高三物理一轮复习人教选修热学.pptx
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1、考纲点击考纲点击备考导读备考导读1.1.分子动理论的基本观点和实验依据分子动理论的基本观点和实验依据2.2.阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数3.3.气体分子运动速率的统计分布气体分子运动速率的统计分布4.4.温度是分子平均动能的标志、内能温度是分子平均动能的标志、内能5.5.固体的微观结构、晶体和非晶体固体的微观结构、晶体和非晶体6.6.液晶的微观结构液晶的微观结构7.7.液体的表面张力现象液体的表面张力现象8.8.气体实验定律气体实验定律9.9.理想气体理想气体10.10.饱和汽、未饱和汽和饱和汽压饱和汽、未饱和汽和饱和汽压11.11.相对湿度相对湿度12.12.热力学第一定律热力学第一定律13
2、.13.能量守恒定律能量守恒定律14.14.热力学第二定律热力学第二定律15.15.中学物理中涉及的国际单位制的基本单中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位,包括摄氏度位和其他物理量的单位,包括摄氏度()、标准大气压标准大气压实验:用油膜法估测分子大小实验:用油膜法估测分子大小1.1.新课标地区的高考中对热学新课标地区的高考中对热学部分的要求有所降低,对本部部分的要求有所降低,对本部分的考查内容比较集中,分子分的考查内容比较集中,分子动理论、热力学定律、能量守动理论、热力学定律、能量守恒定律、气体实验定律等内容恒定律、气体实验定律等内容是高考考查的重点热力学第是高考考查的重点热
3、力学第一定律与理想气体状态方程定一定律与理想气体状态方程定性分析可能综合考查性分析可能综合考查2.2.根据新课标地区的不同考查根据新课标地区的不同考查形式有所差别,可以是选择题、形式有所差别,可以是选择题、填空题,也可以是计算题同填空题,也可以是计算题同时由于本部分内容容量大、综时由于本部分内容容量大、综合性强,联系生活、生产比较合性强,联系生活、生产比较密切,因此要注意与实际结合密切,因此要注意与实际结合的题目的题目.第1页/共81页第1节分子动理论内能 第2页/共81页第3页/共81页第4页/共81页第5页/共81页二、分子的热运动1.扩散现象:相互接触的物体互相进入对方的现象,温度越高,
4、扩散现象越明显2.布朗运动:(1)概念:在显微镜下看到的悬浮在液体(或气体)中的固体微小颗粒的永不停息的无规则运动,叫做布朗运动(2)规律:颗粒越小,运动越显著;温度越高,运动越剧烈3.分子的热运动:把分子的无规则运动叫做热运动4.布朗运动与热运动的比较第6页/共81页布朗运动布朗运动热运动热运动活动活动主体主体固体微小颗粒固体微小颗粒分子分子区别区别是微小颗粒的运动,是是微小颗粒的运动,是比分子大得多的分子团比分子大得多的分子团的运动,较大的颗粒不的运动,较大的颗粒不做布朗运动,但它本身做布朗运动,但它本身的以及周围的分子仍在的以及周围的分子仍在做热运动做热运动是指分子的运动,分子是指分子的
5、运动,分子无论大小都做热运动,无论大小都做热运动,热运动不能通过光学显热运动不能通过光学显微镜直接观察到微镜直接观察到共同共同点点都是永不停息地无规则运动,都随温度的升高都是永不停息地无规则运动,都随温度的升高而变得更加激烈,都是肉眼所不能看见的而变得更加激烈,都是肉眼所不能看见的联系联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的,它是分子做无规则运动的的撞击力而引起的,它是分子做无规则运动的反映反映第7页/共81页三、分子之间的相互作用力分子之间同时存在引力和斥力,如图所示,分子引力和分子斥力的大小都跟分子之间的距离有关,都随分子间的距离
6、增大而减小,但斥力减小得快;都随分子间距离的减小而增大,但斥力增大得快分子力是分子引力和分子斥力的合力第8页/共81页四、温度与温标1.热平衡:两个不同温度的热学系统相互作用,最后两个系统都具有相同的温度,我们说这两个系统达到了热平衡一切热平衡系统都具有相同的温度2.温度的两种意义宏观上表示物体的冷热程度微观上标志着分子热运动的激烈程度,它是物体分子平均动能的标志3.两种温标(1)摄氏温标:单位为摄氏度,符号.在1个标准大气压下,冰的熔点作为0,水的沸点作为100.(2)热力学温标:单位为开尔文,符号为K.把273.15 作为0 K,0 K是低温的极限,它表示所有分子都停止了热运动可以无限接近
