2018高考物理專題16熱學(xué)

2018高考物理專題16熱學(xué)第一頁，共84頁。目錄Contents考情精解讀考點1考點2考法3考法2考法1考法4方法1A.考點全通關(guān)B.題型全突破C.能力大提升方法2考點3方法3第二頁，共84頁?？记榫庾x第三頁，共84頁。考綱解讀命題趨勢命題規(guī)律考情精解讀1高考幫·物理專題十六熱學(xué)1考試大綱01·分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù)Ⅰ·阿伏加德羅常數(shù)Ⅰ·氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布Ⅰ·溫度、內(nèi)能Ⅰ·固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體Ⅰ·液晶的微觀結(jié)構(gòu)Ⅰ·液體的表面張力現(xiàn)象Ⅰ·氣體實驗定律Ⅱ第四頁，共84頁?？季V解讀命題趨勢命題規(guī)律考情精解讀2高考幫·物理專題十六熱學(xué)1考試大綱02·理想氣體Ⅰ·飽和蒸氣、未飽和蒸氣、飽和蒸氣壓Ⅰ·相對濕度Ⅰ·熱力學(xué)第一定律Ⅰ·能量守恒定律Ⅰ·熱力學(xué)第二定律Ⅰ·單位制Ⅰ·實驗:用油膜法估測分子的大小第五頁，共84頁?？季V解讀命題趨勢命題規(guī)律考情精解讀3

高考幫·物理專題十六熱學(xué)2知識體系構(gòu)建03第六頁，共84頁。考綱解讀命題規(guī)律考情精解讀4命題趨勢高考幫·物理專題十六熱學(xué)考點2016全國2015全國2014全國自主命題地區(qū)分子動理論、內(nèi)能【60%】·全國Ⅲ,33(1),5分·全國Ⅱ,33(1),5分·全國Ⅰ,33,15分·全國Ⅱ,33(1),5分·2016北京,20,6分·2016江蘇,12A,12分·2015江蘇,12A,12分·2015北京,13,6分·2014北京,13,6分第七頁，共84頁?？季V解讀命題規(guī)律考情精解讀5命題趨勢

高考幫·物理專題十六熱學(xué)固體、液體和氣體【50%】·全國Ⅰ,33(2),10分·全國Ⅱ,33(2),10分·全國Ⅲ,33(2),10分·全國Ⅰ,33,15分·全國Ⅱ,33(2),10分

·2016海南,15(2),8分·2016上海,30,10分·2015上海,9,3分·2014上海,10,3分熱力學(xué)定律與能量守恒定律【10%】·全國Ⅰ,33(1),5分

·全國Ⅱ,33(2),10分·2016海南,15(1),4分·2014江蘇,12A,12分第八頁，共84頁?？季V解讀命題規(guī)律考情精解讀6返回目錄1.熱點預(yù)測在新課標(biāo)省區(qū)的高考中,對該部分內(nèi)容的考查只在選考題部分出現(xiàn),考查的知識不會面面俱到,重點考查分子動理論、阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用、氣體實驗定律及熱力學(xué)第一定律等知識,分值為15分.2.趨勢分析預(yù)計在2018年高考中,對本部分內(nèi)容的考查仍將以分子動理論、熱力學(xué)定律及氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用為主.命題趨勢高考幫·物理專題十六熱學(xué)第九頁，共84頁?？键c全通關(guān)第十頁，共84頁。考點全通關(guān)1考點1分子動理論、內(nèi)能繼續(xù)學(xué)習(xí)

高考幫·物理專題十六熱學(xué)

第十一頁，共84頁?？键c全通關(guān)2(3)分子的大?、僖话銦o機分子直徑的數(shù)量級約為:10-10m.②一般無機分子質(zhì)量的數(shù)量級約為:10-26kg.③測量方法:單分子油膜法.(4)阿伏加德羅常數(shù):指1mol的任何物質(zhì)中含有相同的微粒個數(shù),用符號NA表示,NA=6.02×1023

mol-1.

阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁.(5)常用物理量之間的相互關(guān)系①微觀量:分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0.②宏觀量:物體的體積V、摩爾體積Vm、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ.高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第十二頁，共84頁?？键c全通關(guān)3高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)

第十三頁，共84頁。考點全通關(guān)4

高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)(4)擴散現(xiàn)象、布朗運動與分子熱運動的比較類別擴散現(xiàn)象布朗運動分子熱運動活動主體分子固體微小顆粒分子區(qū)別分子的運動,發(fā)生在固體、液體、氣體等任何兩種物質(zhì)之間微小顆粒的運動,是比分子大得多的分子團(tuán)的運動,較大的顆粒不做布朗運動,但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運動指分子的運動,分子無論大小都做熱運動,熱運動不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到第十四頁，共84頁。考點全通關(guān)5高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)通關(guān)秘籍?dāng)U散現(xiàn)象直接反映了分子的無規(guī)則運動,并且可以發(fā)生在固體、液體、氣體等任何兩種物質(zhì)之間.布朗運動不是固體分子的運動,也不是液體分子的運動,而是微小顆粒的運動,是液體分子無規(guī)則運動的反映.布朗運動中的微粒很小,肉眼看不見,需用顯微鏡才能觀察到.觀察裸眼可見光學(xué)顯微鏡電子顯微鏡或掃描隧道顯微鏡共同點都是永不停息地?zé)o規(guī)則運動,都隨溫度的升高而變得更加激烈聯(lián)系布朗運動是由于微小顆粒受到周圍分子做熱運動的撞擊力而引起的,它是分子做無規(guī)則運動的反映第十五頁，共84頁。考點全通關(guān)6

高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)3.分子間的相互作用

分子間同時存在引力和斥力,且都隨分子間距離的增大而減小,隨分子間距離的減小而增大,但總是斥力變化得較快,如圖所示.(1)當(dāng)r=r0時,F引=F斥,F=0;(2)當(dāng)r<r0時,F引和F斥都隨距離的減小而增大,但F引<F斥,F表現(xiàn)為斥力;(3)當(dāng)r>r0時,F引和F斥都隨距離的增大而減小,但F引>F斥,F表現(xiàn)為引力;(4)當(dāng)r>10r0(10-9m)時,F引和F斥都已經(jīng)十分微弱,可以認(rèn)為分子間沒有相互作用力(F=0).名師提醒分子間同時存在引力與斥力,分子力是二者合力的表現(xiàn).第十六頁，共84頁?？键c全通關(guān)7

高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)二、內(nèi)能1.分子平均動能(1)分子平均動能是指所有分子動能的平均值.(2)溫度是分子平均動能的標(biāo)志,溫度越高,分子平均動能越大.2.分子勢能分子勢能是由分子間相對位置決定的勢能,它隨著物體體積的變化而變化,與分子間距離的關(guān)系為:(1)當(dāng)r>r0時,分子力表現(xiàn)為引力,隨著r的增大,分子引力做負(fù)功,分子勢能增大;(2)當(dāng)r<r0時,分子力表現(xiàn)為斥力,隨著r的減小,分子斥力做負(fù)功,分子勢能增大;第十七頁，共84頁?？键c全通關(guān)8高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)(3)當(dāng)r=r0時,分子勢能最小,但不一定為零,可為負(fù)值(因為可選兩分子相距無窮遠(yuǎn)時為分子勢能的零勢能參考點);(4)分子勢能曲線如圖所示.3.物體的內(nèi)能(1)內(nèi)能:指物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和.(2)決定因素:溫度、體積和物質(zhì)的量(摩爾數(shù)).通關(guān)秘籍物體的內(nèi)能在宏觀上與溫度、體積及物質(zhì)的量有關(guān);在微觀上與分子的平均動能、分子間距及分子個數(shù)有關(guān).物體的內(nèi)能永遠(yuǎn)不為零.4.改變內(nèi)能的兩種方式(1)做功:在沒有熱交換的情況下,外界對物體做功,物體的內(nèi)能增加;物體對外界做功,物體的內(nèi)能減少,即有ΔU=W.第十八頁，共84頁?？键c全通關(guān)9高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)(2)熱傳遞:在沒有能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的情況下,物體吸收熱量,內(nèi)能增加;物體放出熱量,內(nèi)能減少,即有ΔU=Q.通關(guān)秘籍從運動形式看,做功是其他形式的能和物體分子熱運動的動能間的轉(zhuǎn)化;熱傳遞則是通過分子之間的相互作用,只是發(fā)生了分子熱運動的動能的轉(zhuǎn)移.從能量角度看,做功是其他形式的能和物體內(nèi)能間的轉(zhuǎn)化;熱傳遞則是內(nèi)能在物體之間或者物體的不同部分之間的轉(zhuǎn)移.第十九頁，共84頁?？键c全通關(guān)10

