3-3-1-1分子动理论热力学定律与能量守恒.ppt

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1、考纲展示考纲展示高考瞭望高考瞭望知知识识点点要求要求分子分子动动理理论论的基本的基本观观点和点和实验实验依据依据1.考考查查阿伏加德阿伏加德罗罗常数及分子大小、常数及分子大小、分子分子质质量、分子数目等微量、分子数目等微观观量的估量的估算算2.考考查查分子的平均分子的平均动动能、能、热热运运动动和布和布朗运朗运动动3.分子力与分子分子力与分子势势能的能的综综合合问题问题4.考考查查内能的相关因素内能的相关因素5.考考查查晶体和非晶体的特点及液体表晶体和非晶体的特点及液体表面面张张力力产产生的原因生的原因6.气体气体实验实验定律的定量定律的定量计计算及算及图图象的象的考考查查7.热热力学第一定律

2、与理想气体状力学第一定律与理想气体状态态方方程定性分析的程定性分析的综综合考合考查查8.考考查热查热力学第二定律力学第二定律9.能量守恒定律的能量守恒定律的综综合运算合运算10.考考查查油膜法油膜法测测分子直径大小的分子直径大小的实实验验原理、操作步原理、操作步骤骤和数据的和数据的处处理理11.饱饱和汽、未和汽、未饱饱和汽与和汽与饱饱和汽和汽压压及及相相对对湿度湿度为为2009年考年考试试大大纲纲中新增中新增内容内容12.由于不同考区的要求不同，出由于不同考区的要求不同，出题题的形式也会各不相同，在新的形式也会各不相同，在新课标课标考考区区对对气体气体实验实验定律的考定律的考查查也有大的也有大

3、的计计算算题题.阿伏加德阿伏加德罗罗常数常数气体分子运气体分子运动动速率的速率的统计统计分布分布温度是分子平均温度是分子平均动动能的能的标标志、内能志、内能固体的微固体的微观结观结构、晶体和非晶体构、晶体和非晶体液晶的微液晶的微观结观结构构液体的表面液体的表面张张力力现现象象气体气体实验实验定律定律理想气体理想气体饱饱和蒸气、未和蒸气、未饱饱和蒸气和和蒸气和饱饱和蒸气和蒸气压压相相对对湿度湿度热热力学第一定律力学第一定律能量守恒定律能量守恒定律热热力学第二定律力学第二定律要知道中学物理中涉及的国要知道中学物理中涉及的国际单际单位制的基本位制的基本单单位位和其他物理量的和其他物理量的单单位包括位

4、包括摄摄氏度氏度()、标标准大准大气气压压实验实验：用油膜法估：用油膜法估测测分子的大小分子的大小选修选修3 33 3 第一章第一章 热学热学一、分子的大小一、分子的大小 1直直径数量径数量级级：m.2油膜法油膜法测测分子直径：分子直径：d ，V是油滴的体是油滴的体积积，S是水面上形成的是水面上形成的 的面的面积积 3分子分子质质量的数量量的数量级为级为 kg.1010单分子油膜单分子油膜1026第第1 1讲讲 分子动理论分子动理论 热力学定律与能量守恒热力学定律与能量守恒4分子的两种模型：分子的两种模型：(1)球球体模型直径体模型直径d (2)立方体模型边长为立方体模型边长为d 二、宏观量与

5、微观量及相互关系二、宏观量与微观量及相互关系 1微微观观量：分子体量：分子体积积V0、分子直径、分子直径d、分子、分子质质量量m0.2宏宏观观量：物体的体量：物体的体积积V、摩、摩尔尔体体积积Vm，物体的物体的质质量量m、摩、摩尔尔质质量量M、物体的密度、物体的密度.3关系：关系：(1)分分子的质量：子的质量：m0 (2)分子的体积：分子的体积：V0 (3)物体所含的分子数：物体所含的分子数：n 或或n(1)固固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的分子的体积体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的分子的体积V0 仅适用于固体和液体，对气体不适用仅适用于固体和液体，对气体不适用(2)对于气体分子

