高三物理第十单元分子热运动能量守恒气体.pdf

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1、准兑市爱憎阳光实验学校高三物理第十单元分子热准兑市爱憎阳光实验学校高三物理第十单元分子热运动能量守恒气体运动能量守恒气体【同步信息同步信息】一.本周教学内容第十单元分子热运动、能量守恒、气体二.知识结构分子动理论概念内能的改变热学物体内能能量守恒定律热力学第一定律热力学第二定律气体的状态参量：体积、温度、压强气体理想气体气体分子动理论三.知识要点1.分子动理论的根本内容物质是由大量分子组成的；分子都在永不停息的做无规那么热运动；分子间存在着相互作用力。2.分子动能、分子势能、物体的内能1分子动能：做热运动的分子具有动能，在热现象的研究中，单个分子的动能是无研究意义的，重要的是分子热运动的平均动

2、能。温度是物体分子热运动的平均动能的标志，因而在相同温度下，分子的平均动能相同。2分子势能：分子间具有由它们的相对位置决的势能，叫做分子势能。分子势能随着物体的体积的变化而变化。3物体的内能：物体里所有的分子动能和势能的总和叫做物体的内能，任何物体都有内能，物体的内能跟物体的温度、体积及物质的量有关，即跟微观量中的分子的平均动能、分子间距及分子个数有关。*理想气体无分子势能，所以一质量的理想气体，内能只跟温度有关，物体的内能和机械能有着本质的区别，物体的内能指物体内分子热运动的能量，而机械能是物体做机械运动所具有的能量。3.物体内能的变化1做功和热传递都能改变物体的内能。*物体内能的改变可以用

3、做功的值来量度对外界做了多少功，物体的内能就减少多少，外界对物体做了多少功，物体的内能就增加多少。*热传递的条件是要有温度差，其规律是高温物体放出热，低温物体吸收热，最终到达温度相，热传递过程结束。2热力学第一律做功和热传递都可以改变物体的内能，物体内能的变化由做功和热传递共同决，遵循热力学第一律。即U W QU 0即内能增加，U 0内能减少W 0外界对物体做功，W 0物体对外界做功Q 0物体吸热，Q 0物体放热*功不是能量的一种形式，而是能量转化多少的量度，功和能不能相互转化，热量也不是能量的一种形式，而是内能转化多少的量度。4.气体的体积、压强、温度间的关系1描述气体状态的物理量状态参量

4、温度：宏观上表示物体的冷热程度。微观上标志物体内分子热运动的剧烈程度，是物体大量分子平均动能的标志。体积：气体分子所占据的空间，也就是气体所充满的容器的容积。压强：气体作用在器壁单位面积上的压力*数值上于单位时间内器壁单位面积上受到气体分子的总冲量a.气体压强产生的原因：大量气体分子无规那么运动碰撞器壁，形成对器壁各处均匀的持续的压力而产生。b.决因素：一气体的压强的大小，微观上决于分子运动速度和分子密度。宏观上决于气体的温度 T，体积 V。c.气体压强和大气压强有区别因密闭容器中的气体密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，所以气体压强由气体分子碰撞器壁产生，气体对上下左右器

5、壁的压强都是大小相的。2几种常见情况的压强计算5.气体分子动理论1气体分子运动的特点：分子间距离较大，分子间的作用力很小，气体分子沿各个方向运动的数目时机相，大量分子无规那么运动的速率分布表现出“中间多，两头少的统计规律。因此，理想气体分子的大小可以忽略，除碰撞外分子间无相互作用力，它的内能只与气体的质量和温度有关。2决气体压强的两个因素：分子的平均速率温度和单位体积内分子个数。温度越高，单位体积内的分子个数越多，气体的压强就越大。6.用油膜法估测分子的大小采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法来估测分子的大小四.规律和技巧1.利用阿伏加德罗常数进行微观量的估算2.对能量守恒律的理解：能量

6、守恒律是自然界中的最根本规律，任何自然现象都遵守能量守恒律是没有条件的。物理问题中，对某一种形式的能量或某一系统的能量是否守恒是有条件的。一个物理过程，实现了能的转化或能的转移，与物理过程有关的物体或系统的某种形式的能量必发生变化，根据能量变化的原因可以列出与物理过程相关的能量转化和守恒的表达式。3.能源的和利用能源是人类生存和开展的重要支撑因素常规能源有煤、天然气、水能及生物能能源有核能、地热、海洋能、沼气、太阳能、风能【典型例题分析】【典型例题分析】例 1 质量相，温度都为 100的水和水蒸气，它们的内能A.相B.水的内能比水蒸气的内能大C.水蒸气的内能比水的内能大D.无法确分析：分析：物

7、体的内能为物体所有分子无规那么运动的动能和由分子之间相对位置所决的势能的总和。物体的温度是物体分子热运动的平均动能的标志。温度越高，分子热运动的平均动能越大；温度越低，分子的平均动能越小。质量相同的水和水蒸气的温度都为 100时，水和水蒸气的分子数目相，分子热运动的平均动能是相的。由于水蒸气的体积比相同质量的水的体积来得大，也就是说水蒸气分子间的距离比水分子间的距离来得大，水蒸气分子势能比水分子势能来得大。所以，水蒸气的内能比质量相、温度相同的水的内能大。答：答：C说明：说明：分子的平均动能也可表示为：式中v2是速度平方的平均值，它不是平均速度的平方，即(v2)(v)2。温度越高，分子平均动能

