2021年熱學(xué)二輪專題學(xué)案

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載20212021 學(xué)年二輪復(fù)習(xí)學(xué)案詳細(xì)表現(xiàn)在：（ 1）固體、液體分子微觀量的估算 1.3 物理： 分子動理論 物體的內(nèi)能 熱力學(xué)定律 氣體的性質(zhì)使用時(shí)間： 2021 年 3 月 10 15 日分子數(shù) nnnam nvnaam0vo【基礎(chǔ)學(xué)問】一 分子動理論1. 分子動理論基本內(nèi)容 ：物體是由大量分子組成的；分子永不停息地做無規(guī)章運(yùn)動；分子間存在著相互作用力；2. 阿伏加德羅常數(shù)： 1mol 任何物質(zhì)含有的粒子數(shù)都相同其值為：na 6 02 1023分子質(zhì)量的估算方法：每個(gè)分子的質(zhì)量為m = m 0n a0v分子體積 （分子所占空間） 的估算方法： 每個(gè)分子的體積 （分子所占空間

2、） v1na其中 為固體、液體的密度 .m0.na3. 分子的熱運(yùn)動分子直徑的估算方法把固體、液體分子看成球形， 就分子直徑 d3 6v13 6v0n a ;(1) 分子熱運(yùn)動： 物體里的大量分子做永不停息的無規(guī)章運(yùn)動，隨溫度的上升而加劇； 擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動可以證明分子熱運(yùn)動的存在；(2) 布朗運(yùn)動： 是指懸浮在液體中的花粉顆粒永不停息地做無規(guī)章運(yùn)動它并不是分子本身的運(yùn)動，是由大量液體分子對顆粒無規(guī)章碰撞引起的；液體分子的無規(guī)章運(yùn)動是布朗把固體、液體分子看成立方體，就（ 2）氣體分子微觀量的估算方法vd3 v13 vo na運(yùn)動產(chǎn)生的緣由，布朗運(yùn)動雖不是分子的運(yùn)動，但其無規(guī)章性正反映了液體分

3、子運(yùn)動的無規(guī)章性布朗運(yùn)動的猛烈程度與顆粒大小和溫度有關(guān)摩爾數(shù)n， v 為氣體在標(biāo)況下的體積.22. 44. 分子間的相互作用力(1) 分子間同時(shí)存在著相互作用的引力和斥為，引力和斥力都隨分子間距離增大而減小，隨分子間距離減小而增大但斥力的 變化比引力的變化快實(shí)際表現(xiàn)出來的分子力是引力和斥力的 合力(2) 分子間作用力（指引力和斥力的合力）隨分子間距離而變的規(guī)律是： rr0 時(shí)表現(xiàn)為引力； r10r 0 以后， 分子力變得非常柔弱， 可以忽視不計(jì)；規(guī)律方法1. 對微觀量的估算f 斥of 分f 引分子間距的估算方法：設(shè)想氣體分子勻稱分布，每個(gè)分子占據(jù)肯定的體積.假設(shè)為立方體 ,分子位于每個(gè)立方體的

4、中心，每個(gè)小立方體的邊長就是分子間距；假設(shè)氣體分子占有的體積為球體，分子位于球體的球心，就分子間距離等于每個(gè)球體的直徑.二 內(nèi)能、能的轉(zhuǎn)化和守恒 一內(nèi)能1. 分子的平均動能物體內(nèi)分子動能的平均值叫做分子的平均動能溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度越高， 分子的平均動能就越大對個(gè)別分子講溫度無意義2. 分子的勢能由分子間的相對位置所打算的勢能，叫做分子勢能， 分子勢能的大小與物體的體積有關(guān)當(dāng)?shù)谝灰⑽⒂^模型對液體、固體來說，微觀模型是分子緊密排列，將物質(zhì)的摩爾體 積分成 na 個(gè)等份，每個(gè)等份就是一個(gè)分子，如把分子看作小立方體，就每一等份就是一個(gè)小立方體如把分子看成小球，就每一等份就是一個(gè)小球可以

5、估算出分子的體積 和分子的直徑3氣體分子不是緊密排列的，所以上述微觀模型對氣體不適用，但上述微觀模型可用來求氣體分子間的距離例如l mol 任何氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積是224 103，將其分子間的距離小于r0 時(shí)，隨著分子間的距離的減小，分子勢能增加當(dāng)分子間距離大于r0 時(shí)，隨著分子間距離的增大，分子勢能也增大當(dāng)分子間距離等于r0 時(shí)，分子勢能最小；物體內(nèi)兩個(gè)分子間距離的變化，宏觀上引起提及的變化；3. 物體的內(nèi)能物體內(nèi)全部分子的動能和勢能的總和稱為物體的內(nèi)能物體的內(nèi)能是由物質(zhì)的量、溫度、體積三個(gè)因素所打算的 對于抱負(fù)氣體來說， 由于忽視分子力作用， 所以沒有分子勢能 其m分成 na 個(gè)小立

