物理高考金学案第一轮总复习时分子动理论热力学定律.pptx

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1、第第1课时分子动理论热力学定律课时分子动理论热力学定律第1页/共35页第2页/共35页 考点一考点一 分子直径、质量、数目等分子直径、质量、数目等 微观量的估算微观量的估算一、宏观量与微观量的相互关系一、宏观量与微观量的相互关系1微观量：分子体积微观量：分子体积V0、分子直径、分子直径d、分子质量、分子质量m0.2宏宏观观量量：物物体体的的体体积积V、摩摩尔尔体体积积Vm，物物体体的的质量质量m、摩尔质量、摩尔质量M、物体的密度、物体的密度.第3页/共35页第4页/共35页第5页/共35页【例例1】(2016淄淄博博模模拟拟)已已知知某某种种气气体体的的摩摩尔尔质质量量为为M，密密度度为为，阿

2、阿伏伏加加德德罗罗常常数数为为NA.则则该该种种气气体体中中每每个个分子的质量为分子的质量为_，分子的平均间距为，分子的平均间距为_第6页/共35页方方 法法 总总 结结微观量的求解方法微观量的求解方法(1)分分子子的的大大小小、分分子子体体积积、分分子子质质量量属属微微观观量量，直直接接测测量量它它们们的的数数值值非非常常困困难难，可可以以借借助助较较易易测测量量的的宏宏观观量量结结合合摩摩尔尔体体积积、摩摩尔尔质质量量等等来来估估算算这这些些微微观观量量，其其中中阿阿伏伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带(2)建建立立合合适适的的物物理理模

3、模型型，通通常常把把固固体体、液液体体分分子子模模拟拟为为球球形形或或小小立立方方体体形形气气体体分分子子所所占占据据的的空空间间则则建建立立立立方方体模型体模型第7页/共35页1(2016临临沂沂模模拟拟)空空调调在在制制冷冷过过程程中中，室室内内空空气气中中的的水水蒸蒸气气接接触触蒸蒸发发器器(铜铜管管)液液化化成成水水，经经排排水水管管排排走走，空空气气中中水水分分越越来来越越少少，人人会会感感觉觉干干燥燥某某空空调调工工作作一一段段时时间间后后，排排出出液液化化水水的的体体积积V1.0103cm3.已已知知水水的的密密度度1.0103kg/m3、摩摩尔尔质质量量M1.810 2kg/m

4、ol，阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数NA6.01023mol1.试求试求(结果均保留一位有效数字结果均保留一位有效数字)：(1)该液化水中含有水分子的总数该液化水中含有水分子的总数N；(2)一个水分子的直径一个水分子的直径d.第8页/共35页第9页/共35页 考点二考点二 分子力、分子势能与分子间分子力、分子势能与分子间 距离的关系距离的关系分子力与分子势能的比较：分子力与分子势能的比较：第10页/共35页第11页/共35页【例例2】(多多选选)(2017郑郑州州模模拟拟)两两个个相相距距较较远远的的分分子子仅仅在在分分子子力力作作用用下下由由静静止止开开始始运运动动，直直至至不不再再靠靠近近在

5、在此此过过程中，下列说法正确的是程中，下列说法正确的是_(填正确答案标号填正确答案标号)A分子力先增大，后一直减小分子力先增大，后一直减小B分子力先做正功，后做负功分子力先做正功，后做负功C分子动能先增大，后减小分子动能先增大，后减小D分子势能先增大，后减小分子势能先增大，后减小E分子势能和动能之和不变分子势能和动能之和不变第12页/共35页思思路路指指引引：分分子子间间作作用用力力是是分分子子间间引引力力和和分分子子间间斥斥力力的的合合力力，分分子子间间距距离离的的不不同同，分分子子间间作作用用力力有有时时表表现现为为引引力力，有有时时表表现现为为斥斥力力，如如果果分分力力做做负负功功，分分

