高三物理专题复习专题热学.pptx

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1、1考点考点48 48 分子动理论分子动理论 内能内能1.分子分子动理论动理论(1)物体是由大量分子组成的分子的大小：分子直径的数量级为1010 m，分子质量的数量级为1026 kg.分子直径估测方法：油膜法阿伏伽德罗常数：1 mol的任何物质中含有NA6.021023个分子(2)分子永不停息地做无规则运动扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象叫做扩散扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的第第1页页/共共33页页2布朗运动：指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动微粒越小，温度越高，布朗运动越明显(3)分子间存在相互的作用力分子间同时存在引力和斥力，分子力是分子间引力和斥力的合力2物体的内能物体的

2、内能(1)分子平均动能：分子由于做热运动而具有的动能叫分子动能物体内所有分子动能的平均值叫分子平均动能(2)分子的势能：由分子间相对位置决定的势能叫分子势能固体和液体的分子势能与物体的体积有关(3)物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能考点考点48 分子动理论分子动理论 内能内能第第2页页/共共33页页3决定内能的因素微观上：分子动能、分子势能、分子个数宏观上：温度、体积、物质的量改变物体内能有两种方式：做功、热传递内能的改变由热力学第一定律决定考点考点48 分子动理论分子动理论 内能内能第第3页页/共共33页页4考法考法1 1布朗运动与分子热运动的比较布朗运动

3、与分子热运动的比较第第4页页/共共33页页5考点考点48 分子动理论分子动理论 内能内能第第5页页/共共33页页6考法考法2 2利用阿伏伽德罗常数进行微观量的估算利用阿伏伽德罗常数进行微观量的估算1灵活运用两种微观模型灵活运用两种微观模型对液体、固体来说，可以将分子看成是一个个紧挨在一起的小球，也可认为这些分子是一个个紧密排列的立方体，如图所示(1)球体模型：分子的直径为 .(2)立方体模型：分子的直径为 .这两种分子模型计算出的直径数量级相同考点考点48 分子动理论分子动理论 内能内能第第6页页/共共33页页7考点考点48 分子动理论分子动理论 内能内能第第7页页/共共33页页83注意一个问

4、题注意一个问题由于固体和液体中分子间距离较小，则 可以近似表示每个分子的体积而气体分子间的距离很大，用 只能表示每个气体分子平均占据的空间，那么 就可以表示气体分子间的平均距离了考点考点48 分子动理论分子动理论 内能内能第第8页页/共共33页页9考法考法3 3分子间作用力和分子势能随分子间距的变化规律分子间作用力和分子势能随分子间距的变化规律返回专题首页返回专题首页考点考点48 分子动理论分子动理论 内能内能第第9页页/共共33页页10考点考点49 49 气体、固体和液体气体、固体和液体1.气体气体(1)描述气体状态的物理量：温度、体积、压强(2)气体的压强产生原因：大量气体分子无规则热运动

5、对器壁碰撞而产生，气体作用在器壁单位面积上的压力叫压强决定因素：宏观上取决于气体的体积和温度；微观上取决于单位体积内的分子数(分子数密度)和分子平均动能单位：国际单位是帕(Pa)，常用单位有：标准大气压(atm)、厘米汞柱(cmHg)和 毫 米 汞 柱(mmHg)换 算 关 系 是：1 atm 76 cmHg1.013105Pa，1 mmHg133 Pa.第第10页页/共共33页页11(3)气体实验定律玻意耳定律(等温变化)：p1V1p2V2或pVC.查理定律(等容变化)：.盖吕萨克定律(等压变化)：.理想气体状态方程：.2固体和液体固体和液体(1)固体分为晶体和非晶体两类，晶体又分为单晶体和

6、多晶体(2)液体液体的表面张力：液体的表面分子间的引力称为表面张力，表面张力使液体表面收缩而绷紧，跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体第第11页页/共共33页页12液晶：液晶是一种特殊的物质，它既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，液晶在显示器方面具有广泛的应用3饱和汽、饱和汽压和相对湿度饱和汽、饱和汽压和相对湿度(1)饱和汽：在密闭容器中的液体不断蒸发，液面上的蒸汽也不断凝结，当这两个同时存在的过程达到动态平衡时，液面上的蒸汽叫饱和汽，而没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽(2)饱和汽压：饱和汽的压强叫做饱和汽压，饱和汽压与温度的高低有关，温度