6、方體，每個(gè)小立方體中裝一個(gè)氣體分子，就小立方體的邊長就是分子間的距離2.阿伏加德羅常數(shù) n a =6.02 1023 mol-1 是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁.內(nèi)能由物質(zhì)的量和溫度所打算4. 物體內(nèi)能的變化做功和熱傳遞都可轉(zhuǎn)變物體的內(nèi)能，但它們有著本質(zhì)的區(qū)分：做功是其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化熱傳遞就是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移做功過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)變量的多少用功的大小 來量度； 熱傳遞過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少用熱量來量度；做功和熱傳遞都是過程量，內(nèi)能就是狀態(tài)量；二能的轉(zhuǎn)化和守恒定律1. 熱力學(xué)第肯定律做功和熱傳遞都能轉(zhuǎn)變物體的內(nèi)能；也就是說， 做功和熱傳遞對轉(zhuǎn)變物體的內(nèi)能是等效的；但從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)

7、看又是有區(qū)分的：做功是其他能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，功是內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度；而熱傳遞是內(nèi)能間的轉(zhuǎn)移，熱量是內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度；外界對物體所做的功w 加上物體從外界吸取的熱量q 等于物體內(nèi)能的增加 u ，即 u= q+w 這在物理學(xué)中叫做熱力學(xué)第肯定律；在這個(gè)表達(dá)式中， w 為正值，表達(dá)外界對物體做功；w 為負(fù)值，表示物體對外界做功；索更多的物理秘密 .三 .氣體的性質(zhì)一氣體的狀態(tài)參量1、 溫度： t（ t）（1） 意義：宏觀上：表示物體的冷熱程度聯(lián)單微觀上：標(biāo)志物體分子平均動能的大小（2） 數(shù)值表示法：攝氏溫標(biāo) t：單位：在 1atm 下，冰的熔點(diǎn)是 0沸點(diǎn)是： 100 熱力學(xué)溫標(biāo) t 單位： k （ si

8、 制的基本單位之一）把 273作為 0k 肯定零度（是低溫的極限，只能無限接近、不能達(dá)到） 兩種溫標(biāo)的關(guān)系： t=t+273 k t= t5q 為正值，表示物體從外界吸熱；q 為負(fù)值，表示物體對外界放熱； u 為正值，表示物體內(nèi)能增加； u 為負(fù)值，表示物體內(nèi)能削減；冰的熔點(diǎn) t1 =0 t1=273kp=1atm=76cmhg=水的沸點(diǎn) t2=100 t 2=373k1. 01310 pa2. 能的轉(zhuǎn)化和守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空毀滅或消逝，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，這就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律.注*(1) 能量守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律之一，

9、違反該定律的第一類永動機(jī)是無法實(shí)現(xiàn)的.t=100t=100k 說明：兩種溫標(biāo)下每一度溫差大小是相等的，只是零值起點(diǎn)不同2、體積： v 氣體分子所能達(dá)到的空間（一般為容器的容積）3、壓強(qiáng)： p 器壁單位面積上受到的壓力產(chǎn)生 ： 由大量分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的（單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)越多，分子的平均速率越大，氣體的壓強(qiáng)就越大）(2) 物質(zhì)的不同運(yùn)動形式對應(yīng)不同形式的能,各種形式的能在肯定的條件下可以轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中 ,能的總量守恒 .（三）熱力學(xué)其次定律1.熱傳導(dǎo)的方向性 :熱傳導(dǎo)的過程是有方向性的，這個(gè)過程可以向一個(gè)方向自發(fā)地進(jìn)行（熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體），但是向相反的方向卻

10、不能自發(fā)地進(jìn)行；單位： pa1pa=1n/ m1atm= 1.2運(yùn)算： p 固=f/sp 液= 液 gh 二氣體參量的微觀說明（ 1）氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)是：013105pa =76cmhg2. 機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性: 機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而內(nèi)能不行能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其它的變化.3. 熱力學(xué)其次定律(1) 表述：不行能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化（按熱傳導(dǎo)的方 向性表述）；不行能從單一熱源吸取熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化（按機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述）；或其次類永動機(jī)是不行能制成的；(2) 意義：自然界種進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向

11、性；它揭示了有大量分子參加的宏觀過程的方向性 .(3) 能量耗散 :自然界的能量是守恒的，但是有的能量便于利用，有些能量不便于利用；許多事例證明，我們無法把流散的內(nèi)能重新收集起來加以利用；這種現(xiàn)象叫做能量的耗散；它 從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀現(xiàn)象具有方向性；4. 熱力學(xué)第三定律(1) 內(nèi)容:熱力學(xué)零度不行達(dá)到；(2) 意義 :只需要溫度不是肯定零度,就總可能降低 ,它促進(jìn)人類想方設(shè)法盡可能降低溫度,以探氣體分子間的距離大約是分子直徑的10 倍，分子間的作用力非常柔弱；通常認(rèn)為，氣體分子除了相互碰撞或碰撞器壁外，不受力的作用；每個(gè)氣體分子的運(yùn)動是雜亂無章的，但對大量分子的整體來說，分子

