高中化学热学中的物理模型专题辅导.doc

高中物理热学中的物理模型随着高考和新课标改革的深化，热学中的气体三大定律已不再做为考试内容，取而代之的是有关分子动理论，能量守恒定律等内容而在这些内容中，估算题是一类重要的咨询题解答这类咨询题时，关键是要建立起相应的物理模型笔者在此文中举几个平时做题中常见的模型，以求抛砖引玉1. 单分子层模型在用油膜法测分子直径时，油酸分子在液体外表构成一层油膜，由于这时的油酸分子直径是散开的，因而能够认为油酸分子没有构成堆积，所构成的油膜为单分子油膜层，如此，我们就能够利用公式来计算油酸分子直径了例1 将的油酸溶液溶于酒精，制成的酒精溶液，已经知道的酒精油酸溶液有50滴，现取1滴酒精油酸溶液滴到水面上，随着酒精溶于水中，油酸在水面上构成一单分子层，已测出这一薄层的面积为，由此可估算出油酸分子的直径多大？解析 1滴酒精油酸溶液含有油酸的体积为：单分子油膜层的厚度即油酸分子直径：2. 球体模型由于固体和液体分子间间隔非常小，因而，在估算分子直径数量级的计算中，常常把固体和液体的分子看成是严密挨在一起的例2 已经知道铜的密度为，相对原子量为64，通过计算求每个铜原子所占的体积以及每个铜原子的直径解析 由于铜的相对原子量为64，因而铜的摩尔质量为，铜的摩尔体积为，因而每个铜原子的体积为由于铜原子间间隔非常小，我们能够把铜原子看成是严密挨在一起的球形，则由球体体积公式：，可得铜原子的直径为： 3. 立方体模型对气体而言，由于其在一般情况下分子间距非常大，并不像固体和液体那样严密陈列在一起，因而上述模型不合适用于求气体分子直径，设想气体分子均匀分布，且把每个气体分子平均占有的空间想像成一个小立方体，任意一瞬间所有气体分子处于各个小立方体的中心位置，所计算出来的数值不是气体分子的大小，而是每个气体分子所平均占有的空间依照这一微观模型来进展相关计算值得留意的是，这种立方体模型也适用于计算离子晶体两个相邻离子之间的间隔关于上述求铜原子直径时，我们也能够将其视为立方体模型，可得其结果为：，因而 4. 弹性球模型关于气体特别是理想气体而言，分子间间隔非常大（大于10），分子力能够忽略不计，这时能够把气体分子看成一个个无互相引力和斥力的弹性小球，它们不停的做无规则的热运动，当与器壁发生碰撞时，便对器壁产生了压强例3 在常温下，氧分子的平均速率约为500m/s，假如一个氧分子以这个速率垂直地打在容器壁上，并以相等的速率反弹回来，氧气分子对器壁的冲量是多少？假如常温下某容器内氧气的压强为，试估算1s内打在器壁上面积上的氧分子个数（假定每个氧分子都以平均速率垂直于容器的方向撞击器壁）解析 氧气分子的摩尔质量为，则每个氧分子的质量为：依照动量定理得，氧分子撞击器壁的冲量为：设单位时间（1s）内打到器壁上的分子个数为n，则氧气的压强可表示为：，因而（个）小结 不管是将物体分子看成球体依然立方体，依然弹性球，都是一种简化模型，是一种近似处理方法，由于建立的模型不同，得出的结果可能稍有不同，但数量级都是一样的一般在估算固体或液体分子线度或分子间间隔时采纳球体模型，在估算气体分子间距时采纳立方体模型5. 球面模型例4 横截面积是的圆筒内装有0.6kg的水，太阳光垂直照射2min，水温升高了1，设大气层顶的太阳光只有45%到达地面，试估算太阳的全部辐射功率（太阳到地球的间隔，保存两位有效数字，水的比热容）解析 吸收热量为，的水吸收了太阳的热量为由于太阳的全部辐射能量散布在半径为R的球面上，因而太阳的全部辐射能量为：则太阳的全部辐射功率为：