7、升高时，饱和汽压也增大饱和汽压与体积的大小无关(3)相对湿度：在某一温度下，空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比，称为空气的相对湿度，即相对湿度(B).考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体第第12页页/共共33页页13考法考法4气体压强的计算气体压强的计算1液体封闭的气体压强的确定液体封闭的气体压强的确定平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，利用它的受力平衡，求出气体的压强取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等建立方程求出压强液体内部深度为h处的总压强pp0gh.考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体第

8、第13页页/共共33页页142固体固体(活塞或汽缸活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定封闭的气体压强的确定由于该固体必定受到被封闭气体的压力，所以可通过对该固体进行受力分析，由平衡条件建立方程来求出气体压强考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体第第14页页/共共33页页15考法考法5 5气体实验定律气体实验定律1气体气体实验定律及定律及图线比比较考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体第第15页页/共共33页页16考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体第第16页页/共共33页页17考法考法6理想气体的状态方程及应用理想气体的状态方程及应用1理想气体理想气体(1)宏观上讲，理想

9、气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体(2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间2状态方程：.3应用状态方程解题的一般步骤应用状态方程解题的一般步骤(1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体；(2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；考点考点49 气体、固体和液体气体、固体和液体第第17页页/共共33页页18(3)由状态方程列式求解；(4)讨论结果的合理性考法考法7晶体与晶体与非晶体非晶体返回专题首页返回专题首页考点考点49 气体、固体

10、和液体气体、固体和液体第第18页页/共共33页页19考点考点50 50 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律1.热力学第一定律(1)做功和热传递是改变物体内能的两种方式(2)热力学第一定律：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和用公式表达为：UQW.2热力学第二定律(1)热传导的方向性：两个温度不同的物体接触时，热量会自发地从高温物体传到低温物体，不能自发地从低温物体传到高温物体而低温物体必须要依靠外界的辅助才能将热量传给高温物体第第19页页/共共33页页20(2)第二类永动机：从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不产生他变化的机器机械能和内能

11、的转化过程具有方向性，违背热力学第二定律，不可能实现(3)热力学第二定律克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功，而不产生其他影响3能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变考点考点50 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律第第20页页/共共33页页21考法考法8对热力学第一定律的理解对热力学第一定律的理解1热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递

12、之间的定量关系此定律是标量式，应用时功、内能、热量的单位应统一为国际单位焦耳2对公式UQW符号的规定：考点考点50 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律第第21页页/共共33页页223.几种几种特殊情况特殊情况：(1)若过程是绝热的，则Q0，WU，外界对物体做的功等于物体内能的增加；(2)若过程中不做功，即W0，则QU，物体吸收的热量等于物体内能的增加；(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即U0，则WQ0或WQ，外界对物体做的功等于物体放出的热量4注意事项注意事项：(1)应用热力学第一定律时要明确研究的对象是哪个物体或者是哪个热力学系统；(2)应用热力学第一定律计算时，要依照符号

13、法则代入数据，对结果的正、负也同样依照规则来解释其意义；考点考点50 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律第第22页页/共共33页页23(3)分析此类问题需要注意两点，“绝热”说明与外界没有热交换，气体向真空扩散时对外不做功考点考点50 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律第第23页页/共共33页页24考法考法9对热力学第二定律的理解对热力学第二定律的理解1对热力学第二定律关键词的理解对热力学第二定律关键词的理解在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”的含义：(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助；(2)“不产生

14、其他影响”是说发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等2热力学第二定律的实质热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性考点考点50 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律第第24页页/共共33页页253热力学过程方向性实例热力学过程方向性实例返回专题首页返回专题首页考点考点50 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律第第25页页/共共33页页26考点考点51 51 实验：用油膜法估实验：用油膜法估测分子的大小测分子的大

