2022年高中物理热学知识点.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载选修 3-3热学一、学问网络 分子直径数量级 物质是由大量分子组成的 阿伏加德罗常数 油膜法测分子直径分分子动理论分子永不停息地做无规章运动扩散现象EPr 曲线子物体的内能布朗运动动分子间存在相互作用力,分子力的Fr 曲线理分子的动能；与物体动能的区分论分子的势能；分子力做功与分子势能变化的关系；物体的内能；影响因素；与机械能的区分 单晶体 各向异性（热、光、电等）热固晶体多晶体 各向同性（热、光、电等）有固定的熔、沸点体非晶体 各向同性（热、光、电等）没有固定的熔、沸点液浸润与不浸润现象 毛细现象 举例体饱和汽与饱和汽压力学气液晶体积 V气体体积与气体分子体积的关系温度 T（或 t）热力学温标分子平均动能的标志体压强的微观说明压强 P影响压强的因素求气体压强的方法热 力 学 定 律转变内能的物理过程做功 内能与其他形式能的相互转化热传递 物体间（物体各部分间）内能的转移 热力学第肯定律能量转化与守恒能量守恒定律热力学其次定律（两种表述） 熵 熵增加原理能源与环境常规能源煤、石油、自然气新能源风能、水能、太阳能、核能、地热能、海洋能等 二、考点解析考点 64 物体是由大量分子组成的阿伏罗德罗常数要求：V1、物质质量M、摩尔阿伏加德罗常数（N A 6.02 ×10 23mol1）是联系微观量与宏观量的桥梁；设分子体积V0、分子直径d、分子质量m；宏观量为物质体积V、摩尔体积质量 、物质密度；（1）分子质量：m=NA=V（2）分子体积：V0V 1PNANANA（对气体, V0 应为气体分子占据的空间大小）名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - （3）分子直径： 1 球体模型NA4学习必备V欢迎下载36 V=36 V 0（固体、液体一般用此模d3=d=NA32型） 2 立方体模型d=3V 0（气体一般用此模型） （对气体, d 应懂得为相邻分子间的平均距离）（ 4）分子的数量：n=MNA=VNA=MV 1NA=VNA固体、液体分子可估算分子质量、V1大小 认为分子一个挨一个紧密排列；气体分子不行估算大小,只能估算气体分子所占空间、分子质量；考点 66 分子热运动布朗运动要求：1）扩散现象：不同物质彼此进入对方（分子热运动）；温度越高,扩散越快；扩散现象说明：组成物体的分子总是不停地做无规章运动,温度越高分子运动越猛烈；分子间有间隙 2）布朗运动： 悬浮在液体中的固体微粒的无规章运动,不是液体分子的无规章运动！布朗运动发生的缘由是受到包围微粒的液体分子无规章运动地撞击的不平稳性造成的因而布朗运动说明白分子在永不停息地做无规章运动（ 1）布朗运动不是固体微粒中分子的无规章运动（2）布朗运动不是液体分子的运动（3）课本中所示的布朗运动路线,不是固体微粒运动的轨迹（4）微粒越小,温度越高,布朗运动越明显3）扩散现象是分子运动的直接证明；布朗运动间接证明白液体分子的无规章运动考点 67 分子间的作用力 要求：1）分子间引力和斥力肯定同时存在,且都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但斥力变化快；2）实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力；随分子间距离的增大,分子力先变小后变大再变小；（留意：这是指 r 从小于 r0 开头到增大到无穷大） ；3）分子力的表现及变化,对于曲线留意两个距离,即 r 0（1010m）与 10r0；当分子间距离为 r0（约为 10 10m）时,分子力为零,分子势能最小；当分子间距离 rr 0 时,分子力表现为引力； 当分子间距离由 r0 增大时, 分子力先增大后减小；当分子间距离 rr0 时,分子力表现为斥力；当分子间距离由 r0 减小时,分子力不断增大考点 68 温度和内能 要求：温度和温标： 1）温度：反映物体冷热程度的物理量（是一个宏观统计概念）标志；任何同温度的物体,其分子平均动能相同；2）热力学温度 T 与摄氏温度 t的关系为： Tt+273.15（K）,是物体分子平均动能大小的说明：两种温度数值不同,但转变 1 K 和 1的温度差相同； K 是低温的极限,只能无限接近,但不行能达到； 这两种温度每一单位大小相同,只是运算的起点不同；摄氏温度把 1 大气压下冰水混合物的温度规定为 0,热力学温度把 1 大气压下冰水混合物的温度规定为 273K（即把 273规定为 0K）；.