
(2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽.
2.饱和汽压
(1)定义：饱和汽所具有的压强.
(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关.
3.相对湿度
空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比.
即：相对湿度＝.
自测2　(多选)干湿泡温度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大，表示(　　)
A.空气的绝对湿度越大
B.空气的相对湿度越小
C.空气中的水蒸气的实际压强离饱和程度越近
D.空气中的水蒸气的绝对湿度离饱和程度越远
答案　BD
解析　示数差距越大，说明湿泡的蒸发非常快，空气的相对湿度越小，即水蒸气的实际压强、绝对湿度离饱和程度越远，故B、D正确，A、C错误.
三、气体
1.气体压强
(1)产生的原因
由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强.
(2)决定因素
①宏观上：决定于气体的温度和体积.
②微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度.
2.理想气体
(1)宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体.
(2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能.
3.气体实验定律

玻意耳定律
查理定律
盖—吕萨克定律
内容
一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比
一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比
一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比
表
达
式
p1V1＝p2V2
＝或
＝
＝或
＝
图象




4.理想气体的状态方程
一定质量的理想气体的状态方程：＝或＝C.
自测3　对一定质量的气体来说，下列几点能做到的是(　　)
A.保持压强和体积不变而改变它的温度
B.保持压强不变，同时升高温度并减小体积
C.保持温度不变，同时增加体积并减小压强
D.保持体积不变，同时增加压强并降低温度
答案　C

命题点一　固体和液体性质的理解
1.晶体和非晶体
(1)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性；
(2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体；
(3)只要具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体；
(4)单晶体具有天然规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有天然规则的几何外形，所以不能从形状上区分晶体与非晶体；
(5)晶体和非晶体不是绝对的，在某些条件下可以相互转化；
(6)液晶既不是晶体也不是液体.
2.液体表面张力
(1)形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力；
(2)表面特征：表面层中分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层张紧的弹性薄膜；
(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线；
(4)表面张力的效果：使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小.
例1　(多选)(2018·河北省衡水金卷模拟一)下列说法正确的是(　　)
A.在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关
B.脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液
C.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
D.在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用
E.在一定温度下，当人们感到潮湿时，水蒸发慢，空气的绝对湿度一定较大
答案　ABD
解析　在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，选项A正确；脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，选项B正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片的物理性质具有各向异性，云母片是单晶体，选项C错误；在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用，选项D正确；在一定温度下，空气的相对湿度越大，水蒸发越慢，人就感到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故E错误.
变式1　(多选)(2018·河北省承德市联校期末)下列说法正确的是(　　)
A.晶体有固定的熔点
B.液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性
C.物体吸收热量后，其温度一定升高
D.给自行车打气时气筒压下后反弹，是分子斥力造成的
E.雨水没有透过布质雨伞是因为液体表面张力的存在
答案　ABE
解析　晶体区别于非晶体的是晶体有固定的熔点，故A正确；液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性，故B正确；物体吸收热量的同时，可能还对外做功，其温度不一定升高，故C错误；给自行车打气时气筒压下后反弹，是由于气体压强的原因，不是分子作用力的作用，故D错误；雨水没有透过布质雨伞是因为液体表面存在张力，从而不会透过雨伞，故E正确.
变式2　(多选)(2018·山东省青岛二中第二学段模考)下列说法正确的是(　　)
A.水的饱和汽压随温度的升高而增大
B.浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现
C.一定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能
D.气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的
E.一些昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力的缘故
答案　ACE
解析　饱和汽压与液体种类和温度有关，温度越高，饱和汽压越大，故A正确；浸润与不浸润均是分子作用的表现，是由于液体的表面层与固体表面的分子之间相互作用的结果，故B错误；由于水结冰要放热，故一定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能，故C正确；气体的压强是由气体分子对容器壁的频繁碰撞引起，与分子数密度和分子平均动能有关，故D错误；小昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力的缘故，故E正确.
变式3　(多选)(2018·河南省濮阳市第三次模拟)关于固体、液体和物态变化，下列说法正确的是(　　)
A.当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B.当分子间距离增大时，分子间的引力减小、斥力增大
C.一定质量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度升高而减少
D.水的饱和汽压随温度的升高而增大
E.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
答案　CDE
解析　在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水蒸发越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故A错误；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故B错误；温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积的平均碰撞次数必减少，故C正确；饱和汽压与液体种类和温度有关，水的饱和汽压随温度的升高而增大，故D正确；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故E正确.
命题点二　气体压强求解的“两类模型”
1.活塞模型
如图1所示是最常见的封闭气体的两种方式.