6、子子势势能能就就增增加加，如果分力做正功如果分力做正功，分子势能就减小分子势能就减小第13页/共35页解解析析：分分子子力力F与与分分子子间间距距离离的的关关系系是是：当当rr0时时，F为为引引力力；综综上上可可知知，当当两两个个分分子子由由相相距距较较远远逐逐渐渐达达到到最最近近过过程程中中分分子子力力是是先先变变大大再再变变小小后后又又变变大大，故故选选项项A错错误误；分分子子力力为为引引力力时时，随随着着分分子子间间距距离离的的减减小小，分分子子力力做做正正功功，分分子子势势能能减减小小，分分子子力力为为斥斥力力时时，随随着着分分子子距距离离减减小小，分分子子力力做做负负功功，分分子子势

7、势能能增增大大，故故选选项项B正正确确，选选项项D错错误误；因因为为仅仅有有分分子子力力作作用用，故故只只有有分分子子动动能能和和分分子子势势能能之之间间转转化化，即即分分子子势势能能减减小小时时分分子子动动能能增增大大，分分子子势势能能增大时分子动能减小增大时分子动能减小，其总和不变，故选项，其总和不变，故选项C、E正确正确.答案：答案：BCE第14页/共35页2(多多选选)(2016徐徐州州质质检检)如如图图所所示示是是分分子子间间引引力力或或斥斥力力大大小小随分子间距离变化的图象，由此可知随分子间距离变化的图象，由此可知()Aab表示引力图线表示引力图线Bcd表示引力图线表示引力图线C当

8、当分分子子间间距距离离r等等于于两两图图线线交交点点e的的横横坐坐标标时时，分分子子力力一一定定为零为零D当当分分子子间间距距离离r等等于于两两图图线线交交点点e的的横横坐坐标标时时，分分子子势势能能一一定最小定最小E当当分分子子间间距距离离r等等于于两两图图线线交交点点e的的横横坐坐标标时时，分分子子势势能能一一定为零定为零第15页/共35页解解析析：在在Fr图图象象中中，随随r增增加加，斥斥力力变变化化快快，所所以以ab为为引引力力图图线线，A对对，B错错；两两图图象象相相交交点点e为为分分子子所所受受的的引引力力和和斥斥力力大大小小相相等等，即即分分子子间间相相互互作作用用的的受受力力平

9、平衡衡位位置置，分分子子力力为为0，分子势能最小分子势能最小，但不一定为但不一定为0，故故C、D对对，E错错答案：答案：ACD第16页/共35页 考点三考点三 热力学第一定律的理解应用热力学第一定律的理解应用1在在UQW中中，W表表示示做做功功情情况况，说说明明内内能能和和其其他他形形式式的的能能可可以以相相互互转转化化；Q表表示示吸吸热热或或放放热热的的情情况况，说说明明内内能能可可以以从从一一个个物物体体转转移移到到另另一一个个物物体体，而而UQW是是能量守恒定律的具体体现能量守恒定律的具体体现2三种特殊情况三种特殊情况(1)若若过过程程是是绝绝热热的的，则则Q0，WU，外外界界对对物物体

10、体做做的的功等于物体内能的增加功等于物体内能的增加第17页/共35页(2)若若过过程程中中不不做做功功，即即W0，QU，物物体体吸吸收收的的热热量量等于物体内能的增加等于物体内能的增加(3)若若过过程程的的始始、末末状状态态物物体体的的内内能能不不变变，即即U0，则则WQ0或或WQ，外外界界对对物物体体做做的的功功等等于于物物体体放放出出的的热热量量3温度、内能、热量、功的比较温度、内能、热量、功的比较第18页/共35页第19页/共35页【例例3】(多多选选)(2014广广东东卷卷)用用密密封封性性好好、充充满满气气体体的的塑塑料料袋袋包包裹裹易易碎碎品品，如如图图所所示示，充充气气袋袋四四周