8、越大，上式中v2的值越大，表示物体中速度大的分子占的比例增加例 2 关于内能和机械能的以下说法中，正确的选项是A.机械能很大的物体，其内能一很大B.物体的机械能损失时，内能却可能增加C.物体的内能损失时，机械能必然会减少D.物体的内能为零时，机械能可以不为零E.物体的机械能为零时，内能可以不为零分析：分析：内能和机械能是两种不同形式的能对同一物体，不考虑形变时，机械能由其整体的宏观速度和相对地面的高度决；内能那么与其内子的无规那么运动及其聚集状态有关，它跟物体整体的宏观速度不计摩擦发热时和高度一般无直接联系。把物体缓缓地举得很高，使它处于很低温度的环境中，物体的机械能很大，但内能却不一大，A

9、错。物体在空中因空气阻力匀速下落时，机械能有了损失，但因与空气摩擦使物体温度升高，内能会增加，B 正确。使物体保持静止，降低温度，当忽略物体的体积变化时，物体的内能减少，机械能可以认为不变。C 错。由于物体分子永不停息地作无规那么运动，物体的内能不可能为零，机械能可以为零。D 错，E 正确。答：答：B、E例 3 将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，1cm3溶液有 50 滴，现取 1 滴油酸溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，这一薄膜的面积为0.2m2，由此估算出油酸分子的直径是。分析与解答：分析与解答：每滴溶液的体积于1cm350，每滴溶液中含有

10、的纯油酸的体积于1501200cm3，设油酸分子的直径为d(m)。那么(1501200)106 0.2dd 51010(m)例 4 质量M 200g的木块，静止放在光滑的水平面上，质量m 20g的铅弹，以水平速度v0 500m/s射入木块，当它射出木块时速度变为v1 300m/s，假设这一过程中损失的机械能转化为内能，其中 42%被子弹吸收而使其升温，对铅弹穿过木块过程，求：C铅126J/kg C1子弹离开木块时，木块的速度。2子弹克服摩擦力做的功。3摩擦力对木块做的功。4子弹升高的温度。5产生的总热量。分析与解答：分析与解答：子弹射木块过程中，不受外力作用，系统总动量守恒。木块的速度为v m

11、M(v v0.0201)0.2(500300)20m/s子弹克服摩擦力做的功摩擦力对木块做的功损失的机械能W W1W21600 40 1560JQ 1500JbQ cmtt 42%Q42cm%15601260.02 260C【模拟试题】【模拟试题】答题时间：30 分钟1.某物质的摩尔质量为 M，密度为，阿伏加德罗常数为 N，那么每个分子的质量和单位体积所含的分子数分别是A.N/MN/M B.M/NMN/C.N/MM/N D.M/NN/M2.以下说法中正确的选项是A.用手捏面包，面包体积缩小了，证明分子间有间隙B.煤堆在墙角时间长了，墙内部也变黑了，证明分子在不停地运动C.翻开香水瓶后，很远的地

12、方能闻到香味，证明分子在不停地运动D.封闭在容器中的液体很难被压缩，证明分子间有斥力3.分子间的相互作用力由引力f引和斥力f斥两组成，那么A.f斥和f引是同时存在的B.f引总是大于f斥，其合力总表现为引力C.分子之间的距离越小，f引越小，f斥越小D.分子之间的距离越小f引越大，f斥越小4.有关物体内能，以下说法中正确的选项是A.1g 0的水的内能比 1g 0的冰的内能大B.电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“热传递方式实现C.气体膨胀，它的内能一减小D.橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加5.关于热传递的下述说法中正确的选项是A.热量总是从内能大的物体传给内能小的物体B.热量总是从分子平均动

13、能大的物体传给分子平均动能小的物体C.热传递的实质是物体之间内能的转移而能的形式不发生变化D.只有通过热传递的方式，才能使物体的温度发生变化6.关于布朗运动，以下说法正确的选项是A.布朗运动就是液体分子的无规那么运动B.布朗运动就是花粉分子的无规那么运动C.花粉越大，布朗运动越剧烈D.温度越高，布朗运动越剧烈7.以下各种说法，正确的选项是A.气体的体积于各个分子的体积之和B.气体压强是由大量分子对器壁的频繁碰撞产生的C.某种气体温度越高，分子的平均速率越大D.一质量的气体，体积不变时，分子平均速率越大，气体压强越大8.对于热量、功、内能三个物理量，下述各种说法中正确的选项是A.热量、功、内能三者的物理意义相同B.热量、功都可以作为物体内能的量度C.热量、功、内能的单位相同D.热量和功是由过程决的，而内能是由物体状态决的的【试题答案】【试题答案】1.D2.BCD 3.A 4.AD 5.BC 6.D7.BCD8.CD