热学大题解析及例题
【例题】
【例题1】（2022·江苏·模拟预测）在寒冷的冬天，用手摸室外的金属，有时会发生粘手现象，好象手与金属外表面的分子之间都粘在一起似的。好象手与金属外表面的分子之间都粘在一起似的。
【分析】
（1）物质是由分子组成的，组成物质的分子在不停地做无规则运动；
（2）手的温度比金属的温度高，当手触摸金属时，手上的热分子大量跑进金属分子的间隙中，分子间的作用力较松散，因而产生了粘手现象。
【解答】
（1）组成物质的分子在永不停息地做无规则运动；
（2）手的温度比金属的温度高，当手触摸金属时，手上的热分子大量跑进金属分子的间隙中，分子间的作用力较松散，因而产生了粘手现象。
【例题2】（2023·江苏·模拟预测）在寒冷的冬天，用手摸室外的金属，有时会发生粘手现象，好象手与金属外表面的分子之间都粘在一起似的。好象手与金属外表面的分子之间都粘在一起似的。从微观角度分析产生此现象的原因是：金属的导热性能好，当手触摸金属时，手上的热迅速从金属传到空气中，使手上外层的分子大量地受热膨胀而离开原位置，分子间距增大，因而产生了粘手现象。
【分析】
本题考查了分子的热运动和分子间作用力的有关知识。解答本题的关键是知道分子间的作用力与温度有关。
【解答】
从微观角度分析产生此现象的原因是：金属的导热性能好，当手触摸金属时，手上的热迅速从金属传到空气中，使手上外层的分子大量地受热膨胀而离开原位置，分子间距增大，因而产生了粘手现象。
【例题3】（2023·北京·一模）在寒冷的冬天，用手摸室外的金属，有时会发生粘手现象，好象手与金属外表面的分子之间都粘在一起似的。从微观角度分析产生此现象的原因是：金属的导热性能好，当手触摸金属时，手上的热迅速从金属传到空气中，使手上外层的分子大量地受热膨胀而离开原位置，分子间距增大。
【分析】
本题考查了分子的热运动和分子间作用力的有关知识。解答本题的关键是知道分子间的作用力与温度有关。从微观角度分析产生此现象的原因是：金属的导热性能好，当手触摸金属时，手上的热迅速从金属传到空气中，使手上外层的分子大量地受热膨胀而离开原位置。
【解答】
从微观角度分析产生此现象的原因是：金属的导热性能好，当手触摸金属时，手上的热迅速从金属传到空气中，使手上外层的分子大量地受热膨胀而离开原位置。由于金属分子的运动速率大，所以离开原位置后间距增大。
【例题4】（2023·天津·二模）在寒冷的冬天，用手摸室外的金属时感到冷，当手触摸金属时，手上的热迅速从金属传到空气中去了吗？为什么？
【分析】
不会。因为冬天室外的温度很低，而金属的导热性能好。当手触摸金属时，热量会从手上迅速传到空气中去了。由于空气的温度比手的温度低得多，所以热量会很快散失掉。因此手上不会感到冷。
【解答】
不会。因为冬天室外的温度很低，而金属的导热性能好。当手触摸金属时，热量会从手上迅速传到空气中去了。由于空气的温度比手的温度低得多，所以热量会很快散失掉。因此手上不会感到冷。
以下是一份高中物理热学大题的解析和相关例题。
例题1：一个绝热材料制成的密闭容器被隔板分成A、B两部分，开始时隔板在A、B两容器中各放一粒小量分子，A中分子数多于B中分子数。使两容器各自发生如下过程：A中气体向B中自由移动，达到平衡后，再使隔板突然移动，这时可观察到的现象是：
解析：当隔板移动后，原来在A中的分子有一部分跑到B中，使B中气体压强增大。由于该过程是绝热的，因此这些分子不受温度变化的影响。
相关例题：一个绝热材料制成的密闭容器被隔板分成A、B两部分，开始时隔板在A、B两容器中各放一粒小量分子，A中分子数多于B中分子数。使两容器各自发生如下过程：A中气体向B中自由移动，达到平衡后，再使隔板移动到原来的位置，这时可观察到的现象是：