11、周被被挤挤压压时，时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体()A体积减小，内能增大体积减小，内能增大B体积减小，压强减小体积减小，压强减小C对外界做负功，内能增大对外界做负功，内能增大D对外界做正功，压强减小对外界做正功，压强减小第20页/共35页第21页/共35页3(2016济济南南模模拟拟)一一定定质质量量的的气气体体，在在从从状状态态1变变化化到到状状态态2的的过过程程中中，吸吸收收热热量量280 J，并并对对外外做做功功120 J，试试问：问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如如果果这这些些气气体体又又

12、返返回回原原来来的的状状态态，并并放放出出了了240 J的的热热量量，那那么么在在返返回回的的过过程程中中是是气气体体对对外外界界做做功功，还还是是外外界界对气体做功？做功多少？对气体做功？做功多少？第22页/共35页解解析析：(1)由由热热力力学学第第一一定定律律可可得得UWQ120 J280 J160 J，气体的内能增加了气体的内能增加了160 J.(2)由由于于气气体体的的内内能能仅仅与与状状态态有有关关，所所以以气气体体从从状状态态2回回到到状状态态1的的过过程程中中内内能能的的变变化化量量应应等等于于从从状状态态1到到状状态态2的的过过程程中中内内能能的的变变化化量量，则则从从状状态

13、态2到到状状态态1的的内内能能应应减减少少160 J，即即U160 J，又又Q240 J，根根据据热热力力学学第第一一定定律律得得UWQ，所所以以WUQ160 J(240 J)80 J，即外界对气体做功即外界对气体做功80 J.答案：答案：(1)增加了增加了160 J(2)外界对气体做功外界对气体做功80 J第23页/共35页 考点四考点四 对热力学第二定律的理解对热力学第二定律的理解1在在热热力力学学第第二二定定律律的的表表述述中中，“自自发发地地”“不不产产生生其其他他影影响响”的涵义的涵义(1)“自自发发地地”指指明明了了热热传传递递等等热热力力学学宏宏观观现现象象的的方方向向性性，不需

14、要借助外界提供能量的帮助不需要借助外界提供能量的帮助(2)“不不产产生生其其他他影影响响”的的涵涵义义是是发发生生的的热热力力学学宏宏观观过过程程只只在在本本系系统统内内完完成成，对对周周围围环环境境不不产产生生热热力力学学方方面面的的影影响响如吸热、放热、做功等如吸热、放热、做功等第24页/共35页2热力学第二定律的实质热力学第二定律的实质热热力力学学第第二二定定律律的的每每一一种种表表述述，都都揭揭示示了了大大量量分分子子参参与与宏宏观观过过程程的的方方向向性性，进进而而使使人人们们认认识识到到自自然然界界中中进进行行的的涉涉及及热现象的宏观过程都具有方向性热现象的宏观过程都具有方向性第2

15、5页/共35页3热力学过程方向性实例热力学过程方向性实例第26页/共35页【例例4】(2017秦秦皇皇岛岛模模拟拟)根根据据你你学学过过的的热热学学中中的的有有关关知识，判断下列说法中正确的是知识，判断下列说法中正确的是()A机机械械能能可可以以全全部部转转化化为为内内能能，内内能能也也可可以以全全部部用用来来做功转化成机械能做功转化成机械能B凡凡与与热热现现象象有有关关的的宏宏观观过过程程都都具具有有方方向向性性，在在热热传传递递中中，热热量量只只能能从从高高温温物物体体传传递递给给低低温温物物体体，而而不不能能从从低温物体传递给高温物体低温物体传递给高温物体第27页/共35页C尽尽管管技技