图1
对“活塞模型”类求压强的问题，其基本的方法就是先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程.图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0.由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg＝pS.
则气体的压强为p＝p0＋.
图乙中的液柱也可以看成一“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg＝p0S.
则气体压强为p＝p0－＝p0－ρ液gh.
2.连通器模型
如图2所示，U形管竖直放置.根据帕斯卡定律可知，同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来.则有pB＋ρgh2＝pA.

图2
而pA＝p0＋ρgh1，
所以气体B的压强为
pB＝p0＋ρg(h1－h2).
例2　汽缸的横截面积为S，质量为m的梯形活塞上面是水平的，下面与右侧竖直方向的夹角为α，如图3所示，当活塞上放质量为M的重物时处于静止状态.设外部大气压强为p0，若活塞与缸壁之间无摩擦.重力加速度为g，求汽缸中气体的压强.

图3
答案　p0＋
解析　对活塞进行受力分析，如图所示

由平衡条件得p气S′＝
又因为S′＝
所以p气＝＝p0＋.
变式4　如图4中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下.两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压强为p0，重力加速度为g，求封闭气体A、B的压强各多大？

图4
答案　p0＋　p0－
解析　题图甲中选活塞为研究对象，受力分析如图(a)所示，由平衡条件知pAS＝p0S＋mg，
得pA＝p0＋
题图乙中选汽缸为研究对象，受力分析如图(b)所示，由平衡条件知p0S＝pBS＋Mg，
得pB＝p0－.

例3　若已知大气压强为p0，图5中各装置均处于静止状态，液体密度均为ρ，重力加速度为g，求各被封闭气体的压强.

图5
答案　甲：p0－ρgh　乙：p0－ρgh　丙：p0－ρgh
丁：p0＋ρgh1
解析　题图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由平衡条件知p甲S＋ρghS＝p0S
所以p甲＝p0－ρgh
题图乙中，以B液面为研究对象，由平衡条件知
pAS＋ρghS＝p0S
p乙＝pA＝p0－ρgh
题图丙中，以B液面为研究对象，由平衡条件有
pA′S＋ρghsin 60°·S＝p0S
所以p丙＝pA′＝p0－ρgh
题图丁中，以A液面为研究对象，由平衡条件得
p丁S＝(p0＋ρgh1)S
所以p丁＝p0＋ρgh1.
变式5　竖直平面内有如图6所示的均匀玻璃管，内用两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示，大气压强为p0，重力加速度为g，求空气柱a、b的压强各多大.

图6
答案　pa＝p0＋ρg(h2－h1－h3)　pb＝p0＋ρg(h2－h1)
解析　从开口端开始计算，右端大气压强为p0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b气柱的压强为pb＝p0＋ρg(h2－h1)，而a气柱的压强为pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h1－h3).
命题点三　气体状态变化的图象问题
1.四种图象的比较
类别
特点(其中C为常量)
举例
p－V
pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远

p－
p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高

p－T
p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小

V－T
V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小


2.分析技巧
利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析不同温度的两条等温线、不同体积的两条等容线、不同压强的两条等压线的关系.
例如：(1)在图7甲中，V1对应虚线为等容线，A、B分别是虚线与T2、T1两线的交点，可以认为从B状态通过等容升压到A状态，温度必然升高，所以T2>T1.
(2)如图乙所示，A、B两点的温度相等，从B状态到A状态压强增大，体积一定减小，所以V2
图7
例4　(多选)(2018·湖北省十堰市调研)热学中有很多图象，对图8中一定质量的理想气体图象的分析，正确的是(　　)