6、，对于气体分子，d 的值并非气体分子的大小，的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离而是两个相邻的气体分子之间的平均距离1铜铜的摩的摩尔尔质质量量为为M，密度，密度为为，若用，若用NA表示阿伏加德表示阿伏加德罗罗常数，常数，则则下列下列说说法正确的是法正确的是()A1个个铜铜原子的原子的质质量量为为 B1个个铜铜原子占有的体原子占有的体积为积为C1 m3铜铜所含原子的数目所含原子的数目为为 D1 kg铜铜所含原子的数目所含原子的数目为为解析：解析：1个个铜原子的质量为铜原子的质量为 ，1个铜原子占有的体积为个铜原子占有的体积为 由由1个铜原子的体积大小即可计算个铜原子的体积

7、大小即可计算1 m3铜所含原子的数目为铜所含原子的数目为 1 kg铜所含原子的数目为铜所含原子的数目为 答案：答案：CD扩散现象和布朗运动都说明分子做无规则运动扩散现象和布朗运动都说明分子做无规则运动一、扩散现象：一、扩散现象：相互接触的物体彼此相互接触的物体彼此进进入入对对方的方的现现象温度越高，象温度越高，扩扩散越快散越快二、布朗运动二、布朗运动1产产生生的的原原因因：是是各各个个方方向向的的液液体体分分子子对对微微粒粒碰碰撞撞的的 引引起起的的2特点：特点：(1)永不停息、无永不停息、无规则规则运运动动 (2)颗颗粒越小，运粒越小，运动动越越 (3)温度越高，运温度越高，运动动越越 (4

8、)运运动轨动轨迹不确定迹不确定不平衡性不平衡性剧烈剧烈剧烈剧烈3布布朗朗颗颗粒：布朗粒：布朗颗颗粒用肉眼直接看不到，但在粒用肉眼直接看不到，但在显显微微镜镜下能看到，因此用肉眼下能看到，因此用肉眼看到的看到的颗颗粒所做的运粒所做的运动动，不能叫做布朗运，不能叫做布朗运动动布朗布朗颗颗粒大小粒大小约为约为106 m(包含包含约约1021个分子个分子)，而分子直径，而分子直径约为约为1010 m布朗布朗颗颗粒的运粒的运动动是分子是分子热热运运动动的的 宏观表现宏观表现(1)布朗运动不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动，布朗运动不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动，而是小颗粒的运动，是液体分

9、子无规则运动的反映而是小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映(2)布朗运动中的颗粒很小，肉眼看不见，需用显微镜才能观察到布朗运动中的颗粒很小，肉眼看不见，需用显微镜才能观察到2下下列关于布朗运列关于布朗运动动的的说说法，正确的是法，正确的是()A布朗运布朗运动动是液体分子的无是液体分子的无规则规则运运动动B布朗运布朗运动动是指是指悬悬浮在液体中的固体分子的无浮在液体中的固体分子的无规则规则运运动动C布朗运布朗运动说动说明了液体分子与明了液体分子与悬悬浮浮颗颗粒之粒之间间存在着相互作用力存在着相互作用力D观观察布朗运察布朗运动动会看到，会看到，悬悬浮的浮的颗颗粒越小，温度越高，布朗运粒越小，温

10、度越高，布朗运动动越越剧剧烈烈解解析析：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，小小颗颗粒粒由由许许多多分分子子组组成成，所所以以布布朗朗运运动动不不是是分分子子的的无无规规则则运运动动，也也不不是是指指悬悬浮浮颗颗粒粒内内固固体体分分子子的的无无规规则则运运动动，故故A、B选选项项错错误误，布布朗朗运运动动虽虽然然是是由由液液体体分分子子与与悬悬浮浮颗颗粒粒间间相相互互作作用用引引起起的的，但但其其重重要要意意义义是是反反映映了了液液体体分分子子的的无无规规则则运运动动，而而不不是是反反映映了了分分子子间间的的相相互互作作用用，故故C选选

