2020高考物理月刊专版 专题12 热学综合 专家预测4.doc

【高中物理 - 热学综合】 在高中物理的学习中，热学是一个重要的部分，主要研究物质的热性质、温度、热量以及能量转换等现象。本篇内容涉及了多个热学相关的知识点，包括气体的性质、能量守恒定律、热力学第一定律、第二定律以及理想气体状态方程的应用。 1. **气体的性质与热力学定律** - 热力学第一定律（能量守恒定律）指出，系统的内能变化等于外界对系统做的功和传入系统的热量之和。在问题1中，消防车胎内的气体因体积增大对外做正功，但温度不变，故内能不变，所以气体需要从外界吸收热量以保持能量平衡。 2. **热力学第二定律** - 第二定律阐述了能量转换的方向性和效率，例如热量总是自发地从高温区域流向低温区域。在问题2中，燃料燃烧将化学能转化为内能，这个过程是不可逆的，但内能在一定条件下可以转化为其他形式的能量，如机械能。 3. **气体的等温变化** - 在问题5中，研究了一定质量气体在温度不变时，压强与体积的关系，这符合玻意耳定律（PV=k，其中P是压强，V是体积，k是常数）。通过DIS实验装置，可以绘制V-1/p图像，得到理想气体的等温线。若图像不过原点，可能是因为系统中有未计入的气体体积。 4. **布朗运动** - 布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒由于周围分子碰撞的不均匀性而表现出的随机运动。问题6中提到，微粒越小，布朗运动越明显，因为小颗粒受到单个分子撞击的影响更大。 5. **熵与热力学第二定律** - 熵是衡量系统无序程度的物理量，熵增原理是热力学第二定律的一个表述。熵较大的宏观状态意味着无序程度更高，出现的概率相对较小。 6. **能量转换的条件** - 内能转化为机械能的过程，如蒸汽机，通常需要环境温度差来驱动。虽然理论上可以设想内能完全转化为机械能的机器，即第二类永动机，但根据热力学第二定律，这样的机器是无法实现的，因为它违背了自然界的熵增趋势。 这些题目涵盖了热力学的基本概念，包括气体定律、能量守恒、热力学定律的应用以及微观世界中的现象，这些都是高中物理热学部分的重要知识点，对于理解自然界中能量转换和热现象的本质至关重要。