12、的運(yùn)動是有規(guī)律的；討論的方法是統(tǒng)計(jì)方法；氣體分子的速率分布規(guī)律遵從統(tǒng)計(jì)規(guī)律；在肯定溫度下，某種氣體的分子速率分布是確定的，可以求出這個(gè)溫度下該種氣體分子的平均速率；（ 2）用分子動理論說明氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生（氣體壓強(qiáng)的微觀意義）；氣體的壓強(qiáng)是大量分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的；壓強(qiáng)的大小跟兩個(gè)因素有關(guān)：氣體分子的平均動能，分子的密集程度；三氣體的體積、壓強(qiáng)、溫度間的關(guān)系（ 1）肯定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情形下，體積減小時(shí)，壓強(qiáng)增大，體積增大時(shí)，壓強(qiáng)減??；（ 2）肯定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的情形下，溫度上升，體積增大；（ 3）肯定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情形下，溫度上升，壓強(qiáng)增大；20212021 學(xué)年二

13、輪復(fù)習(xí)學(xué)案 1.4 物理： 分子動理論 物體的內(nèi)能 熱力學(xué)定律 氣體的性質(zhì)為真空， 抽開隔板 k 后 a 內(nèi)氣體進(jìn)入 b，最終達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)； 在此過程中（）a氣體對外界做功，內(nèi)能削減b氣體不做功，內(nèi)能不變c氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低d氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變使用時(shí)間： 2021 年 3 月 1015 日【典例精講 】典例精講與練習(xí)例 1關(guān)于肯定質(zhì)量的氣體，以下表達(dá)正確選項(xiàng)a. 氣體吸取的熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功；b. 氣體體積增大時(shí)，期內(nèi)能肯定削減；c. 氣體從外界吸取熱量，其內(nèi)能肯定增大，d. 外界對氣體做功，氣體內(nèi)能可能削減；【答案】 ad例 2如以表示水的摩爾質(zhì)量， v 表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩

14、爾體積，為在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度， na 為阿伏加德羅常數(shù)， m、分別表示每個(gè)水分子的質(zhì)量和體積，下面是四個(gè)關(guān)系式：【練習(xí)】1. 以下說法正確選項(xiàng)6-3a. 布朗運(yùn)動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)章運(yùn)動的反映b沒有摩擦的抱負(fù)熱機(jī)可以把吸取的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能c知道某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和密度可求出阿伏加德羅常數(shù) d內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運(yùn)動的平均動能可能相同2. 已知地球半徑約為6.4 10 m，空氣的摩爾質(zhì)量約為2910kg/mol,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約為5a nv mv其中（）1.0 10 pa. 利用以上數(shù)據(jù)可估算出地球表面大氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為mn an an aa.4 10 16

15、m3b.4 10 18 m3203223c. 4 10md. 4 10ma 和都是正確的；b和都是正確的；c和都是正確的；d和都是正確的；3. 對肯定量的氣體，以下說法正確選項(xiàng)a. 氣體的體積是全部氣體分子的體積之和 b氣體分子的熱運(yùn)動越猛烈，氣體溫度就越高a解析 ： n= v，mn a =m，所以m，所以 b 選項(xiàng)正確；n ac氣體對器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的d當(dāng)氣體膨脹時(shí)，氣體分子之間的勢能減小，因而氣體的內(nèi)能削減4. 給旱區(qū)送水的消防車停于水平面，在慢慢放水的過程中，如車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不例 3右圖為兩分子系統(tǒng)的勢能 ep 與兩分子間距離 r 的關(guān)系曲線； 以

16、下說法正確選項(xiàng) a 當(dāng) r 大于 r 1 時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力b 當(dāng) r 小于 r1 時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力c當(dāng) r 等于 r2 時(shí)，分子間的作用力為零d在 r 由 r1 變到 r 2 的過程中，分子間的作用力做負(fù)功【答案】 bc【解析】分子間距等于r0 時(shí)分子勢能最小，即r 0= r 2；當(dāng) r 小于 r1時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r 大于 r 1 小于 r2 時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r 大于 r 2 時(shí)分子力表現(xiàn)為引力， a 錯 bc 對；在 r 由 r1 變到 r2 的過程中，分子斥力做正功分子勢能減小，d 錯誤；例 4. 如圖，一絕熱容器被隔板k 隔開 a 、 b 兩部分；已知 a 內(nèi)有肯定量的淡薄氣體，b 內(nèi)變，不計(jì)分子勢能，就胎內(nèi)氣體a. 從外界吸熱b. 對外界做負(fù)功b. 分子平均動能削減d.內(nèi)能增加5. 如圖中氣缸內(nèi)盛有定量的抱負(fù)氣體，氣缸壁是導(dǎo)熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與氣缸壁的接觸是光滑的，但不漏氣；現(xiàn)將活塞桿與外界連接使其緩慢的向右移動，這樣氣體將等溫膨脹并通過桿對外做功；如已知抱負(fù)氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，就以下說法正確選項(xiàng)a. 氣體是從單一熱源吸熱，全用來對外做功，因此此過程違反熱力學(xué)其次定律圖b. 氣