7、,但永远不能达到(3)两种温度的关系:Tt273.15 K和Tt,其中两种单位制中每一度的间隔是相同的第9页/共81页五、物体的内能1.分子动能(1)做热运动的分子具有的动能叫做分子动能(2)温度是大量分子平均动能的标志,温度越高分子的平均动能越大,对个别分子来讲没有意义(3)温度相同的不同种类的物质,它们分子的平均动能相同,但由于不同种类物质的分子质量一般不等,所以它们分子的平均速率一般不同(4)分子的平均动能与物体宏观机械运动的速度、动能无关2.分子势能(1)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(2)分子势能改变与分子力做功的关系:分子力做正功,分子势能
8、减少;分子力做负功,分子势能增加;分子力做多少功,分子势能就改变多少分子势能与分子间距的关系如图所示第10页/共81页当rr0时,分子力表现为引力,随着r的增大,分子引力做负功,分子势能增加当rr0时,分子力表现为斥力,随着r的减小,分子斥力做负功,分子势能增加当rr0时,分子势能最小,选两分子相距无穷远时的分子势能为零,则rr0时,分子势能为负值对实际气体来说,体积增大,分子势能增加;体积缩小,分子势能减小第11页/共81页3.物体的内能(1)物体所有分子热运动动能和分子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和体积有关(2)物体的内能的决定因素宏观因素:温度(T)、
9、体积(V)、物质的量(n)微观因素:分子的平均动能、分子间距离和物体内部的分子总数物体的内能与物体宏观的机械运动状态无关第12页/共81页4.内能与机械能的比较项目项目内能内能机械能机械能对应的运动对应的运动形式形式热运动热运动机械运动机械运动决定因素决定因素物质的量、物体的物质的量、物体的温度、体积及物态温度、体积及物态物体做机械运动的物体做机械运动的速度、离地高度速度、离地高度(或或相对于零势能面的相对于零势能面的高度高度)和弹性形变大和弹性形变大小小是否为零是否为零永远不等于零永远不等于零一定条件下可以等一定条件下可以等于零于零联系联系在一定条件下可以相互转化在一定条件下可以相互转化第1
10、3页/共81页阿伏加德罗常数及微观量的估算【点拨】注意到阿伏加德罗常数的“桥梁”作用,及固、液、气体的结构特征:固体和液体分子可以忽略分子间的间隙,而气体分子间的间隙不能忽略第14页/共81页答案:B第15页/共81页布朗运动和分子热运动的比较(2009北京卷)做布朗运动实验,得到某个观测记录如图所示图中记录的是()A.分子无规则运动的情况B.某个微粒做布朗运动的轨迹C.某个微粒做布朗运动的速度时间图线D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线【点拨】(1)布朗运动是宏观颗粒的运动(2)布朗运动反映了分子热运动的无规则性第16页/共81页解析:布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的微小颗粒的
11、无规则运动,而非分子的运动,故A错误;布朗运动是无规则的,所以微粒没有固定的运动轨迹,故B错误;对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的,所以无法确定其在某一个时刻的速度,故也就无法描绘其速度时间图线,故C错误,D正确答案:D第17页/共81页分子力、分子势能及物体的内能(2010全国卷)右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线下列说法正确的是()A.当r大于r1时,分子间的作用力表现为引力B.当r小于r1时,分子间的作用力表现为斥力C.当r等于r2时,分子间的作用力为零D.在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功【点拨】注意分子间距跟分子力、分子势能的关系解