图8
A.甲图中理想气体的体积一定不变
B.乙图中理想气体的温度一定不变
C.丙图中理想气体的压强一定不变
D.丁图中理想气体从P到Q，可能经过了温度先降低后升高的过程
E.戊图中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度
答案　ACE
解析　由理想气体方程＝C可知，A、C正确；若温度不变，p－V图象应该是双曲线的一支，题图乙不一定是双曲线的一支，故B错误；题图丁中理想气体从P到Q，经过了温度先升高后降低的过程，D错误；温度升高分子平均动能增大，分子平均速率增大，所以题图戊中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度，E正确.
变式6　(2018·辽宁省大连市第二次模拟)一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图9所示的p－V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为TA＝300 K，求：

图9
(1)气体在状态C时温度TC；
(2)若气体在A→B过程中吸热1 000 J，则在A→B过程中气体内能如何变化？变化了多少？
答案　(1)375 K　(2)气体内能增加　增加了400 J
解析　(1)D→A为等温线，则TA＝TD＝300 K，C到D过程由盖－吕萨克定律得：＝
所以TC＝375 K
(2)A→B过程压强不变，
W＝－pΔV＝－2×105×3×10－3 J＝－600 J
由热力学第一定律，得：
ΔU＝Q＋W＝1 000 J－600 J＝400 J
则气体内能增加，增加了400 J.
命题点四　气体实验定律的微观解释
例5　(多选)一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为(　　)
A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
C.气体分子的总数增加
D.单位体积内的分子数目增加
答案　BD
解析　理想气体经等温压缩，体积减小，单位体积内的分子数目增加，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，压强增大，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正确，A、C错误.
变式7　(多选)对于一定质量的理想气体，当压强和体积发生变化时，以下说法正确的是(　　)
A.压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变
B.压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小
C.压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变
D.压强减小，体积增大时，其分子平均动能可能增大
答案　AD


