高考物理专题讲座热学专题.ppt

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1、高考物理高考物理高考物理高考物理专题讲专题讲座座座座热热 学学学学 专专 题题07新高考考试说明新高考考试说明分子动理论与统计观点分子动理论与统计观点 分子动理论的基本观点和实验依据阿伏加德罗常数气体分子运动速率的统计分布温度是分子平均动能的标志 内能 说明：全部为定性了解 实验与探究实验与探究 实验一：用油膜法估测分子的大小要求会正确使用的仪器有：温度计。07新高考考试说明新高考考试说明固体、液体与气体固体、液体与气体 固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构液体的表面张力现象气体实验定律 理想气体 07新高考考试说明新高考考试说明热力学定律与能量守恒热力学定律与能量守恒 热力学第一定律I

2、能量守恒定律I热力学第二定律 I内容内容主主 要要 变变 化化变更变更选考3-3部分1 1分子分子动动理理论实验论实验依据依据增加2 2气体分子运气体分子运动动特点特点气体分子速率的统计分布气体分子速率的统计分布更改3 3永永动动机不可能机不可能、绝对绝对零度达不到零度达不到、能源利用、能源利用删除4 4气体气体压压强强微微观观意意义义删除5.5.固体的微观结构固体的微观结构 晶体晶体 非晶体非晶体增加6.6.液晶的微观结构液晶的微观结构增加7.7.液体的表面张力液体的表面张力增加8.8.状态参量状态参量 热力学温度热力学温度 气体气体P P V V T T 关系关系气体实验气体实验定律定律更

3、改9 9理想气体理想气体增加特 点12条12条，知识点22点14点知识点单列、精简合并，有增有减普通高等学校招生全国统一考试大纲普通高等学校招生全国统一考试大纲20072007年年20072 20 00 07 7年 普 通 高 等 学 校 招 生 全 国 统 一 考 试山 东 卷 考 试 说 明试题分析试题分析 选做题的特点：1、选修课本中重点知识为主 2、常见物理模型，思路明确 3、过程情景较简单，设问多且梯度排列（每题均有3问）4、题型有实验、计算、画图、讨论类型 5、题目界限明显，没有刻意跨课本综合考查 6、题目总难度中偏易 除3-5（3）问外祝大家新春快乐！祝大家新春快乐！热学专题热学

4、专题-四个问题四个问题1.分子动理论 2.理想气体3.气体实验定律4.固体液体和热力学定律三个可能的计算点：第一个问题第一个问题 分子动理论青岛市期末考试理综试题物理选考青岛市期末考试理综试题物理选考3434（8 8分）【物理分）【物理物理物理3-33-3】已已知知铜铜的的摩摩尔尔质质量量M=63.5gM=63.5g，铜铜的的密密度度是是=8.9g/cm3=8.9g/cm3，试试估估算算铜铜原原子子的的质质量量和和铜铜原原子子的的体体积积已已知知NA=6.02NA=6.0210102323mol-1mol-13434m=1.6x10-25kg.v=1.7x10-29m3m=1.6x10-25k

5、g.v=1.7x10-29m3复习的目标！复习的目标！（估算类（估算类 看精选）看精选）思考一思考一热学的基础理论的主要内容是什么？微观角度：分子动理论 1物质是由大量分子组成的 2分子总处在永不停息的无规则运动中，称之为分子 热运动 3分子间同时存在着相互作用的斥力和引力 要点：各自的实验依据要点：各自的实验依据 布朗运动等布朗运动等用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小.swf宏观角度宏观角度：能量转化和守恒定律：能量转化和守恒定律 具体应用到热学问题的是包括物体内能的热力学第一定律，提供了从宏观角度研究热学问题的理论基础它表明，从分子动理论出发可以得到对应于分子运动存在着一种新形式

6、的能，即物体的内能物体的内能改变，可以通过做功和热传递来实现，并遵守热力学第一定律思考二思考二 请举出热学中属于描述大量分子整体特征的宏 观量？温度物体的内能气体的体积和压强 温度的统计意义温度的统计意义物体的温度是物体内部分子热运动的平均动能的标志，物体的温度是物体内部分子热运动的平均动能的标志，它是一个宏观量因此，温度是大量分子热运动的集体它是一个宏观量因此，温度是大量分子热运动的集体表现是含有统计意义的表现是含有统计意义的首先，物体内部分子热运动的速率并不是相同的其中首先，物体内部分子热运动的速率并不是相同的其中速率特别大的和速率特别小的分子数目很少，而多数分速率特别大的和速率特别小的分

7、子数目很少，而多数分子的速率处于中间一个范围内只有它们的平均速率，子的速率处于中间一个范围内只有它们的平均速率，以及由此决定的平均动能与温度有确定的关系因此，以及由此决定的平均动能与温度有确定的关系因此，对个别分子谈温度的高低是没有意义的温度只对大量对个别分子谈温度的高低是没有意义的温度只对大量分子有意义分子有意义物体的内能的统计意义物体的内能的统计意义分子动能和分子势能所谓“分子动能”是指物体内所有分子由于热运动决定的分子的动能的和“分子势能”是指物体内所有分子由于分子间相互作用的分子力和相对位置决定的势能的总和而“物体的内能”则是这二者之和显然，对个别分子谈内能是没有意义的气体的体积和压强