（1）若使容器体积增大，则B中气体压强不变；
（2）若使容器体积减小，则B中气体压强增大；
（3）若使容器温度升高，则B中气体压强不变；
（4）若使容器温度降低，则B中气体压强减小。
答案：上述现象依次是：（1）（2）（3）（4）。
这道题目考察的是热学中的理想气体状态方程和绝热过程的概念。解题的关键在于理解绝热过程的特点，即系统与外界没有热交换，系统内能不变。因此，当绝热材料制成的密闭容器被隔板分成两部分时，两部分气体分子数不同，但达到平衡后，再使隔板移动，可以看到一部分气体分子会从A移动到B，导致B中气体压强变化。
高中物理热学大题常见问题
一、热力学第一定律
1. 热力学第一定律的表达式为ΔU = Q + W，其中ΔU表示物体内能的变化量，Q表示物体吸收（或放出）的热量，W表示物体所做的功。
2. 当物体对外做功时，物体的内能减少；反之，当外界对物体做功时，物体的内能增加。
3. 热力学第一定律适用于一切热力学过程，对于一个稳定的系统，无论这个过程是等温、等容还是等压的，只要不做功，系统的内能都不变。
例题：一个绝热材料制成的盒子中装有水，水的温度为15℃，现将盒子取出并立即盖好盒子，那么盒子的内能将如何变化？
解析：由于盒子的绝热性能良好，取出盒子后，盒子与外界没有热交换，即Q=0。由于水的温度降低，所以水的内能减小，根据热力学第一定律可知，盒子的内能将减小。
二、理想气体的状态方程
1. 理想气体状态方程为pV = nRT，其中p表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的物质的量，R为气体常数，T表示气体的热力学温度。
2. 理想气体是一种理想化的物理模型，它忽略了气体分子的本性，将气体视为一些没有相互作用力的粒子集合。
例题：一个容积为V的容器中装有压强为p的气体，现将容器倒扣在盛有水的容器中，待一段时间后，两种容器的温度都达到了相同温度T。求这段时间内气体经历的整个过程。
解析：由于容器倒扣在水中后，容器中的气体体积不变，所以可以认为气体处于等容变化状态。根据理想气体状态方程可得pV = nRT = nRT/V = p'V'，其中p'为气体现在的压强。由于两种容器的温度都达到了相同温度T，所以有p'V' = p''V''，其中p''为水的压强。由于气体没有对外做功，所以W = 0。根据热力学第一定律可得ΔU = Q + W = 0 + Δ(pV)，其中Δ(pV)为气体体积变化所引起的内能变化量。由于气体体积不变，所以Δ(pV) = 0。因此整个过程中气体内能不变。
三、热力学第二定律
1. 热力学第二定律指出热量不能自发地从低温物体传到高温物体。这一规律是由大量热学实验总结出来的，它反映了自然界中宏观热现象的不可逆性。
2. 热力学第二定律有两种表述方式：第一种表述方式为克劳修斯表述，它指出热量不能自发地从低温物体传到高温物体；第二种表述方式为开尔文-普朗克表述，它指出不可能从单一热源吸取热量并把它全部用来做功而不产生其他影响。
例题：在一个封闭系统中发生了一个过程A→B→C→D→A（循环过程），已知A的温度比B高而B的温度比C低。根据热力学第二定律可以推断出这个循环过程是可逆的吗？为什么？
解析：这个循环过程是不可逆的。根据克劳修斯表述可知热量不能自发地从低温物体传到高温物体。在这个过程中A的温度比B高而B的温度比C低，说明热量从高温A传到了低温B的过程中会有部分热量散失到环境中去。因此这个循环过程是不可逆的。同时这个循环过程也是绝热的，即没有外界对系统做功或系统对外做功，因此系统内能的变化量ΔU=0。由于这个循环过程是循环的，因此系统对外界做功的能力也是有限的。因此这个循环过程是不可逆的并且是有局限性的。