分子动理论 气体及热力学定律.pptx

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1、【主干回顾】第1页/共50页【核心精华】知识规律（1）分子动理论：分子直径的数量级是10-10 m；分子永不停息地做无规则运动；分子间存在相互的引力和斥力。第2页/共50页（2）气体实验定律。p1V1=p2V2。（3）热力学定律。热力学第一定律：U=W+Q。热力学第二定律：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。第3页/共50页思想方法(1)物理思想:理想化模型思想、控制变量思想。(2)物理方法:类比法、假设法、转换研究对象法。第4页/共50页热点考向一 分子动理论【典题1师生探究】(2013北京高考)下列说法正确的是()A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B.液体分子的无规则运

2、动称为布朗运动C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加D.物体对外界做功,其内能一定减少第5页/共50页【破题关键】(1)布朗运动是指_的无规则运动。(2)改变物体内能的两个方法:_;_。液体中悬浮微粒做功热传递第6页/共50页【解析】选A。布朗运动是颗粒的无规则运动,反映了液体分子的无规则运动,故A正确,B错误;根据热力学第一定律U=W+Q,物体从外界吸收热量,其内能不一定增加,物体对外界做功,其内能也不一定减少,故C、D错误。第7页/共50页【拓展延伸】(1)我们所观察到的布朗运动是不是固体分子的无规则运动呢?【解析】不是,我们所观察到的布朗运动是悬浮固体微粒的无规则运动,固体微粒是由大量分

3、子组成的分子团,因而布朗运动不是固体分子的无规则运动。第8页/共50页(2)外界对物体做功,物体的内能减小,此时物体吸热还是放热?【解析】外界对物体做功,则W0,物体内能减小,则U0,由U=W+Q可知:Q0,即物体放热。第9页/共50页【典题2自主探究】(2013福建高考)下列四幅图中,能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是()第10页/共50页【审题流程】第一步:审题干明确目标(1)分子间作用力f随分子间距离r的变化规律;(2)分子势能Ep随分子间距离r的变化规律。第11页/共50页第二步:审问题明确思路(1)根据分子间引力、斥力的变化规律,可分析分子间作用力的

4、变化规律:r=r0时,分子间作用力f=0;rr0时,f为引力。(2)根据分子间作用力的方向,可判断分子间作用力的做功情况,进一步判断分子势能的变化规律:r=r0时,分子势能Ep最小;rr0时,Ep随r增大而增大。第12页/共50页【解析】选B。当r=r0时引力与斥力的合力为零,即分子力为零,A、D错;当分子间的距离大于或小于r0时,分子力做负功,分子势能增加,r=r0时分子势能最小,B对,C错。第13页/共50页【解题悟道】分子动理论的三个核心规律(1)分子模型、分子数:分子模型：球模型：V=立方体模型:V=a3。分子数:N=nNA=(2)分子运动:分子做永不停息的无规则运动，温度越高，分子的

5、无规则运动越剧烈。第14页/共50页(3)分子势能、分子力与分子间距离的关系:第15页/共50页【对点训练】1.(2014 西安模拟)以下说法正确的是()A.无论什么物质,只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数B.分子引力不等于分子斥力时,违背了牛顿第三定律C.1 g氢气和1 g氧气含有的分子数相同,都是6.021023个D.阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动第16页/共50页【解析】选A。分子引力与分子斥力不是一对作用力和反作用力,它们的大小不一定相等,选项B错误;氢气分子和氧气分子的摩尔质量不同,所以1 g氢气和1 g氧气含有的分子数不同,选项C错误;布朗运动只有在显

6、微镜下才能看到,直接用肉眼是看不到的,从阳光中看到的尘埃的运动是物体的机械运动,选项D错误;摩尔数就是表示物质的量,A正确。第17页/共50页2.(2013 新课标全国卷改编)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近。在此过程中,下列说法不正确的是()A.分子力先增大,后一直减小B.分子力先做正功,后做负功C.分子动能先增大,后减小D.分子势能和动能之和不变第18页/共50页【解析】选A。两分子从相距较远处仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近的过程中,分子力先是分子引力后是分子斥力,分子间距离rr0时为引力,随着距离r的减小分子引力先增大后减小,分子间距离rr0时

