高考物理热学专题讲座课件 (2).ppt

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1、热学专题复习热学专题复习河北玉田一中河北玉田一中2021/8/11 星期三1一、分子动理论一、分子动理论1、物质是由大量分子组成的、物质是由大量分子组成的（1）分子的体积很小，它的直径的数量级约为）分子的体积很小，它的直径的数量级约为10-10m；分子的；分子的质量也很小，一般分子质量的数量级为质量也很小，一般分子质量的数量级为10-26kg；分子很小，间接；分子很小，间接地证明了物质是由大量分子组成的。地证明了物质是由大量分子组成的。（2）分子大小的测定：设想分子的形状为球体，用油膜法可粗）分子大小的测定：设想分子的形状为球体，用油膜法可粗测分子的大小：测分子的大小：d=V/S，其中，其中V

2、是油滴的体积，是油滴的体积，S是油滴在水面上是油滴在水面上形成单分子油膜的面积。形成单分子油膜的面积。（3）阿佛加德罗常数：）阿佛加德罗常数：1mol任何物质含有的微粒数相同，这个任何物质含有的微粒数相同，这个数叫做阿佛加德罗常量，它的大小数叫做阿佛加德罗常量，它的大小NA=6.021023mol-1，它是联，它是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。系宏观物理量和微观物理量的桥梁。2021/8/11 星期三2固体、液体分子微观量的估算方法固体、液体分子微观量的估算方法2021/8/11 星期三32021/8/11 星期三42021/8/11 星期三5微观量的估算问题1、若以、若以表示水的摩尔质量

3、，表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，体积，为标准状态下水蒸气的密度，为标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，为阿伏加德罗常数，m、分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：其中正确的是（其中正确的是（）A B C D B2021/8/11 星期三62、某气体的摩尔质量为、某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为，摩尔体积为V，密度为，密度为，每个分子，每个分子的质量和体积分别为的质量和体积分别为m和和V0，则阿佛加德罗常数，则阿佛加德罗常数NA可表示为（可表示为（）BC2021/8/11

4、星期三73、铜的摩尔质量为、铜的摩尔质量为，密度为，密度为，若阿伏加德罗常数为，若阿伏加德罗常数为NA，则，则下列说法中哪个是错误的（下列说法中哪个是错误的（）铜所含的原子数目铜所含的原子数目 铜所含的原子数目铜所含的原子数目一个铜原子的质量是一个铜原子的质量是一个铜原子占有的体积是一个铜原子占有的体积是 2021/8/11 星期三82、分子的热运动、分子的热运动（1）分子在永不停息地作无规则运动的实验基础是：扩散现象和）分子在永不停息地作无规则运动的实验基础是：扩散现象和布朗运动布朗运动（2）扩散现象时分子的运动；温度越高，扩散进行得越快；扩散）扩散现象时分子的运动；温度越高，扩散进行得越快

5、；扩散现象发生的条件是浓度不均匀现象发生的条件是浓度不均匀（3）布朗运动：布朗运动的观察对象是悬浮在液体中的固体微粒；）布朗运动：布朗运动的观察对象是悬浮在液体中的固体微粒；布朗运动观察到的现象是固体微粒永不停息地作无规则运动。发布朗运动观察到的现象是固体微粒永不停息地作无规则运动。发生的原因是液体分子对固体微粒撞击的无规则性和不平衡性。生的原因是液体分子对固体微粒撞击的无规则性和不平衡性。2021/8/11 星期三9理解要点：理解要点：布朗运动不是分子运动，但它间接地证明了液体分子在永不停布朗运动不是分子运动，但它间接地证明了液体分子在永不停息地作无规则运动（其实分子的运动在显微镜下是看不到

6、的）；息地作无规则运动（其实分子的运动在显微镜下是看不到的）；布朗运动是永不停息的布朗运动是永不停息的微粒越小，布朗运动越显著；温度越高，布朗运动越剧烈微粒越小，布朗运动越显著；温度越高，布朗运动越剧烈（）分子的热运动：实验表明，温度越高，分子的无规则运动（）分子的热运动：实验表明，温度越高，分子的无规则运动越激烈，正是由于分子的无规则运动跟温度有关，所以通常把分越激烈，正是由于分子的无规则运动跟温度有关，所以通常把分子的无规则运动叫作热运动子的无规则运动叫作热运动2021/8/11 星期三10弄清分子运动与布朗运动的关系1、下列关于布朗运动的说法中正确的是()A.布朗运动是指在显微镜下观察到