内能： 1）内能是物体内全部分子无规章运动的动能和分子势能的总和,是状态量转变内能的方法有做功和热传递,它们是等效的三者的关系可由热力学第肯定律得到 UW+Q 2）打算分子势能的因素：宏观）分势能跟物体的体积有关；微观）子势能跟分子间距离 r 有关；3）固体、液体的内能与物体所含物质的多少（分子数）能）都有关、物体的温度（平均动能）和物体的体积（分子势气体： 一般情形下, 气体分子间距离较大,不考虑气体分子势能的变化（即不考虑分子间的相互作用力）4）一个具有机械能的物体,同时也具有内能；一个具有内能的物体不肯定具有机械能；5）抱负气体的内能：抱负气体是一种抱负化模型,抱负气体分子间距很大,不存在分子势能,所以抱负气体的内能只与温度有关；温度越高,内能越大；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载（1）抱负气体与外界做功与否,看体积,体积增大,对外做了功（外界是真空就气体对外不做功）,体积减小,就外界对气体做了功；（2）抱负气体内能变化情形看温度；（3）抱负气体吸不吸热,就由做功情形和内能变化情形共同判定；6）关于分子平均动能和分子势能懂得时要留意（即从热力学第肯定律判定）（1）温度是分子平均动能大小的标志,温度相同时任何物体的分EP子平均动能相等,但平均速率一般不等（分子质量不同）（2）分子力做正功分子势能削减,分子力做负功分子势能增加；（3）分子势能为零一共有两处,一处在无穷远处,另一处小于 r0 x 分子力为零时分子势能最小,而不是零；0 r 0（4）抱负气体分子间作用力为零,分子势能为零,只有分子动能；考点 69 晶体和非晶体 晶体的微观结构 要求：多晶体 1、无确定几何外形 有确定熔点 晶 如金属 2、各向同性 熔解和凝固时放出的 体 热量相等 1、有确定几何外形 固 单晶体 2、制作晶体管、集成电路 体 3、各向异性非 1、无确定几何外形 非晶体液化过程中温度会不断转变,而不同温度下物质 晶 2、无确定熔点 由固态变为液态时吸取的热量是不同的,所以非晶体没 体 3、各向同性 有确定的熔化热考点 70 液体的表面张力现象 要求： ）表面张力：表面层分子比较稀疏,rr0 在液体内部分子间的距离在 r 0 左右,分子力几乎为零；液体的 表面层由于与空气接触,所以表面层里分子的分布比较稀疏、分子间呈引力作用,在这个力作用下,液体 表面有收缩到最小的趋势,这个力就是表面张力；）浸润和不浸润现象：）毛细现象：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,称为毛细现象；考点 71 液晶要求：1）液晶具有流淌性、光学性质各向异性2）不是全部物质都具有液晶态,通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质简单具有液晶态；自然存 在的液晶不多,多数液晶为人工合成3）向液晶参入少量多色性染料,染料分子会和液晶分子结合而定向排列,从而表现出光学各向异性；当 液晶中电场强度不同时,它对不同颜色的光的吸取强度也不一样,这样就能显示各种颜色4）在多种人体结构中都发觉了液晶结构考点 72 气体试验定律抱负气体要求：OV p2T 1）探究肯定质量抱负气体压强p、体积 V 、温度 T 之间关系,采纳的是掌握变量法2）三种变化：p p 玻意耳定律： PVC V1p1p1 p2查理定律：P / T C T1T2V2盖吕萨克定律： V/ T C OV OT T1T2 等V1V2温变化图线等容变化图线等压变化图线提示：等温变化中的图线为双曲线的一支,等容（压）变化中的图线均为过原点的直线（之所以原点附名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载近为虚线,表示温度太低了,规律不再满意）；图中双线表示同一气体不同状态下的图线,虚线表示判断状态关系的两种方法；对等容（压）变化,假如横轴物理量是摄氏温度 t,就交点坐标为273.15 3）抱负气体状态方程：抱负气体,由于不考虑分子间相互作用力,抱负气体的内能仅由温度和分子总数打算,与气体的体积无关； 对肯定质量的抱负气体,有pV 1p V 2（或pv恒定）T 1T 2T4）气体压强微观说明：由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的,与温度和体积有关；（）气体分子的平均动能,从宏观上看由气体的温度打算（）单位体积内的分子数 分子密集程度 ,从宏观上看由气体的体积打算考点 73 饱和汽和饱和汽压 要求：说明：相对湿度的运算不做要求蒸发 只在液体表面进行并且 在任何温度下都能发生 的汽化现象）汽化 沸腾 在液体表面和内部同时 