8、的统计意义气体的体积和压强的统计意义气体的体积是指气体内所有分子所占有的空间的总和它应等于所有气体分子本身占有的空间和它们的间 隙的总和通常气体的体积是指气体所充满的容器的容积而气体分子间空隙往往比气体分子本身占有的空间大得多理想气体的体积就是在忽略分子本身占有的体积的情况下得到的显然，谈个别气体分子的体积对于研究气体的性质是没有意义的而气体的压强是大量气体分子碰撞器壁的宏观表现谈个别分子对器壁的压强是没有意义的思考三思考三请简要说明分子力和分子势能是如何随分子间距变化的？关于分子力的变化规律：分子势能的变化规律：关于分子力的变化规律关于分子力的变化规律 1分子间同时存在着相互作用的引力和斥力

9、2分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而减小，随分子间距的减小而增大但斥力比引力变化得快3分子间相互作用的引力和斥力的合力称为分子力分子力为零的位置称为平衡位置，r0=10-10m当分子间距大于平衡位置时，分子力表现为引力，直至间距超过10-9m减小到零为止当分子间距小于平衡位置直至不能再小时，分子力表现为斥力分子势能的变化规律分子势能的变化规律 1当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距的增大而增大；当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距的增大而减少2分子势能存在一个最低点，即在平衡位置处第二个问题：第二个问题：理想气体理想气体三个参量：P V T核心公式：PV/T=nR其中n 为物质的量

10、R为一常量思考一思考一什么气体可以看做是理想气体？能严格遵守气体实验定律的气体压强不太大、温度不太低（常温、常压）的实际气体微观模型：三点理想气体的内能理想气体的内能 理想气体的分子间作用力为零，分子势能为零，所以理想气体的内能等于分子动能那 么决定一定质量的某种理想气体的内能的宏 观标志是什么？温度T几个等值变化过程几个等值变化过程（1）绝热过程（2）等温过程（3）等容过程（4）等压过程绝热过程绝热过程 绝热一般指封闭气体的材料绝热或过程完成得迅速，此过程的特点是热量Q=0，那么同学们可以讨论当一个绝热气缸内的气体向外膨胀的过程中，气体的内能如何变化？气体的温度如何变化？当一个绝热气缸内的气

11、体向外膨胀的过程中，气体的体积变大，气体对外做功，又因为是绝热过程，气体既不吸热也不向外界放热，根据热力学第一定律，其内能减小，气体的温度降低等温过程等温过程 等温过程中气体的温度保持不变，所以其等温过程中气体的温度保持不变，所以其内能不变那么当一定质量的理想气体的内能不变那么当一定质量的理想气体的压强增大，系统是吸热还是放热？压强增大，系统是吸热还是放热？因为是等温过程，所以系统的内能不变；因为是等温过程，所以系统的内能不变；根据玻意耳定律，当气体压强增大时，气根据玻意耳定律，当气体压强增大时，气体的体积变小，外界对气体做功；根据热体的体积变小，外界对气体做功；根据热力学第一定律，系统向外界

12、放热力学第一定律，系统向外界放热等容过程等容过程 等容过程的特点是什么？那么当一定等容过程的特点是什么？那么当一定质量的理想气体的压强增大，系统是质量的理想气体的压强增大，系统是吸热还是放热？吸热还是放热？体积不变，所以做功体积不变，所以做功W=0；根据查理；根据查理定律，气体的压强增大，则温度升高，定律，气体的压强增大，则温度升高，内能变大；根据热力学第一定律，系内能变大；根据热力学第一定律，系统从外界吸热统从外界吸热等压过程等压过程 等压过程的特点是什么？那么当一定质量等压过程的特点是什么？那么当一定质量的理想气体的体积增大，系统是吸热还是的理想气体的体积增大，系统是吸热还是放热？放热？压

13、强不变，根据盖压强不变，根据盖吕萨克定律，气体的吕萨克定律，气体的体积增大，则温度升高，内能变大；又因体积增大，则温度升高，内能变大；又因为气体的体积变大，气体对外界做功；根为气体的体积变大，气体对外界做功；根据热力学第一定律，系统从外界吸热据热力学第一定律，系统从外界吸热第三个问题：第三个问题：气体实验定律气体实验定律 气体的三个实验定律成立的条件是什么？气体的三个实验定律成立的条件是什么？（1）一定质量的气体，压强不太大，温度不太高时）一定质量的气体，压强不太大，温度不太高时（2）控制变量的方法对一定质量的某种气体，其状态由）控制变量的方法对一定质量的某种气体，其状态由p、V、T三个参量来