15、小1.实验实验原理原理用油膜法估测分子大小的原理是：用累积法测出一滴油酸酒精溶液的体积V0，根据溶液浓度算出一滴纯油酸的体积V，测出油滴形成单分子油膜层的面积S，如果把分子看做球形，就可算出油酸分子的直径 .分子虽然很小，但分子间有空隙，除一些有机物质的大分子以外，一般物质分子直径的数量级都是1010 m本实验采用使油酸在水面上形成一层单分子的油膜的方法，估测分子的大小，油酸是一种脂肪酸，它的分子和水有很强的亲和力，当它浮于水面时，能形成一个单分子层油膜，如果油膜分子可以大致看做球形，油膜的厚度就是分子的直径，如图所示第第26页页/共共33页页272实验步骤实验步骤(1)配制油酸酒精溶液，取1

16、 mL的油酸滴入酒精中配制成500 mL的油酸酒精溶液(2)用滴管或注射器将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积(例如1 mL)时的滴数，算出一滴油酸酒精溶液的体积(3)实验时先向边长为3040 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上，用滴管往水面上滴一滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散开(4)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上考点考点51 实验：用油膜法估测分子的大小实验：用油膜法估测分子的大小第第27页页/共共33页页28(5)将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S

17、.求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个(6)根据配制的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.根据一滴纯油酸的体积V和薄膜的面积S即可算出油酸薄膜的厚度 ，即油酸分子的大小3误差分析误差分析用油膜法估测分子的直径，通常可以测得比较准，实验误差通常来自三个方面：(1)形成单分子油膜只有形成单分子油膜，才能用油膜的厚度代表分子的直径，即 .要求使用的酒精的浓度、痱子粉的用量适宜考点考点51 实验：用油膜法估测分子的大小实验：用油膜法估测分子的大小第第28页页/共共33页页29(2)油滴的体积V用累积法测油滴的体积先测出1

18、mL的油酸酒精溶液的滴数，从而计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再由油酸酒精溶液的浓度算出纯油酸的体积(3)油膜的面积S用坐标纸测出形状不规则油膜的面积数出不规则图形的轮廓包围的方格数，计算方格数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个，方格边长的单位越小，这种方法求出的面积越精确4注意事项注意事项(1)油酸酒精溶液的浓度应小于0.1%.(2)痱子粉的用量不要太多，否则不易成功考点考点51 实验：用油膜法估测分子的大小实验：用油膜法估测分子的大小第第29页页/共共33页页30(3)测一滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几滴，数出对应的毫升数，这样求平均值时误差较

19、小(4)浅盘里水离盘口面的距离应小些，并要水平放置，以便准确地画出油膜的形状，画线时视线应与板面垂直(5)要待油膜形状稳定后，再画轮廓(6)利用坐标纸求油膜面积时，以边长1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个(7)做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦拭，最后用水冲洗，以保持盘的清洁 返回专题首页返回专题首页考点考点51 实验：用油膜法估测分子的大小实验：用油膜法估测分子的大小第第30页页/共共33页页31考点考点52 52 热学热学综合问题综合问题考法考法1010热学综合问题热学综合问题热学综合问题一方面以气体压强为桥梁

20、表现为热学与力学的综合，涉及受力分析、平衡条件、牛顿运动定律、气体实验定律、理想气体状态方程等；另一方面以功和能为桥梁表现为实验定律与热力学定律的综合，涉及气体实验定律、理想气体状态方程、动能定理、功能关系、热力学定律、能量守恒等求解前一类问题时首先要以跟气体接触的物体为对象进行受力分析，研究对象可以是活塞(或水银)、汽缸以及活塞和汽缸组成的整体，明确研究对象是平衡还是加速运动，从而列出平衡方程或牛顿第二定律方程求出第第31页页/共共33页页32压强；接下来再以被封闭的气体为对象，明确气体的初、末状态，结合气体实验定律、理想气体状态方程求解求解后一类问题时找到气体实验定律与热力学定律之间的联系，弄清气体状态变化过程中各状态量的变化情况两个规律的联系在于气体的体积V和温度T，关系如下：(1)体积变化对应气体与外界做功的关系：体积增大，气体对外界做功，即W0.(2)理想气体不计分子间作用力，即不计分子势能，故内能只与温度有关，温度升高，内能增大，即U0；温度降低，内能减小，即U0，最后结合热力学第一定律UWQ求解问题另外，对理想气体，只要体积变化，外界对气体(或气体对外界)要做功返回专题首页返回专题首页考点考点52 热学综合问题热学综合问题第第32页页/共共33页页33感谢您的观看。感谢您的观看。第第33页页/共共33页页