11、项项错错误误观观察察布布朗朗运运动动会会看看到到固固体体颗颗粒粒越越小小，温温度度越越高高，布布朗运动越明显故朗运动越明显故D选项正确选项正确答案：答案：D 一、分子力一、分子力1分分子子间间同同时时存在着相互作用的存在着相互作用的 ，分子力，分子力为为它它们们的的 2分子力的特点分子力的特点 (1)分子分子间间的引力和斥力都随分子的引力和斥力都随分子间间距离的增大而距离的增大而 ，随分子，随分子间间距距 离的减小而增大，但斥力比引力离的减小而增大，但斥力比引力变变化快化快引力和斥力引力和斥力合力合力减小减小rr0时时，(r0的数量的数量级为级为1010 m)，F引引F斥斥，分子力，分子力F0

12、；rr0时时，F引引r0时时，F引引F斥斥，分子力，分子力F表表现为现为 ；r10r0时时，F引引、F斥斥迅速减迅速减为为零，分子力零，分子力F0.(2)分子力随分子分子力随分子间间距离的距离的变变化化图线图线如如图图111所示所示(3)分子力的作用使分子聚集在一起，而分子的无分子力的作用使分子聚集在一起，而分子的无规则规则运运动动使它使它们趋们趋于于分散，正是分散，正是这这两个因素决定了物体的气、液、固三种不同的状两个因素决定了物体的气、液、固三种不同的状态态斥力斥力引力引力二、分子的平均动能和势能二、分子的平均动能和势能1分子的平均动能分子的平均动能 (1)定义：物体内所有分子动能的定义：

13、物体内所有分子动能的 (2)决定因素：仅与物体的决定因素：仅与物体的 有关，而与其他任何量无关系有关，而与其他任何量无关系2分子势能分子势能 (1)概念：由分子间的相互作用和概念：由分子间的相互作用和 决定的能量决定的能量 (2)分子势能大小的相关因素分子势能大小的相关因素 微观微观上：分子上：分子势势能的大小与能的大小与 有关有关 当分子当分子间间距离改距离改变时变时，分子力做功，分子，分子力做功，分子势势能也相能也相应变应变化化 宏宏观观上：与物体的上：与物体的 有关大多数物体是有关大多数物体是 越大，分子越大，分子势势能越大，能越大，也有少数物体也有少数物体(如冰、如冰、铸铁铸铁等等)，

14、变变大，分子大，分子势势能反而能反而变变小小平均值平均值温度温度相对位置相对位置分子间距分子间距体积体积体积体积体积体积3物体的内能物体的内能 (1)定定义义：物体内所有分子的：物体内所有分子的 和和 的的总总和和(2)决定因素决定因素微微观观上：分子上：分子动动能、分子能、分子势势能、能、宏宏观观上：上：、物物质质的量的量(摩摩尔尔数数)动能动能势能势能分子数分子数温度温度体积体积4物体内能的变化物体内能的变化 (1)改变改变内能的两种方式内能的两种方式 做功：当做功使物体的内能做功：当做功使物体的内能发发生改生改变变的的时时候，外界候，外界对对物体做了多少功，物物体做了多少功，物 体内能就

15、体内能就 多少；物体多少；物体对对外界做了多少功，物体内能就外界做了多少功，物体内能就 多少多少增加增加减少减少热热传递传递：当：当热传递热传递使物体的内能使物体的内能发发生改生改变变的的时时候，物体吸收了多少候，物体吸收了多少热热量，物体量，物体内能就内能就 多少；物体放出了多少多少；物体放出了多少热热量，物体内能就量，物体内能就 多少多少(2)两种改两种改变变方式方式间间的关系的关系两者在两者在 上是等效的上是等效的两者的本两者的本质质区区别别：做功是其他形式的能和内能的相互：做功是其他形式的能和内能的相互 ，热传递热传递是内能的是内能的 增加增加减少减少内能改变内能改变转化转化转移转移物