12、析:分子间距等于解析:分子间距等于r0时分子势能最小,即时分子势能最小,即r0r2.当当r小小于于r1时分子力表现为斥力;当时分子力表现为斥力;当r大于大于r1小于小于r2时分子力表时分子力表现为斥力;当现为斥力;当r大于大于r2时分子力表现为引力,时分子力表现为引力,A错误,错误,BC正确在正确在r由由r1变到变到r2的过程中,分子斥力做正功分子势的过程中,分子斥力做正功分子势能减小,能减小,D错误错误答案:答案:BC第18页/共81页物体内能是对分子而言的,它是组成物体所有分子热运动的动能和分子势能的总和,它是状态量,其大小与温度、体积及物体所含分子数有关对这些理解不透彻往往容易出错下列说
13、法中正确的是()A.温度低的物体内能小B.温度低的物体分子运动的平均速率小C.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能越来越大D.温度低的铜块与温度高的铁块相比,分子平均动能小第19页/共81页第20页/共81页【正解】内能是物体内所有分子的动能和势能的总和温度是分子平均动能的标志,任何物质只要温度低则物体分子平均动能就一定小,D选项正确;但温度低不表示内能一定也小,也就是所有分子的动能和势能的总和不一定就小,A选项错误;温度低,物体分子平均动能小,但不同物质的分子质量不同,所以无法确定温度低时分子运动的平均速率是否一定小;选项B错误;微观分子无规则运动与宏观物体运动不同,分
14、子的平均动能只是分子无规则热运动的动能,而物体加速运动时,物体内所有分子均参与物体的整体、有规律的运动,这时物体整体运动虽然越来越快,但并不能说明分子无规则运动的情况就加剧从本质上说,分子无规则运动的剧烈程度只与物体的温度有关,而与物体的宏观运动情况无关,C选项错误【答案】D第21页/共81页第2节固体、液体与气体 一、气体1.描述气体状态的物理量研究气体的性质时,通常用温度、体积、压强等物理量来描述一定质量的气体的状态,这三个物理量被称为气体的状态参量(1)温度T(t)物理意义:宏观上表示物体的冷热程度,微观上标志着物体中分子平均动能的大小国际单位:开尔文,符号:K.常用单位有:摄氏度,符号
15、.第22页/共81页(1)体积V定义:气体的体积宏观上等于容器的容积,微观上则表示气体分子所能达到的空间国际单位:立方米,符号:m3.且1 m3103 dm3(L)106 cm3(mL)(3)压强p产生原因及决定因素宏观:气体作用在器壁单位面积上的压力,大小取决于分子数密度和温度T.微观:大量气体分子无规则热运动对器壁碰撞产生的,大小取决于单位体积内的分子数(分子数密度)和分子平均速度第23页/共81页气体压强的微观解释气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力气体分子的平均动能越大,分子越密,对单位面积器壁产生的压力就越大,气体的
16、压强就越大国 际 单 位:帕 斯 卡,符 号:Pa,且 1atm1.013105 Pa76 cmHg.以上三个参量的大小决定了气体所处的状态在质量不变的情况下,p、V、T相互影响,只有一个参量改变是不可能的,至少要有两个或三个参量同时改变第24页/共81页气体压强与大气压强的区别气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁而产生的压强的大小跟两个因素有关:气体分子的平均动能,分子的密集程度一般情况下不考虑气体本身的重量,所以同一容器内气体的压强处处相等但大气压在宏观上可以看成是大气受地球吸引而产生的重力而引起的(例如在估算地球大气的总重量时可以用标准大气压乘以地球表面积)2.气体实验定律(1)气体的等
17、温变化玻意耳定律内容:一定质量的气体,在温度不变的情况下,压强和体积成反比第25页/共81页第26页/共81页第27页/共81页第28页/共81页第29页/共81页二、液体1.液体的表面张力(1)在液体内部分子间引力和斥力处于平衡状态,液体表面层里的分子要比液体内部稀疏一些,分子力表现为引力,使液面具有收缩的趋势(2)方向:跟液面的分界面垂直(3)浸润和不浸润是液体表面张力的表现2.液晶(1)特点:既具有液体的流动性,又像某些晶体那样具有光学各向异性(2)主要应用:液晶显示屏第30页/共81页三、饱和汽、饱和汽压与空气的湿度1.饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽:与液体处于动态平衡的蒸汽(2)未饱和