14、决定，如果控制三个参量来决定，如果控制T不变，研究不变，研究p-V间的关间的关系，即得到玻意耳定律；如果控制系，即得到玻意耳定律；如果控制V不变，研究不变，研究p-T间的间的关系，即得到查理定律；如果控制关系，即得到查理定律；如果控制p不变，研究不变，研究V-T间的间的关系，即得到盖关系，即得到盖吕萨克定律吕萨克定律思考一：思考一：等温过程等温过程玻意耳定律玻意耳定律（1）内容：一定质量的某种气体，在温度不变 时，压强和体积的乘积是恒量（2）表达式：p1V1=p2V2（3）图像：等容过程等容过程查理定律查理定律（1）内容：）内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低）1，增加

15、（或减少）的压强等于它0时压强的1/273一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强和热力学温标成正比等压变化等压变化盖盖吕萨克定吕萨克定律律（1）内容：一定质量的气体，在压强不变的情况下，它的体积和热力学温标成正比（2）表达式：练习题：练习题：处理的程序处理的程序第四个问题：第四个问题：固体液体和热固体液体和热力学定律力学定律表面张力.swf晶体和非晶体的区别.swf热力学第一定律热力学第一定律 1.内容内容 如果物体跟外界如果物体跟外界同时发生同时发生做功和热传递做功和热传递的过程的过程,那么外那么外界对物体界对物体做的功做的功W加上加上物体物体从外界吸收的从外界吸收的热量热量Q等于物等

16、于物体内能的增加体内能的增加U.2.公式公式W+Q=U3.符号法则符号法则物体吸热物体吸热 Q取正取正热力学第一定律热力学第一定律 物体放热物体放热 Q取负取负物体对外界做功物体对外界做功W取负取负外界对物体做功外界对物体做功W取正取正物体内能增加物体内能增加U取正取正物体内能减小物体内能减小U取负取负2.公式公式W+Q=U3.符号法则符号法则热力学第一定律热力学第一定律 能量守恒定律能量守恒定律1.内容内容 能量即能量即不会凭空产生不会凭空产生，也，也不不会凭空消失会凭空消失，它只能从一种形，它只能从一种形式式转化转化为另一种形式，或者从为另一种形式，或者从一个物体一个物体转移转移到别的物体

17、，在到别的物体，在转化或转移的过程中转化或转移的过程中其总量不其总量不变变，叫能量守恒定律。，叫能量守恒定律。能量守恒定律能量守恒定律2.公式公式 E=恒量恒量 E增增=E减减E初初=E末末能量守恒定律能量守恒定律3.说明说明 能量形式是多种的能量形式是多种的 各种形式的能都可以相各种形式的能都可以相互转化。互转化。能量守恒定律能量守恒定律4.第一类永动机不可制成第一类永动机不可制成 定义定义:不消耗能量的机器不消耗能量的机器,叫第一类永动机叫第一类永动机.原因原因:违背了能量守恒违背了能量守恒定律定律.热力学第二定律热力学第二定律1.1.热传导的方向性热传导的方向性 热量可以热量可以自发地自

18、发地从从高温高温物体物体传递传递给给低温低温物体。物体。热量从低温物体传递给高热量从低温物体传递给高温物体，温物体，必须借助外界的帮助必须借助外界的帮助。热力学第二定律热力学第二定律2.2.机械能内能转化方向性机械能内能转化方向性热热机机定义：把定义：把内能转化为内能转化为机机械能械能的机器的机器.能量：能量：Q1=W+Q2效率：效率：=W/Q1100%热力学第二定律热力学第二定律2.2.机械能内能转化方向性机械能内能转化方向性机械能可以机械能可以自发地自发地全部转全部转化为内能化为内能,而内能全部转化为而内能全部转化为机械能必须机械能必须受外界影响或引受外界影响或引起外界变化起外界变化.热力

19、学第二定律热力学第二定律3.3.第二类永动机不可制成第二类永动机不可制成定义定义：从单一热源吸收的热从单一热源吸收的热量，可以全部用来做功，而不量，可以全部用来做功，而不引起其他变化的机器。即：引起其他变化的机器。即：效效率率=100%=100%的机器的机器。原因：原因：违背了热力学第二定违背了热力学第二定律，但没有违背能量守恒定律律，但没有违背能量守恒定律热力学第二定律热力学第二定律4.4.热力学第二定律热力学第二定律两两种种表表述述不可能使热量从低温物体不可能使热量从低温物体传递到高温物体，而不引传递到高温物体，而不引起其他变化。起其他变化。不可能从不可能从单一热源吸收单一热源吸收热量并全部用来做功，而热量并全部用来做功，而不引起其他变化。不引起其他变化。热力学第二定律热力学第二定律4.4.热力学第二定律热力学第二定律实质：自然界中涉及到的实质：自然界中涉及到的热现象的宏观过程都具有热现象的宏观过程都具有方方向性向性。热力学第二定律是热力学第二定律是独立独立于第于第一定律的。一定律的。