16、体的内能和机械能的比较物体的内能和机械能的比较内能内能机械能机械能定定义义物体内所有分子物体内所有分子热热运运动动动动能能与分子与分子势势能之和能之和物体的物体的动动能、重力能、重力势势能和能和弹弹性性势势能的能的统统称称决定决定由物体内部状由物体内部状态态决定决定跟宏跟宏观观运运动动状状态态、参考系和、参考系和零零势势能点的能点的选选取有关取有关量量值值任何物体都有内能任何物体都有内能可以可以为为零零测测量量无法无法测测量量可可测测量量本本质质微微观观分子的运分子的运动动和相互作用和相互作用的的结结果果宏宏观观物体的运物体的运动动和相互作用和相互作用的的结结果果比较比较名称名称(1)物物体体

17、的的体体积积越越大大，分分子子势势能能不不一一定定就就越越大大，如如0的的水水结结成成0的的冰冰后后体体积积变变大，但分子势能却减小了大，但分子势能却减小了(2)理理想想气气体体分分子子间间相相互互作作用用力力为为零零，故故分分子子势势能能忽忽略略不不计计，一一定定质质量量的的理理想想气气体内能只与温度有关体内能只与温度有关(3)机机械械能能和和内内能能都都是是对对宏宏观观物物体体而而言言的的，不不存存在在某某个个分分子子的的内内能能、机机械械能能的的说说法法温度、内能、热量、功之间的关系温度、内能、热量、功之间的关系温温度度和和内内能能是是状状态态量量，热热量量和和功功则则是是过过程程量量，

18、热热传传递递的的前前提提条条件件是是存存在在温温差差，传递传递的是的是热热量而不是温度，量而不是温度，实质实质上是内能的上是内能的转转移移3.如如图图112所示，所示，纵纵坐坐标标表示两个分子表示两个分子间间引力、斥力的大小，横坐引力、斥力的大小，横坐标标表示两表示两个分子个分子间间的距离，的距离，图图中两条曲中两条曲线线分分别别表示两分子表示两分子间间引力、斥力的大小随分子引力、斥力的大小随分子间间距离的距离的变变化关系，化关系，e为为两曲两曲线线的交点，的交点，则则下列下列说说法正确的是法正确的是()Aab为为斥力曲斥力曲线线，cd为为引力曲引力曲线线，e点横坐点横坐标标的数量的数量级为级

19、为1010 mBab为为引力曲引力曲线线，cd为为斥力曲斥力曲线线，e点横坐点横坐标标的数量的数量级为级为1010 mC若两个分子若两个分子间间距离大于距离大于e点的横坐点的横坐标标，则则分子分子间间作用力的合力表作用力的合力表现为现为斥力斥力D若两个分子若两个分子间间距离越来越大，距离越来越大，则则分子分子势势能亦越来越大能亦越来越大解解析析：e点点横横坐坐标标等等于于分分子子平平衡衡距距离离r0，其其数数量量级级应应为为1010 m，因因平平衡衡距距离离之之内内，分分子子斥斥力力大大于于分分子子引引力力，分分子子力力表表现现为为斥斥力力则则ab为为引引力力曲曲线线，cd为为斥斥力力曲曲线线

20、，B对对两两分分子子间间距距离离大大于于e点点的的横横坐坐标标，即即rr0时时，作作用用力力的的合合力力表表现现为为引引力力，C错错若若rr0时时，当当两两分分子子间间距距离离增增大大时时，合合力力做做正正功功，分分子子势能减小，势能减小，D错错答案：答案：B4分分子子间间的的势势能与体能与体积积的关系，正确的是的关系，正确的是()A物体的体物体的体积积增大，分子增大，分子间间的的势势能增大能增大 B气体分子气体分子间间距离增大，分子距离增大，分子间间的的势势能减小能减小C物体的体物体的体积积增大，分子增大，分子间间的的势势能有可能增大能有可能增大 D物体体物体体积积减小，分子减小，分子间间的

21、的势势能增大能增大解解析析：分分子子间间距距离离rr0的的时时候候，分分子子间间势势能能最最小小对对A：若若在在rr0内内，分分子子间间距距离离增增大大，分分子子势势能能增增大大，故故B错错C对对；对对D：若若在在rr0内内体体积积减减小小，分分子子势势能能减减小小，故故D不对不对答案：答案：C一、能量守恒定律一、能量守恒定律内内容容：能能量量既既不不会会凭凭空空产产生生，也也不不会会凭凭空空消消失失，它它只只能能从从一一种种形形式式转转化化为为另另一一种种形形式式，或或者者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，在在能能的的转转化化或或转转移移过过程中其程中其总总量不量不变变二