7、为斥力,分子斥力一直增大至最大,故选项A错误;在两分子靠近的过程中,分子引力做正功、分子斥力做负功,分子势能先减小后增大,分子动能先增大后减小,所以选项B、C正确;分子仅在分子力作用下运动,只有分子力做功,分子势能和动能之和不变,选项D正确。第19页/共50页【加固训练】(2014丹东模拟)下列说法正确的是()A.由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度,可以估算该种气体分子的大小B.悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动就越明显C.分子间的引力随分子间距离的增大而增大,分子间斥力随分子间距离的增大而减小D.根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体第20页/共50页【解析】选B。由

8、于气体分子的间距较大,根据阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度,只能估算出每个分子平均占据的空间大小,而不可以估算气体分子的大小,选项A错误;悬浮在液体中的固体微粒越小,液体的温度越高,布朗运动越明显,选项B正确;分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,选项C错误;根据热力学第二定律可知,热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,但在外界的影响下,也可以从低温物体传到高温物体,选项D错误。第21页/共50页热点考向二热力学定律的综合应用【典题3师生探究】如图所示,电路与一绝热密闭汽缸相连,R为电阻丝,汽缸内有一定质量的理想气体,外界大气压恒定。闭合开关后,绝热活塞K缓慢且无摩擦地向右移动,

9、则下列说法不正确的是()第22页/共50页A.气体的内能增加B.电阻丝放出的热量等于气体对外所做的功C.气体的压强不变D.气体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少第23页/共50页【破题关键】(1)理想气体的内能是否变化、平均动能是否变化,取决于_。(2)“活塞K缓慢且无摩擦地向右移动”说明:此过程_ 不变。(3)“绝热”说明:除了电阻丝发热,气体既不_,也不_。气体的温度封闭气体压强从外界吸热向外界放热第24页/共50页【解析】选B。闭合开关后,电阻丝发热加热气体,温度升高,气体的分子平均动能增加,气体的内能增加,选项A正确;绝热活塞K缓慢且无摩擦地向右移动,气体对外做功,气体的压强不

10、变,体积增大,电阻丝放出的热量等于气体对外所做的功和增加的内能,选项B错误、C正确;由于气体分子平均动能变大,平均每次的撞击力变大,又由于气体压强不变,气体对器壁单位面积的撞击力不变,故气体分子单位时间内对器壁单位面积撞击次数减少,D正确。第25页/共50页【典题4自主探究】(2014广东高考改编)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示。充气袋四周被挤压时,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 B.体积减小,压强减小C.对外界做负功,内能减小D.对外界做正功,压强减小第26页/共50页【审题流程】第一步:审题、读图提取信息气体与外界无热交换即绝热过程,Q=

11、0第二步:审问题明确解题思路充气袋四周被挤压时气体体积减小,外界对气体做功气体的内能增大,温度升高第27页/共50页【解析】选A。充气袋被挤压时,体积减小,气体对外界做负功,袋内气体与外界无热交换,由热力学第一定律,可得气体的内能增大,温度升高;气体体积减小,温度升高,由理想气体的状态方程可得压强增大,故A正确,B、C、D错误。第28页/共50页【解题悟道】理想气体相关三量U、W、Q的分析思路(1)内能变化量U的分析思路:由气体温度变化分析气体内能变化。温度升高,内能增加;温度降低,内能减少。由公式U=W+Q分析内能变化。第29页/共50页(2)做功情况W的分析思路:由体积变化分析气体做功情况

12、。体积膨胀,气体对外界做功;体积被压缩,外界对气体做功。由公式W=U-Q分析气体做功情况。(3)气体吸、放热Q的分析思路:一般由公式Q=U-W分析气体的吸、放热情况。第30页/共50页【对点训练】1.(2014 重庆高考)重庆出租车常以天然气作为燃料,加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)()A.压强增大,内能减小B.吸收热量,内能增大C.压强减小,分子平均动能增大D.对外做功,分子平均动能减小第31页/共50页【解析】选B。对理想气体由pV=nRT可知体积和质量不变,温度升高时,压强增大,选项C错误。理想气体的内能只有分子动

13、能,而温度是分子平均动能的标志,故温度升高,分子平均动能增大,内能增大,选项A、D错误。体积不变,故W=0,由热力学第一定律U=Q+W知,吸热内能增大,故选B。第32页/共50页2.(2014 新课标全国卷改编)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其p-T图像如图所示。下列判断错误的是()A.过程ab中气体一定吸热B.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热C.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小D.b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同第33页/共50页【解析】选B。本题考查气体性质。因为 =常数,从图中看,ab过