发生的猛烈的汽化现象沸腾只在肯定温度下才会发生,液体沸腾时的温度叫做沸点,沸点与温度有关,大气压增大时沸点上升）饱和汽与饱和汽压在密闭容器中的液面上同时进行着两种相反的过程：一方面分子从液面飞出来；另一方面由于液面上的汽分子不停地做无规章的热运动,有的汽分子撞到液面上又会回到液体中去；随着液体的不断蒸发,液面上汽的密度不断增大,回到液体中的分子数也逐步增多；最终,当汽的密度增大到肯定程度时,就会达到这样的状态：在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数,这时汽的密度不再增大,液体也不再削减,液体和汽之间达到了平稳状态,这种平稳叫做动态平稳；我们把跟液体处于动态平稳的汽叫做饱和汽,把没有达到饱和状态的汽叫做未饱和汽；在肯定温度下,饱和汽的压强肯定,叫做饱和汽压；未饱和汽的压强小于饱和汽压；饱和汽压：（1）饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分气压,与其他气体的压强无关；（2）饱和汽压与温度和物质种类有关；在同一温度下,不同液体的饱和气压一般不同,挥发性大的液体饱和气压大；同一种液体的饱和气压随温度的上升而快速增大；（3）将不饱和汽变为饱和汽的方法：降低温度减小液面上方的体积 等待（最终此种液体的蒸气必定处于饱和状态）3）空气的湿度（1）空气的肯定湿度：用空气中所含水蒸气的压强来表示的湿度叫做空气的肯定湿度；（2）空气的相对湿度：相对湿度水蒸气的实际汽压同温度下水的饱和汽压相对湿度更能够描述空气的潮湿程度,影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受；4）汽化热：液体汽化时体积会增大许多,分子吸取的能量不只是用于摆脱其他分子的束缚,仍用于体 积膨胀时克服外界气压做功,所以汽化热仍与外界气体的压强有关；考点 74 做功和热传递是转变物体内能的两种方式要求：1）绝热过程：系统只通过做功而与外界交换能量,它不从外界吸热,也不向外界放热 2）热传递：热传导、热对流、热辐射 3）热量和内能：不能说物体具有多少热量,只能说物体吸取或放出了多少热量,热量是过程量,对应 一个过程；离开了热传递,无法谈热量；不能说“ 物体温度越高,所含热量越多”；转变物体内能的两种方式：做功和热传递；做功是内能与其他形式的能发生转化；热传递是不同物体（或同一物体的不同部分）之间内能的转移,它们转变内能的成效是相同的；考点 75 热力学第肯定律能量守恒定律要求： I 1）热力学第肯定律：（1）内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和；（2）数学表达式为： UW+Q 绝热： Q0；等温： U0,假如是气体向真空扩散,W 0 （3）符号法就：名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 取正值“+”做功 W 学习必备欢迎下载内能的转变 U 热量 Q 外界对系统做功系统从外界吸取热量系统的内能增加取负值“ ”系统对外界做功系统向外界放出热量系统的内能削减2）能量守恒定律：（1）能量既不会凭空产生,也不会凭空消逝,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体 转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变；这就是能量守恒定律；（2）第一类永动机：不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功,人们把这种不消耗能量的永动机 叫第一类永动机；依据能量守恒定律,任何一部机器,只能使能量从一种形式转化为另一种形式,而不能无中生有地制造能量,因此第一类永动机是不行能制成的考点 76 热力学其次定律要求：1）学其次定律的两种表述：热量不能自发 地从低温物体传递到高温物体；不行能从单一热库吸取热量,使之完全变胜利,而不产生其他影响；2 热机：热机是把内能转化为机械能的装置；其原理是热机从热源吸取热量 Q1,推动活塞做功 W,然后向冷凝器释放热量 Q2；由能量守恒定律可得：Q1=W+Q 2 ；们把热机做的功和它从热源吸取的热量的比值叫做热机效率,用 表示,即 = W / Q1 ；热机效率不行能达到 100% 3）其次类永动机：设想：只从单一热源吸取热量,使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机；其次类永动机不行能制成,表示尽管机械能可以全部转化为内能,但内能却不能全部转化成机械能而不引起其他变化；机械能和内能的转化过程具有方向性；考点 77 能源与环境能源的开发和应用要求：能量耗散：各种形式的能量向内能转化,无序程度较小的状态向无序程度较大的状态转化；能量耗散虽然不会使能的总量不会削减,却会导致能的品质降低,它实际上将能量从可用的形式降级为不大可用的形式,煤、石油、自然气等能源储存着高品质的能量,在利用它们的时候,高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能；故能量虽然不会削减但能源会越来越少,所以要节省能源；三种常规能源是：煤、石油、自然气；开发和利用新能源：新能源主要指太阳能、生物能、风能、水能等；这些能源一是取之不尽、用之不竭,二是不会污染环境等等；检测题A1、（2022 新课标）关于热力学定律,以下说法正确选项A 为了增加物体的内能,必需对物体做功或向它传递热量B对某物体做功,必定会使该物体的内能增加 D不行能使热量从低温物体传向高温物体C可以从单一热源吸取热量,使之完全变为功 E功转变为热的实际宏观过程是不行逆过程B2、（2022 大纲卷）以下关于布朗运动的说法,正确选项A布朗运动是液体分子的无规章运动B. 