22、、热力学第一定律二、热力学第一定律 1内容内容：一般情况下，如果物体跟外界同：一般情况下，如果物体跟外界同时发时发生做功和生做功和热传递热传递的的过过程，外程，外 界界对对物体做的功物体做的功W与物体从外界吸收的与物体从外界吸收的热热量量Q之和等于物体的内能的增加量之和等于物体的内能的增加量U.2表达式：表达式：U .3对对公式公式UQW符号的符号的规规定定WQ符号符号WQU外界外界对对物体做功物体做功物体吸收物体吸收热热量量内能增加内能增加物体物体对对外界做功外界做功物体放出物体放出热热量量内能减少内能减少三、热力学第二定律三、热力学第二定律两两种表述：种表述：(1)不可能使不可能使热热量由

23、低温物体量由低温物体传递传递到高温物体，而到高温物体，而 (2)不不可可能能从从单单一一热热源源吸吸收收热热量量并并把把它它全全部部用用来来对对外外做做功功，而而不不引引起起其其他他变变化化不引起其他变化不引起其他变化1两类永动机的比较两类永动机的比较2.热力学第一定律热力学第一定律 (1)在应用热力学第一定律时，应特别分清在应用热力学第一定律时，应特别分清W、Q的正负号，的正负号，以便准确地判断以便准确地判断U的正、负的正、负第一第一类类永永动动机机第二第二类类永永动动机机不消耗能量却可以源源不断地不消耗能量却可以源源不断地对对外做功的机器外做功的机器从从单单一一热热源吸源吸热热，全部用来，

24、全部用来对对外外做功而不引起其他做功而不引起其他变变化的机器化的机器违违背能量守恒，不可能背能量守恒，不可能实现实现不不违违背能量守恒，背能量守恒，违违背背热热力学第力学第二定律，不可能二定律，不可能实现实现(2)容容易出易出错错的几种特殊情况：的几种特殊情况：若是若是绝热过绝热过程，程，则则Q0，WU，即外界即外界对对物体做的功等于物体内能的增加；物体做的功等于物体内能的增加；若若过过程中不做功，即程中不做功，即W0，则则QU，物体吸收的物体吸收的热热量等于物体内能的增加；量等于物体内能的增加；若若过过程的始末状程的始末状态态物体的内能不物体的内能不变变，即，即U0，则则WQ0或或WQ，外界

25、外界对对物体做的功等于物体放出的物体做的功等于物体放出的热热量量3热力学过程方向性实例：热力学过程方向性实例：(1)高温物体高温物体 低温物体低温物体(2)功功 热热(3)气体体气体体积积V1 气体体气体体积积V2(较较大大)(4)不同气体不同气体A和和B 混合气体混合气体AB4热力学第一定律和热力学第二定律的关系热力学第一定律和热力学第二定律的关系热热力力学学第第一一定定律律是是和和热热现现象象有有关关的的物物理理过过程程中中能能量量守守恒恒的的特特殊殊表表达达形形式式及及热热量量与与内内能能改改变变的的定定量量关关系系而而第第二二定定律律指指出出了了能能量量转转化化与与守守恒恒能能否否实实

26、现现的的条条件件和和过过程程进进行行的的方方向向，指指出出了了一一切切变变化化过过程程的的自自然然发发展展是是不不可可逆的，除非靠外界影响所以二者相互联系，又相互补充逆的，除非靠外界影响所以二者相互联系，又相互补充5(2009重庆，重庆，14)密密闭闭有空气的薄塑料瓶因降温而有空气的薄塑料瓶因降温而变变扁，扁，此此过过程中瓶内空气程中瓶内空气(不不计计分子分子势势能能)()A内能增大，放出内能增大，放出热热量量 B内能减小，吸收内能减小，吸收热热量量C内能增大，内能增大，对对外界做功外界做功 D内能减小，外界内能减小，外界对对其做功其做功解析：解析：气体气体的温度降低，则内能减小，又外界对气体