7、的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动；B.布朗运动是指在显微镜下观察到的悬浮固体颗粒的无规则运动；C.布朗运动是指液体分子的无规则运动；D.布朗运动是指在显微镜下直接观察到的液体分子的无规则运动。B2021/8/11 星期三11布朗运动是大量液体分子对固体微粒撞击的集体行为的结果，个别分子对固体微粒的碰撞不会产生布朗运动。布朗运动的激烈程度与固体微粒的大小、液体的温度等有关。固体微粒越小，液体分子对它各部分碰撞的不均匀性越明显；质量越小，它的惯性越小，越容易改变运动状态，所以运动越激烈。液体温度越高，固体微粒周围的液体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不均匀性越明显，布朗运动越激烈。但要注意布朗运

8、动是悬浮的固体微粒的运动，不是单个分子的运动，但布朗运动证实了周围液体分子的无规则运动。2021/8/11 星期三12、分子间的相互作用力、分子间的相互作用力（）分子间同时存在着相互作用的引力（）分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，其合力叫做分子力和斥力，其合力叫做分子力（）分子力的特点：分子间的引力和斥（）分子力的特点：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力力都随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得更快减小得更快r0F引F斥r2021/8/11 星期三13具体来说：具体来说：当分子间的距离当分子间的距离r=r0时，时，引引斥斥，分子力，分子处于，分子力，分子处于平衡位置，其中

9、平衡位置，其中大约为大约为当当时，时，引引斥斥，分子力为斥力，且随着的减小，分子力为斥力，且随着的减小增大增大当当时，时，引引斥斥，分子力为引力，且从，分子力为引力，且从开开始，随着的增大，将先增大后减小。始，随着的增大，将先增大后减小。当当后，分子间的相互作用力变得十分微弱，可近后，分子间的相互作用力变得十分微弱，可近似认为等于零似认为等于零2021/8/11 星期三14弄清分子力与分子引力和斥力的关系弄清分子力与分子引力和斥力的关系1、分子甲和乙相距较远时，它们之间的分子力可忽略。现让分子甲固定不动，将分子乙由较远处逐渐向甲靠近直到不能再靠近，在这一过程中、分子力总是对乙做正功、分子乙总是

10、克服分子力做功、先是分子力对乙做正功，然后是分子乙克服分子力做功、分子力先对乙做正功，再对乙做负功，最后又对乙做正功 C2021/8/11 星期三152、分子间同时存在吸引力和排斥力，下列说法正确的是（、分子间同时存在吸引力和排斥力，下列说法正确的是（）A.固体分子间的吸引力总是大于排斥力固体分子间的吸引力总是大于排斥力 B.气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力 C.分子间的吸引力和排斥力都随分子间距离的增大而减小分子间的吸引力和排斥力都随分子间距离的增大而减小D.分子间的吸引力和排斥力都随分子间距离的增大而增大，而排分子间的吸引力和

11、排斥力都随分子间距离的增大而增大，而排斥力随分子间距离的增大而减小斥力随分子间距离的增大而减小C2021/8/11 星期三163、下列说法哪些是正确的（、下列说法哪些是正确的（）A.水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现C.气体总是很容易充满容器，只是分子间存在斥力的宏观表现气体总是很容易充满容器，只是分子间存在斥力的宏观表现C.两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空（马德堡半球），两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空（马德堡半球），用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的宏观表现用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的宏观表现D.用力拉铁棒

12、的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现宏观表现AD 2021/8/11 星期三174、如图所示，甲分子固定于坐标原点、如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处静，乙分子从无穷远处静止释放，在分子力作用下靠近甲，图中止释放，在分子力作用下靠近甲，图中b点是引力最大处，点是引力最大处，d点点是分子靠的最近处，则乙分子加速度最大处可能是（是分子靠的最近处，则乙分子加速度最大处可能是（）A a点点 B b点点C c点点 D d点点DOrbcda2021/8/11 星期三18二、物体内能，热力学定律二、物体内能，热力学定律、分子动

13、能，分子势能和物体内能、分子动能，分子势能和物体内能（）分子动能：做热运动的分子具有的动能叫做分子动能，在（）分子动能：做热运动的分子具有的动能叫做分子动能，在热现象的研究中，由于单个分子运动的无规则性，研究单个分子热现象的研究中，由于单个分子运动的无规则性，研究单个分子的动能是不可能的，也是无意义的，有意义的是分子热运动的平的动能是不可能的，也是无意义的，有意义的是分子热运动的平均动能，温度是物体分子热运动的平均动能的标志均动能，温度是物体分子热运动的平均动能的标志理解要点：理解要点：温度是大量分子的平均动能的标志，对个别分子来温度是大量分子的平均动能的标志，对个别分子来讲是无意义的；讲是无