14、程 不变,则体积V不变,因此ab过程是温度升高,压强增大,体积不变,一定是吸热过程,A正确;ca过程压强不变,温度降低,体积减小,外界对气体做功小于气体放出的热量,B错误;状态a温度最低,而温度是分子平均动能的标志,C正确;bc过程体积增大了,容器内分子数密度减小,温度不变,分子平均速率不变,因此c状态容器壁单位面积单位时间受到分子碰撞的次数减少了,D正确。第34页/共50页【加固训练】给旱区送水的消防车停在水平地面上,在缓慢放水过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间势能,则胎内气体()A.从外界吸热B.对外界做负功C.分子平均动能减小 D.内能增加【解析】选A。本题考查了热力学定

15、律。由于车胎内温度保持不变,故分子的平均动能不变,内能不变。放水过程中车胎内气体体积增大,对外做功,由热力学第一定律可知,胎内气体吸热。A选项正确。第35页/共50页热点考向三气体实验定律的应用【典题5师生探究】(2014福建高考)如图为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图像,它由状态A经等容过程到状态B,再经等压过程到状态C。设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC,则下列关系式中正确的是()A.TATB,TBTB,TB=TCC.TATB,TBTC第36页/共50页【破题关键】(1)找对象:_(2)明确过程:A到B属于_,B到C属于_。(3)列方程:_,_。一定质量理想气体。等容变

16、化等压变化第37页/共50页【解析】选C。据理想气体状态方程 =a，可知气体从状态A经等容过程到状态B，=常量，压强减小，温度降低，即TATB;从状态B到状态C为等压变化，=常量，体积增加，温度升高，有TBTC，故选C。第38页/共50页【拓展延伸】在【典题5】的状态A经变化到状态B的过程中,气体是吸热还是放热?【解析】A到B属于等容变化,外界对气体不做功,温度降低,内能减少,据热力学第一定律U=Q+W知气体放出热量。答案:放热第39页/共50页【解题悟道】应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象即某一定质量的理想气体;(2)找出参量气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2;(3

17、)认识过程认清变化过程是正确选用物理规律的前提;(4)列出方程选用某一实验定律或气态方程,代入具体数值求解,并讨论结果的合理性。第40页/共50页【对点训练】1.(2014 湖北省八市模拟)一定质量理想气体的状态变化如图所示,则该气体()A.状态b的压强大于状态c的压强B.状态a的压强大于状态b的压强C.从状态c到状态d,体积减小D.从状态a到状态c,温度不变第41页/共50页【解析】选A。根据理想气体状态方程 =C可得，p=，可见，图线上各点处的压强与该点和坐标原点连线的斜率成反比，状态b处的斜率小于c处的斜率，说明状态b的压强大于状态c的压强，选项A正确；同理，状态a处的斜率大于b处的斜率

18、，说明状态b的压强大于状态a的压强，选项B错误；根据题图，从状态c到状态d，气体的温度降低，体积增大，选项C错误；从状态a到状态c，温度升高，选项D错误。第42页/共50页2.(2014 上海高考)如图,竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体,若试管自由下落,管内气体()A.压强增大,体积增大B.压强增大,体积减小C.压强减小,体积增大 D.压强减小,体积减小【解析】选B。试管竖直放置时,封闭的气体压强为p=p0-gh;试管自由下落时,封闭的气体压强为p=p0,根据玻意耳定律pV=C,压强增大,则体积减小,故选项B正确。第43页/共50页3.如图所示,某种自动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的

19、细管中会封闭一定质量的空气,通过压力传感器感知细管中的空气压力,从而控制进水量。设温度不变,洗衣缸内水位升高,则细管中被封闭的空气()A.体积不变,压强变小B.体积变小,压强变大C.体积不变,压强变大D.体积变小,压强变小第44页/共50页【解析】选B。由题图可知空气被封闭在细管内,水位升高时,温度不变,气体压强增大,根据玻意耳定律,气体体积减小,选项B正确。第45页/共50页【加固训练】在冬季,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来。其中主要原因是()A.软木塞受热膨胀B.瓶口因温度降低而收缩变小C.白天气温升高,大气压强变大D.瓶内气体因温度降低而压强减小第46页/共50页【解析】选D。暖水瓶内密闭气体体积不变,经过一个夜晚后气体温度降低,由 为恒量可知密闭气体压强减小,内外压强差变大,软木塞受到的压力变大,C错,D对。软木塞和瓶口的体积不变,因此A、B错。故选D。第47页/共50页第48页/共50页第49页/共50页感谢您的观看！第50页/共50页