27、做了功，的温度降低，则内能减小，又外界对气体做了功，由热力学第一定律知，气体要向外放出热量由热力学第一定律知，气体要向外放出热量答案：答案：D6(2009四川，四川，16)关于关于热热力学定律，下列力学定律，下列说说法正确的是法正确的是()A在一定条件下物体的温度可以降到在一定条件下物体的温度可以降到0 KB物体从物体从单单一一热热源吸收的源吸收的热热量可全部用于做功量可全部用于做功C吸收了吸收了热热量的物体，其内能一定增加量的物体，其内能一定增加D压缩压缩气体气体总总能使气体的温度升高能使气体的温度升高解解析析：0 K是是低低温温的的极极限限，任任何何物物体体的的温温度度只只能能接接近近而而

28、不不能能达达到到，所所以以A项项错错误误；根根据据热热力力学学第第二二定定律律，物物体体不不可可能能从从单单一一热热源源吸吸收收热热量量全全部部用用来来对对外外做做功功而而不不产产生生其其他他影影响响，但但在在“产产生生其其他他影影响响的的情情况况”下下，也也可可以以从从单单一一热热源源吸吸收收热热量量全全部部用用来来做做功功，所所以以B项项正正确确；内内能能的的改改变变与与热热传传递递和和做做功功同同时时有有关关，所以所以C、D错误错误答案：答案：B7下列下列说说法中正确的有法中正确的有()A第二第二类类永永动动机和第一机和第一类类永永动动机一机一样样，都，都违违背了能量守恒定律背了能量守恒

29、定律B热热机的效率从原理上机的效率从原理上讲讲可达可达100%C因因为为能量守恒，所以能量守恒，所以“能源危机能源危机”是不可能的是不可能的D自自然然界界中中的的能能量量尽尽管管是是守守恒恒的的，但但有有的的能能量量便便于于利利用用，有有的的不不便便于于利用，故要利用，故要节约节约能源能源解析：解析：第第二类永动机是指从单一热源吸收，全部用来对外做功而不引起其他变化二类永动机是指从单一热源吸收，全部用来对外做功而不引起其他变化的机器，它并不违背能量守恒定律，却违背了热力学第二定律；第一类永动机是的机器，它并不违背能量守恒定律，却违背了热力学第二定律；第一类永动机是不消耗能量却可以源源不断地对外

30、做功的机器，它违背能量守恒定律，所以选项不消耗能量却可以源源不断地对外做功的机器，它违背能量守恒定律，所以选项A错误从热力学第二定律的表述可知，任何热机的效率都达不到错误从热力学第二定律的表述可知，任何热机的效率都达不到100%，因此，因此B错关于错关于“能源危机能源危机”必须明确以下几点：必须明确以下几点：(1)能源是提供能量的资源，如煤、石油等能源是提供能量的资源，如煤、石油等(2)人人们们在在消消耗耗能能源源时时，放放出出热热量量，部部分分转转化化为为内内能能，部部分分转转化化为为机机械械能能，但但最最终终基基本本上上都都转转化化成成了了内内能能，人人们们无无法法把把这这些些内内能能全全

31、部部收收集集起起来来重重新新利利用用(能能量量耗耗散散)，而而可可供供利利用用的的能能源源是是有有限限的的因因此此，“能能源源危危机机”并并非非说说明明能能量量不守恒故不守恒故C选项错误，选项错误，D选项正确选项正确答案：答案：D【例例1】已已知知汞汞的的摩摩尔尔质质量量为为M200.5103kg/mol，密密度度为为13.6103 kg/m3，阿伏加德，阿伏加德罗罗常数常数NA6.01023 mol1.求：求：(1)一个汞原子的一个汞原子的质质量量(用相用相应应的字母表示即可的字母表示即可)；(2)一个汞原子的体一个汞原子的体积积(结结果保留一位有效数字果保留一位有效数字)；(3)体体积为积