14、意义的；温度相同的不同种类的物质，他们分子的平均温度相同的不同种类的物质，他们分子的平均动能相同，但由于不同种类物质的分子质量不等，所以它们分子动能相同，但由于不同种类物质的分子质量不等，所以它们分子的平均速率不同；的平均速率不同；分子的平均动能与物体运动的速度无关分子的平均动能与物体运动的速度无关2021/8/11 星期三19（）分子势能：（）分子势能：分子间由于存在相互作用而具有的，大小由分子间相对位置决分子间由于存在相互作用而具有的，大小由分子间相对位置决定的能叫做分子势能定的能叫做分子势能分子势能改变与分子力做功的关系：分子力做功，分子势能减分子势能改变与分子力做功的关系：分子力做功，

15、分子势能减小；克服分子力做功（分子力做负功），分子势能增加；且分子小；克服分子力做功（分子力做负功），分子势能增加；且分子力做多少功，分子势能就改变多少。力做多少功，分子势能就改变多少。分子势能与分子间距离的关系：分子势能与分子间距离的关系：当当时，分子力表现为引力，随着的增大，分子引时，分子力表现为引力，随着的增大，分子引力做负功，分子势能增加力做负功，分子势能增加2021/8/11 星期三20b.当当r0，表示外界对系统做功；，表示外界对系统做功；W0，表示系统吸热；，表示系统吸热；Q0，表示内能增加；，表示内能增加；U0，表示内能减，表示内能减少少5、热力学第二定律、热力学第二定律（1）

16、两种表述）两种表述不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。不引起其他变化。不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化其他变化2021/8/11 星期三28上述两种表述是等价的，可以从一种表述推导出另一种表述，他上述两种表述是等价的，可以从一种表述推导出另一种表述，他们从不同角度描述了与热现象有关的宏观过程是有方向性的，所们从不同角度描述了与热现象有关的宏观过程是有方向性的，所以都称为热力学第二定律以都称为热力学第二定律（2）第二类永动机：能够从单一热源吸收热量并把它全部

17、用来）第二类永动机：能够从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化的热机做功，而不引起其他变化的热机第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但它违背热力学第二定第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但它违背热力学第二定律，也是不可能制成的。因为机械能和内能的转化过程具有方向律，也是不可能制成的。因为机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，但内能不能全部转化为机械能，性，机械能可以全部转化为内能，但内能不能全部转化为机械能，而不引起他变化，热机的效率不可能达到而不引起他变化，热机的效率不可能达到1002021/8/11 星期三29物体的内能与状态参量的关系问题 关于物体

18、内能，下列说法中正确的是A 相同质量的两个物体，升高相同的温度内能增量一定相同；B 在一定条件下，一定量0的水结成0的冰，内能一定减小；C 一定量的气体体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减小；D 一定量气体吸收热量而保持体积不变，内能一定减小。BC 2021/8/11 星期三30物体的内能的变化与做功、热传递的关系问题 如图1所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙。现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高。则在移动P的过程中A外力对乙做功；甲的内能不变；B外力对乙做功；乙的内能不变；C乙传递热量给甲；乙的内能增

19、加；D乙的内能增加；甲的内能不变。C2021/8/11 星期三31理解热力学第二定律根据热力学第二定律，可知下列说法中正确的有：A热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体；B热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体；C机械能可以全部转化为热量，但热量不可能全部转化为机械能；D机械能可以全部转化为热量，热量也可能全部转化为机械能。BD 2021/8/11 星期三32求解力热综合问题 如图2所示，在质量为M的细玻璃管中盛有少量乙醚液体，用质量为m的软木塞将管口封闭。加热玻璃管使软木塞在乙醚蒸气的压力下水平飞出，玻璃管悬于长为L的轻杆上，细杆可绕上端O轴无摩擦转动。欲使玻璃管在竖直平面内做圆周运动，在忽略热量损失的条件下，乙醚最少要消耗多少内能？设活塞冲开瞬间，软木塞和细玻璃管的速设活塞冲开瞬间，软木塞和细玻璃管的速度分别为度分别为V1、V2，则据动量守恒定律可得：，则据动量守恒定律可得：MV2-mV1=0,玻璃管在竖直平面内做圆周玻璃管在竖直平面内做圆周运动至少要达到最高点，此时速度运动至少要达到最高点，此时速度V3=0.对玻璃管根据机械能守恒定律得：对玻璃管根据机械能守恒定律得：。根据能量守恒得乙醚最少要消耗的内能为根据能量守恒得乙醚最少要消耗的内能为：2021/8/11 星期三332021/8/11 星期三34