18、汽:没有达到饱和状态的蒸汽2.饱和汽压(1)定义:饱和汽所具有的压强(2)特点:液体的饱和汽压与温度有关,温度越高,饱和汽压越大,且饱和汽压与饱和汽的体积无关3.空气的湿度(1)定义:空气的干湿程度(2)描述湿度的物理量:绝对湿度:空气中所含水蒸气的压强相对湿度:空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压的比第31页/共81页四、固体分类分类 举例举例几何形几何形状状 物理性物理性质质熔点熔点 晶体晶体 单晶单晶体体 单晶硅、食盐等单晶硅、食盐等 有规则有规则 各向异各向异性性 确定确定 多晶多晶体体 糖块、各种糖块、各种金属等金属等 没有规没有规则则 各向同各向同性性 确定确定 非晶体非晶体
19、 玻璃、松香、玻璃、松香、橡胶、沥青等橡胶、沥青等 没有规没有规则则 各向同各向同性性 不确定不确定 第32页/共81页特别提示(1)只要是具有各向异性的固体一定是晶体,而且是单晶体.(2)只要是有确定熔点的固体一定是晶体,但无法确定是单晶体还是多晶体;反之,一定是非晶体.(3)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化.第33页/共81页固体、液体的特性问题(1)下列说法中正确的是()A.黄金可以切割加工成任意形状,所以是非晶体B.同一种物质只能形成一种晶体C.单晶体的所有物理性质都是各向异性的D.玻璃没有确定的熔点,也没有规则的几何形状(2)经实验证明,表面张力的大小与液体的种类、温度和边界长度
20、有关,我们把某种液体在一定温度下单位边界长度的表面张力大小定义为这种液体的表面张力系数,它的大小反映 第34页/共81页了液体表面张力作用的强弱如图所示是测量表面张力系数的一种方法若已知金属环质量m0.10 kg,半径为r0.20 m,当用FT1.15 N的力向上提金属环时,恰好可以将金属环提离液面,求该种液体的表面张力系数.(g9.80 m/s2)【点拨】(1)根据晶体与非晶体的特性区别解答(2)由题目中表面张力系数的定义,列平衡方程解答第35页/共81页解析:所有的金属都是晶体,因而黄金也是晶体,只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章,才使黄金没有规则的几何形状,A错误;同一种物质可以形成
21、多种晶体,如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体,B错误;单晶体的物质性质各向异性是指某些物理性质各向异性,有些物理性质各向同性,C错误;玻璃是非晶体,因而没有确定的熔点和规则的几何形状,D正确答案:(1)D(2)6.77102 N/m第36页/共81页气体压强的产生与计算(2009浙江自选模块)一位质量为60 kg的同学为了表演“轻功”,他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体),然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上,在气球的上方放置一轻质塑料板,如图所示(1)关于气球内气体的压强,下列说法正确的是()A.大于大气压强B.是由于气体重力而产生的C.是由于气体分子之间
22、的斥力而产生的D.是由于大量气体分子的碰撞而产生的第37页/共81页(2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中,球内气体温度可视为不变下列说法正确的是()A.球内气体体积变大 B.球内气体体积变小C.球内气体内能变大 D.球内气体内能不变(3)为了估算气球内气体的压强,这位同学在气球的外表面涂上颜料,在轻质塑料板面和气球一侧表面贴上间距为2.0 cm的方格纸表演结束后,第38页/共81页留下气球与方格纸接触部分的“印迹”如图所示若表演时大气压强为1.013105Pa,取g10 m/s2,则气球内气体的压强为_Pa.(取4位有效数字)气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”,这一“
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