32、为1 cm3的汞中汞原子的个数的汞中汞原子的个数(结结果保留一位有效数字果保留一位有效数字)解析：解析：(1)一个一个汞原子的质量为汞原子的质量为m0(2)一个汞原子的体积为一个汞原子的体积为v0 m321029 m3.(3)1 cm3的汞中含汞原子个数的汞中含汞原子个数n 个个41022个个答案：答案：(1)(2)21029 m3(3)41022个个微观量的估算问题的关键是：微观量的估算问题的关键是：(1)牢牢抓住阿伏加德罗常数，它是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁牢牢抓住阿伏加德罗常数，它是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁(2)估算分子质量时，不论是液体、固体、还是气体，均可用估算分子质量

33、时，不论是液体、固体、还是气体，均可用m(3)估算分子大小和分子间距时，对固体、液体与气体，估算分子大小和分子间距时，对固体、液体与气体，应建立不同的微观结构模型应建立不同的微观结构模型11在在标标准准状状况况下下，有有体体积积为为V的的水水和和体体积积为为V的的可可认认为为是是理理想想气气体体的的水水蒸蒸气气已已知知水水的的密密度度为为，设设阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数为为NA，水水的的摩摩尔尔质质量量为为MA，标标准准状状况下水蒸气的摩况下水蒸气的摩尔尔体体积为积为VA，求：，求：(1)标标准状况下水分子与水蒸气分子的平均准状况下水分子与水蒸气分子的平均动动能的大小关系怎能的大小关系怎样样

34、？(2)它它们们各含有多少水分子？各含有多少水分子？(3)它它们们中相中相邻邻两个水分子之两个水分子之间间的平均距离是多大？的平均距离是多大？解析：解析：(1)相等相等(2)体积为体积为V的水，质量为的水，质量为MV分子个数为分子个数为N N A由由得得N N A对体积为对体积为V的水蒸气，分子个数为的水蒸气，分子个数为N NA.(3)设相邻设相邻的两个水分子之间的平均距离为的两个水分子之间的平均距离为d，将水分子视为球形，将水分子视为球形，每个水分子的体积为每个水分子的体积为v0 由由得：得：d 设相邻的水蒸气中两个水分子之间距离为设相邻的水蒸气中两个水分子之间距离为d，将水分子点周围的空间

35、视为正方体将水分子点周围的空间视为正方体v0 由由得得d 答案：答案：(1)相等相等(2)(3)【例例2】图图113为电为电冰箱的工作原理示意冰箱的工作原理示意图图压缩压缩机工作机工作时时，强强迫制冷迫制冷剂剂在冰在冰箱内外的管道中不断循箱内外的管道中不断循环环在蒸在蒸发发器中制冷器中制冷剂剂汽化吸收箱体内的汽化吸收箱体内的热热量，量，经过经过冷凝器冷凝器时时制冷制冷剂剂液化，放出液化，放出热热量到箱体外量到箱体外图图113(1)下下列列说说法正确的是法正确的是()A热热量可以自量可以自发发地从冰箱内地从冰箱内传传到冰箱外到冰箱外B电电冰箱的制冷系冰箱的制冷系统统能能够够不断地把冰箱内的不断地

36、把冰箱内的热热量量传传到外界，是因到外界，是因为为其消耗了其消耗了电电能能C电电冰箱的工作原理不冰箱的工作原理不违违反反热热力学第一定律力学第一定律D电电冰箱的工作原理冰箱的工作原理违违反反热热力学第一定律力学第一定律解解析析：热热力力学学第第一一定定律律是是热热现现象象中中内内能能与与其其他他形形式式能能的的转转化化规规律律，是是能能的的转转化化和和守守恒恒定定律律的的具具体体表表现现，适适用用于于所所有有的的热热学学过过程程，故故C正正确确，D错错误误；由由热热力力学学第第二二定定律律可可知知，热热量量不不能能自自发发地地从从低低温温物物体体传传给给高高温温物物体体，除除非非有有外外界界的