1.(多选)(2018·广西桂林市、贺州市期末联考)下列说法正确的是(　　)
A.某气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体单位体积内的分子数为
B.气体如果失去了容器的约束会散开，这是因为气体分子热运动的结果
C.改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终可能实现内能完全转化为机械能
D.生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
E.单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
答案　ABD
解析　某气体的摩尔质量为M，分子质量为m，则1摩尔气体的分子数为，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体单位体积内的分子数为，选项A正确；气体如果失去了容器的约束会散开，这是因为气体分子热运动的结果，选项B正确；根据热力学第二定律，热机的效率不可能达到100%，则即使改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终也不可能实现内能完全转化为机械能，选项C错误；生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，选项D正确；单晶体和多晶体都具有固定的熔点，选项E错误.
2.(多选)(2019·广东省汕头市质检)下列说法中正确的是(　　)
A.相对湿度和绝对湿度的单位相同
B.多晶体有固定的熔点，没有各向异性的特征
C.根据＝恒量，可知液体的饱和汽压与温度和体积有关
D.在分子间的距离r＝r0时，分子间的引力和斥力都不为零但大小相等，分子势能最小
E.液体表面张力使液面具有收缩趋势，因为在液体表面层内分子间的作用力表现为引力
答案　BDE
解析　绝对湿度指大气中水蒸气的实际压强，空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示，单位是Pa，而空气的相对湿度是空气中水蒸气的绝对湿度与同温度水的饱和汽压的比值，所以空气的相对湿度没有单位，故A错误；多晶体有固定的熔点，没有各向异性的特征，选项B正确；同一种液体的饱和汽压仅仅与温度有关，与体积无关，故C错误；在分子间的距离r＝r0时，分子间的引力和斥力都不为零但大小相等，合力为零，分子势能最小，选项D正确；液体表面张力使液面具有收缩趋势，因为在液体表面层内分子间的作用力表现为引力，选项E正确.
3.(多选)(2018·安徽省芜湖市上学期期末)下列说法中正确的是(　　)
A.布朗运动是液体分子的运动，人的眼睛可以直接观察到
B.从屋檐上做自由落体运动的小水滴呈球形，是由于液体表面张力的作用
C.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点
D.当两分子间距离大于平衡位置的间距时，分子间的距离越大，分子势能越小
E.一定温度下，水的饱和汽的压强是定值
答案　BCE
解析　布朗运动不是液体分子的无规则运动，是悬浮在液体中的固体颗粒做的无规则运动，A错误；小水滴与空气接触的表面层中的分子分布较内部稀疏，分子间距大于分子力平衡时的距离r0，所以分子间的相互作用表现为引力，从而使小水滴表面各部分之间存在相互吸引的力，即表面张力，小水滴表面层在液体表面张力的作用下呈球形，B正确；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，C正确；当两分子间距离大于平衡位置的间距时，分子间存在引力，随着距离的增大，需要克服引力做功，故分子势能增大，D错误；液体的饱和汽压只与温度和液体种类有关，在一定温度下，水的饱和汽的压强是一定的，故E正确.
4.(多选)(2018·山东省临沂市上学期期末)下列说法正确的是(　　)
A.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
B.温度越高，水的饱和汽压越大
C.扩散现象是不同物质间的一种化学反应
D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E.当两薄玻璃板夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于大气压强的作用
答案　ABD
解析　同种元素构成的固体可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，故A正确；水的饱和汽压只与温度有关，温度越高，水的饱和汽压越大，故B正确；扩散现象不是物质间的一种化学反应，故C错误；“热量不可能自发地从低温物体传给高温物体”是符合热力学第二定律中关于“热传导是有方向的”规律的，故D正确；当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水和玻璃板间存在引力，不是由于大气压强的作用，故E错误.
5.(多选)(2018·河南省商丘市上学期期末)下列说法正确的是(　　)
A.自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C.水的饱和汽压会随着温度的升高而减小
D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小
E.一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增多
答案　ABE
解析　自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故A正确；液体表面张力产生的原因是，液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，所以叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B正确；水的饱和汽压会随着温度的升高而增大，故C错误；两分子间距大于r0时，分子间表现为引力，则分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大，故D错误；一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，气体分子的平均动能增大，单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增多，故E正确.
6.(多选)(2018·河北省唐山市上学期期末)大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体，这些晶体不仅美丽，而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿百态；高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成的；关于晶体与非晶体，正确的说法是(　　)
A.固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的
B.多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状
C.晶体沿不同的方向的导热或导电性能相同，但沿不同方向的光学性质一定相同
D.单晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
E.有的物质在不同条件下能够生成不同晶体，是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布
答案　BDE
解析　固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体不是绝对的，是可以相互转化的，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体.把晶体硫加热熔化(温度超过300 ℃)再倒进冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，所以选项A错误；多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状，选项B正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体沿不同的方向的导热或导电性能不相同，沿不同方向的光学性质也不相同，选项C错误；单晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，选项D正确；有的物质在不同条件下能够生成不同晶体，是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，选项E正确.
7.(多选)(2018·广东省潮州市下学期综合测试)以下说法正确的是(　　)
A.太空中水滴呈现完美球形是由于液体表面张力的作用
B.晶体的各向异性是指沿不同方向其物理性质不同
C.空气中PM2.5的运动属于分子热运动
D.气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的
E.恒温水池中，小气泡由底部缓慢上升过程中，气泡中的理想气体内能不变，对外做功，吸收热量
答案　ABE
解析　太空中水滴呈现完美球形是由于液体表面张力的作用，故A正确；晶体的各向异性是指沿不同方向其物理性质不同，故B正确；PM2.5的运动属于固体颗粒的运动，不是分子的热运动，故C错误；气体的压强是由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的，不是由于气体分子间的相互排斥而产生的，故D错误；小气泡缓慢上升的过程中，外部的压强逐渐减小，气泡膨胀对外做功，由于外部恒温，可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，则内能不变，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，气泡内能不变，同时对外做功，所以必须从外界吸收热量，故E正确.