16、术术不不断断进进步步，热热机机的的效效率率仍仍不不能能达达到到100%，制冷机却可以使温度降到制冷机却可以使温度降到293 D第第一一类类永永动动机机违违背背能能量量守守恒恒定定律律，第第二二类类永永动动机机不不违违背背能能量量守守恒恒定定律律，随随着着科科技技的的进进步步和和发发展展，第第二二类类永永动机可以制造出来动机可以制造出来第28页/共35页解解析析：机机械械能能可可以以全全部部转转化化为为内内能能，而而内内能能在在引引起起其其他他变变化化时时也也可可以以全全部部转转化化为为机机械械能能，A正正确确；凡凡与与热热现现象象有有关关的的宏宏观观过过程程都都具具有有方方向向性性，在在热热传

17、传递递中中，热热量量可可以以自自发发地地从从高高温温物物体体传传递递给给低低温温物物体体，也也能能从从低低温温物物体体传传递递给给高高温温物物体体，但但必必须须借借助助外外界界的的帮帮助助，B错错误误；尽尽管管科科技技不不断断进进步步，热热机机的的效效率率仍仍不不能能达达到到100%，制制冷冷机机也也不不能能使使温温度度降降到到293，只只能能无无限限接接近近273.15，却却永永远远不不能能达达到到，C错错误误；第第一一类类永永动动机机违违背背能能量量守守恒恒定定律律，第第二二类类永永动动机机不不违违背背能能量量守守恒恒定定律律，而而是是违违背背了热力学第二定律了热力学第二定律，第二类永动机

18、不可能制造出来第二类永动机不可能制造出来，D错误错误答案：答案：A第29页/共35页4(多选多选)关于热力学定律，下列说法正确的是关于热力学定律，下列说法正确的是()A为为了了增增加加物物体体的的内内能能，必必须须对对物物体体做做功功或或向向它它传传递递热量热量B对某物体做功，必定会使该物体的内能增加对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D不可能使热量从低温物体传向高温物体不可能使热量从低温物体传向高温物体E功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程第30页/共35页解解析析：内内能能的

19、的改改变变可可以以通通过过做做功功或或热热传传递递进进行行，故故A正正确确；对对某某物物体体做做功功，若若物物体体向向外外放放热热，则则物物体体的的内内能能不不一一定定增增加加，B错错误误；在在引引起起其其他他变变化化的的情情况况下下，从从单单一一热热源源吸吸收收热热量量可可以以将将其其全全部部变变为为功功，C正正确确；在在引引起起其其他他变变化化的的情情况况下下，可可以以将将热热量量从从低低温温物物体体传传向向高高温温物物体体，D错错误误；涉涉及热现象的宏观过程都具有方向性及热现象的宏观过程都具有方向性，故故E正确正确答案：答案：ACE第31页/共35页布朗运动与分子热运动布朗运动与分子热运

20、动 方方 法法 技技 巧巧 思思 维维 提提 升升第32页/共35页典典例例做做布布朗朗运运动动实实验验，得得到到某某个个观观测测记记录录如如图图图图中记录的是中记录的是()A分子无规则运动的情况分子无规则运动的情况B某个微粒做布朗运动的轨迹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某个微粒做布朗运动的速度时间图线时间图线D按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线第33页/共35页解解析析：布布朗朗运运动动是是悬悬浮浮在在液液体体中中的的固固体体小小颗颗粒粒的的无无规规则则运运动动，而而非非分分子子的的运运动动，故故选选项项A错错误误；既既然然无无规规则则所所以以微微粒粒没没有有固固定定的的运运动动轨轨迹迹，故故选选项项B错错误误；对对于于某某个个微微粒粒而而言言，在在不不同同时时刻刻的的速速度度大大小小和和方方向向均均是是不不确确定定的的，所所以以无无法法确确定定其其在在某某一一个个时时刻刻的的速速度度，也也就就无无法法描描绘绘其其速度速度时间图线时间图线，故选项故选项C错误错误，选项选项D正确正确答案：答案：D思思路路导导引引布布朗朗运运动动是是无无规规则则的的，其其轨轨迹迹是是不不能能描描述的述的第34页/共35页感谢您的观看！第35页/共35页