37、的影影响响或或帮帮助助电电冰冰箱箱把把热热量量从从低低温温的的内内部部传传到到高高温温的的外外部部，需需要要压压缩缩机机的的帮帮助助并并消消耗耗电电能能，故应选故应选B、C.答案：答案：BC(2)电冰电冰箱的制冷系箱的制冷系统统从冰箱内吸收的从冰箱内吸收的热热量与量与释释放到外界的放到外界的热热量相比，量相比，有怎有怎样样的关系？的关系？答答案案：由由热热力力学学第第一一定定律律可可知知，电电冰冰箱箱从从冰冰箱箱内内吸吸了了热热量量，同同时时消消耗耗了了电电能能，释释放到外界的放到外界的热热量比从冰箱内吸收的量比从冰箱内吸收的热热量多量多(1)当当做做功功和和热热传传递递两两种种过过程程同同时

38、时发发生生时时，内内能能的的变变化化就就是是要要用用热热力力学学第第一一定定律律进进行行综综合分析合分析(2)做做功功情情况况看看气气体体的的体体积积：体体积积增增大大，气气体体对对外外做做功功，W为为负负；体体积积缩缩小小，外界外界对对气体做功，气体做功，W为为正若与外界正若与外界绝热绝热，则则不不发发生生热传递热传递此此时时Q0.21 一一定定质质量量的的非非理理想想气气体体(分分子子间间的的作作用用力力不不可可忽忽略略)，从从外外界界吸吸收收了了4.2105 J的的热热量，同量，同时时气体气体对对外做了外做了6105 J的功，的功，则则：(1)气体的内能气体的内能_(填填“增加增加”或或

39、“减少减少”)，其，其变变化量的大小化量的大小为为_J.(2)气体的分子气体的分子势势能能_(填填“增加增加”或或“减少减少”)(3)分子平均分子平均动动能如何能如何变变化？化？解析：解析：(1)因气体因气体从外界吸收热量，所以从外界吸收热量，所以Q4.2105 J，气体对外做功气体对外做功6105 J，则外界对气体做功，则外界对气体做功W6105 J，由热力学第一定律由热力学第一定律UWQ，得得U6105 J4.2105 J1.8105 J，所以物体内能减少了所以物体内能减少了1.8105 J.(2)因为气体因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大了，分子力做负功，对外做功，体积膨胀，分子

40、间距离增大了，分子力做负功，气体的分子势能增加了气体的分子势能增加了(3)因为气体内能减少了，而分子势能增加了，所以分子平均动能必然因为气体内能减少了，而分子势能增加了，所以分子平均动能必然减少了，且分子平均动能的减少量一定大于分子势能的增加量减少了，且分子平均动能的减少量一定大于分子势能的增加量答案：答案：(1)减减少少1.8105 J(2)增加增加(3)减少减少22(1)第第一一类类永永动动机机不不可可能能制制成成是是因因为为其其违违反反了了_，第第二二类类永永动动机不可能制成是因机不可能制成是因为为其其违违反了反了_(2)在在一一个个大大气气压压下下，水水在在沸沸腾腾时时，1 g水水吸吸

41、收收2 263.8 J的的热热量量后后由由液液态态变变成成同同温温度度的气的气态态，其体，其体积积由由1.043 cm3变变成成1 676 cm3，求：，求：1 g水所含的分子个数；水所含的分子个数；体体积积膨膨胀时胀时气体气体对对外界做的功；外界做的功；气气体体的的内内能能变变化化(大大气气压压强强p01.0105 Pa，水水的的摩摩尔尔质质量量为为M18 g/mol，阿阿伏加德伏加德罗罗常数常数NA6.01023 mol1)解析：解析：(2)1 g水水所含的分子个数为所含的分子个数为n(1/18)610233.31022(个个)气体体积膨胀时对外做的功为气体体积膨胀时对外做的功为Wp0V105(1 6761.043)106167.5 J.根据热力学第一定律有：根据热力学第一定律有：UQW(2 263.8167.5)J2 096.3 J.答案：答案：(1)能能量守恒定律量守恒定律热热力学第二定律力学第二定律(2)3.31022167.5 J增加增加2 096.3 J点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册