液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧C布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的 D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平稳引起的3、（2022 广东）草叶上的露珠是由空气中的水汽凝聚成水珠,这一物理过程中,水分子间的名师归纳总结 - - - - - - -A 引力消逝,斥力增大B 斥力消逝,引力增大C 引力、斥力都减小D 引力、斥力都增大4、（2022 福建）（1）关于热力学定律和分子动理论,以下说法正确选项_；第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载A肯定量气体吸取热量,其内能肯定增大 高温物体C.如两分子间距离增大,分子势能肯定增大 力和斥力都增大B.不行能使热量由低温物体传递到D.如两分子间距离减小,分子间引5、（2022 福建）（2）空气压缩机的储气罐中储有 1.0atm 的空气 6.0L,现再充入1.0 atm 的空气 9.0L；设充气过程为等温过程,空气可看作抱负气体,就充气后储气罐中气体压强为（）；A2.5 atm B.2.0 atm C.1.5 atm D.1.0 atm 6、（2022 江苏）以下现象中,说明液体存在表面张力的有 _ A水黾可以停在水面上 C滴入水中的红墨水很快散开B叶面上的露珠呈球形 D悬浮在水中的花粉做无规章运动7、（2022 江苏）（1）密闭在钢瓶中的理 想气体,温度上升时压强增大, 从分子动理论的角度分析, 这是由于分子热运动的_速率_增大了,该气体在温度为 T1、T2 时的分子速率分布图像如题 12A-1 图 所示,就 T1_小于_选填“大于” 或“小于” T2（2）如图 12A-2 图所示,肯定质量的抱负气体从状态 A 经等压过程到状态 B,此过程中,气体压强 P=1.0 ×105Pa,吸取的热量 Q=7.0 ×10 2J,求此过程中气体 内 能的增量 ；8、2022 四川） .物体由大量分子组成,以下说法正确选项A分子热运动越猛烈,物体内每个分子的动能越大B.分子间引力总是随着分子间距离减小而减小名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载C.物体的内能跟物体的温度和体积有关 才能增加物体的内能D.只有外界对物体做功ADE9、（2022 海南）两分子间的斥力和引力的合力 F 与分子间距离 r 的关系如图中曲线所示,曲线与 为 r0.相距很远的两分子在分子力作用下,r 轴交点的横坐标 由静止开头相互接近.如两分子相距无穷远时分子势能为零,以下说法正确选项 _. A.在 r>r0 阶段, F 做正功,分子动能增加,势能减小B.在 r<r0 阶段, F 做负功,分子动能减小,势能也减小C.在 r=r0 时,分子势能最小,动能最大D.在 r=r0 时,分子势能为零E.分子动能和势能之和在整个过程中不变10、2022 · 西安模拟 肯定质量气体,在体积不变的情形下,温度上升,压强增大的缘由是 B温度上升后,气体分A温度上升后,气体分子的平均速率变大子的平均动能变大C温度上升后,分子撞击器壁的平均作用力增大 D温度上升后,单位体积内的分子数增多,撞击到单位面积器壁上的分子数增多了 112022 ·抚顺模拟 以下说法中正确选项 A布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规章运动 B叶面上的小露珠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稳位置的间距 大,分子势能越小r 0 时,分子间的距离越122022 ·烟台模拟 如图,肯定质量的抱负气体经受如下列图的 AB、BC、CA 三个变化过程,就：符合查理定律的变化过程是名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载_C-B_；CA 过程中气体 _ _选填“ 吸取” 或“ 放出”热量, _ _选填“ 外界对气体” 或“ 气体对外界”做功,气体的内能 _选填“ 增大” 、“ 减小” 或“ 不变”13、（2007 山东）36.（8 分）某压力锅的结构如下列图；盖好密封锅盖,将压力阀套在出气孔上,给压力锅加热,当锅内气体压强达到肯定值时,气体就把压力阀顶起；假定在压力阀被顶起时,停止加热；（1）如此时锅内气体的体积为 V,摩尔体积为 V ,阿伏加德罗常数为 N ,写出锅内气体分子数的估算表达式；（2）假定在一次放气过程中, 锅内气体对压力阀及外界做功 1 J,并向外界释放了 2 J的热量；锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？