8.(多选)(2018·安徽省皖南八校第二次联考)下列说法正确的是(　　)
A.不同温度下，空气的绝对湿度不同，而相对湿度相同
B.一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度可能增大
C.在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力可能增加也可能减小
D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
答案　BCD
解析　不同温度下，饱和汽压不同，空气的绝对湿度不同，则相对湿度不一定相同，故A错误； 饱和汽压与温度有关，控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则饱和汽压增大，达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，故B正确；分子间距离小于r0时，在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力减小，分子间距离大于r0时，在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力先增大后减小，故C正确； 根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D正确；气体的温度升高时，虽然分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，但单位时间内撞击的个数不一定增加，气体的压强不一定增大，故E错误.
9.(多选)(2018·安徽省皖北协作区联考)下列说法正确的是(　　)
A.气体扩散现象表明气体分子间存在斥力
B.液晶具有流动性，光学性质具有各向异性
C.热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体
D.机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能
E.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力
答案　BCE
解析　气体扩散现象说明气体分子在做无规则运动，不能说明分子间存在斥力，故A错误；液晶具有流动性，其光学性质具有各向异性，故B正确；热量总是自发的从温度高的物体传递到温度低的物体，而温度是分子平均动能的标志，故热量总是自发的从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体，故C正确；机械能可以全部转化为内能，根据热力学第二定律可知在外界的作用下，内能也可以全部转化为机械能，故D错误；液体内部分子间的距离近似为平衡距离r0，液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间表现为引力，所以液体表面存在表面张力，故E正确.
10.(多选)(2018·河南省中原名校第四次模拟)下列说法正确的是(　　)
A.物体从外界吸收热量的同时，物体的内能可能在减小
B.当r C.水黾(一种小型水生昆虫)能够停留在水面上而不陷入水中是由于液体表面张力的缘故
D.第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能
E.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而使气体的压强一定增大
答案　ABC
解析　改变内能的方式有做功和热传递，由公式ΔU＝Q＋W知，若物体吸收了热量的同时还对外界做功，如果对外做功大于吸收的热量，物体的内能减小，故A正确；当分子间的距离小于r0时，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化快，分子间相互作用力的合力表现为斥力，故B正确；液体表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力.这个引力即为表面张力，正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能在水面上行走自如，故C正确；机械能可以全部转化为内能，在引起其他变化时，内能可以全部转化为机械能，故D错误；气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，由于不知体积的变化，气体的压强变化无法确定，故E错误.
11.(多选)(2018·河南省洛阳市尖子生第二次联考)下列说法正确的是(　　)
A.当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B.气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
C.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
D.在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性
E.悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越少，布朗运动越不明显
答案　BCD
解析　人感到潮湿时，是因为空气中的相对湿度较大，故A错误；气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，选项B正确；根据热力学第二定律可知，能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，选项C正确；在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，选项D正确；悬浮微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，受力越不平衡，布朗运动越明显，故E错误.
12.(2018·甘肃省兰州市三诊)一定质量的理想气体经历了如图1所示的状态变化，问：

图1
(1)已知从A到B的过程中，气体的内能减少了300 J，则从A到B气体吸收或放出的热量是多少；
(2)试判断气体在状态B、C的温度是否相同.如果知道气体在状态C时的温度TC＝300 K，则气体在状态A时的温度为多少.
答案　见解析
解析　(1)从A到B，外界对气体做功，
有W＝pΔV＝15×104×(8－2)×10－3J＝900 J
根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q
Q＝ΔU－W＝－1 200 J，气体放出热量1 200 J
(2)由题图可知pBVB＝pCVC，故TB＝TC
根据理想气体状态方程有＝
代入题图中数据可得：TA＝1 200 K.
13.(2018·广东省汕头市第二次模拟)如图2甲所示，一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞质量m＝1 kg、横截面积S＝5×10－4 m2，原来活塞处于A位置.现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达新的位置B，在此过程中，缸内气体的V－T图象如图乙所示，已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度g＝10 m/s2.

图2
(1)求缸内气体的压强和活塞到达位置B时缸内气体的体积；
(2)若缸内气体原来的内能U0＝72 J，且气体内能与热力学温度成正比.求缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量.
答案　(1)1.2×105 Pa　6×10－4m3　(2)60 J
解析　(1)活塞从A位置缓慢到B位置，活塞受力平衡，气体为等压变化，以活塞为研究对象：pS＝p0S＋mg
解得：p＝p0＋＝1.2×105 Pa
由盖－吕萨克定律有：＝，
解得：VB＝＝6×10－4 m3
(2)由气体的内能与热力学温度成正比：＝，解得：UB＝108 J
外界对气体做功：W＝－p(VB－VA)＝－24 J
由热力学第一定律：ΔU＝UB－U0＝Q＋W
得气体变化过程中从电热丝吸收的总热量为Q＝60 J.