（3）已知大气压强P 随海拔高度 H 的变化满意 P=P （1 H）,其中常数 0；结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅,当压力阀被顶起时锅内气体温度有何不同；14、（2022 山东）喷雾器内有lOL 水,上部封闭有 latm 的空气 2L；关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入 1 atm 的空气 3L设外界环境温度肯定,空气可看作抱负气体 ； 1 当水面上方气体温度与外界温度相等时求气体压强,并从微观上说明气体压强变化的缘由；2 打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,名师归纳总结 此过程气体是吸热仍是放热.简要说明理由；第 8 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载16、（2022 山东） 36.（8 分） 一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透亮玻璃板,集热器容积为 V 0,开头时内部封闭气体的压强为 p0；经过太阳暴晒,气体温度由 T0=300K 升至 T1=350K；（1）求此时气体的压强；（2）保持 T1=350K 不变,缓慢抽出部分气体, 使气体压强再变回到 p0；求集热器内剩余气体的质量与原先总质量的比值；判定在抽气过程中剩余气体是吸热仍是放热,并简述缘由；A B O D C 17、2022 山东 （8 分）人类对物质属性的熟悉是从宏观到 软胶管微观不断深化的过程；以下说法正确选项；a液体的分子势能与体积有关 c温度上升,每个分子的动能都增大 作用b晶体的物理性质都是各向异性的 d露珠呈球状是由于液体表面张力的气体温度计结构如下列图；玻璃测温泡 A 内充有抱负气体,通过细玻璃管 B和水银压强计相连；开头时 A 处于冰水混合物中,左管 C 中水银面在 O 点处,右管 D 中水银面高出 O 点 h1=14cm；后将 A 放入待测恒温槽中,上下移动 D,使 C 中水银面仍在 O 点处,测得 D 中水银面高出 O 点 h2=44cm；（已知外界大气压为 1 个标准大气压, 1 标准大气压相当于76cmHg）求恒温槽的温度；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 此过程 A 内气体内能学习必备欢迎下载）,气体不对外做功,气体将（填“ 增大” 或“ 减小”（填“ 吸热” 或“ 放热”）；18、（2022 山东）36.（8 分）（1）以下说法正确选项；a水的饱和汽压随温度的上升而增大 b扩散现象说明,分子在永不停息地运动 c当分子间距离增大时,分子间引力增大,分子间斥力减小 d肯定质量的抱负气体,在等压膨胀过程中,气体分子的平均动能减小（2）如下列图,粗细匀称、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置,右端与大气相通,左端封闭气柱长 l 20 cm（可视为抱负气体）,两管中水银面等高；先将右端与一低压舱 （未画出）接通,稳固后右管水银面高出左管水银面 h 10 cm（环境温度不变,大气压强 p 0 75 cmHg ）1 求稳固后低压舱内的压强（用“cmHg” 做单位）2 此过程中左管内的气体对外界（填“ 做正功” “ 做负功” “ 不做功” ）,气体将（填“ 吸热” 或放热“ ） ；192022· 潍坊模拟 1 以下说法正确选项A. 0 ° C的冰与 0° C的水分子的平均动能相同B. 温度高的物体内能肯定大C. 分子间作用力总是随分子间距离的增大而减小名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载D. 随着制冷技术的不断提高,肯定零度肯定能在试验室中达到2 肯定质量的抱负气体压强p 与热力学温度 T 的关系图 象如下列图,气体在状态 A时的体积 V；= 2m3,线段 AB与 p 轴 平行. 求气体在状态 B时的体积；气体从状态 A变化到状态 B过程中,对外界做功 仍是放热？热量为多少？30J,问 该过程中气体吸热202022 · 日照模拟 在某高速大路发生一起车祸,车祸系轮胎爆胎所致；已知汽车行驶前轮胎内气体压强为25atm,温度为 27,爆胎时胎内气体的温度为 87,轮胎中的空气可看作抱负气体； 1求爆胎时轮胎内气体的压强；2 从微观上说明爆胎前胎内气体压强变化的缘由；3 爆胎后气体快速外泄,来不及与外界发生热交换,判定此过程胎内原有气体 内能 如何变化 .简要说明理由；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 11 页