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第二十頁，共84頁?？键c全通關(guān)11

高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)2.實驗器材盛水淺盤、注射器(或滴管)、容量瓶、坐標(biāo)紙、玻璃板、痱子粉(或細(xì)石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆.3.實驗步驟(1)用稀酒精溶液及清水清洗淺盤,充分洗去油污、粉塵,以免給實驗帶來誤差.(2)配制油酸酒精溶液,取油酸1mL,注入500mL的容量瓶中,然后向容量瓶內(nèi)注入酒精,直到液面達(dá)到500mL刻度線為止,搖動容量瓶,使油酸充分溶解在酒精中,這樣就得到了500mL含1mL純油酸的油酸酒精溶液.(3)用注射器(或滴管)將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,并記下量筒內(nèi)增加一定體積Vn時的滴數(shù)n.(4)根據(jù)V0=V_n/n算出每滴油酸酒精溶液的體積V0.第二十一頁，共84頁?？键c全通關(guān)12高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)

第二十二頁，共84頁?？键c全通關(guān)13

高考幫·物理專題十六熱學(xué)返回目錄4.注意事項(1)注射器針頭高出水面的高度應(yīng)在1cm之內(nèi),當(dāng)針頭靠水面很近(油酸未滴下之前)時,會發(fā)現(xiàn)針頭下方的粉層已被排開,這是由于針頭中酒精揮發(fā)所致,不影響實驗效果.(2)待測油膜面擴散后又會收縮,要在油膜面穩(wěn)定后再畫輪廓.擴散后又收縮有兩個原因:第一,水面受油酸液滴沖擊凹陷后又恢復(fù);第二,酒精揮發(fā)后液面收縮.(3)當(dāng)重做實驗時,將水從盤的一側(cè)邊緣倒出,在這側(cè)邊緣會殘留油酸,可用少量酒精清洗,并用脫脂棉擦去再用清水沖洗,這樣做可保持盤的清潔.5.誤差分析(1)配制油酸酒精溶液時,由于油滴大小不一、體積讀數(shù)等造成誤差;(2)油膜是否完全展開形成誤差;(3)描畫油膜輪廓及計算面積形成誤差.第二十三頁，共84頁?？键c全通關(guān)14高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)考點2固體、液體和氣體一、固體固體分為晶體與非晶體兩類.

種類特征比較

晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則熔點確定確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性各向同性典型物質(zhì)石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香形成與轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài).同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn),有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體第二十四頁，共84頁。考點全通關(guān)15

高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)通關(guān)秘籍單晶體是一個完整的晶體,有規(guī)則的幾何形狀;而多晶體是由很多小晶體(稱為晶粒)雜亂無章地排列組成的,沒有規(guī)則的幾何形狀.因而單晶體在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性,多晶體在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性.判斷是晶體還是非晶體,關(guān)鍵在于判斷有無確定的熔點,而不能靠是否有規(guī)則的幾何外形來判斷.二、液體1.液體的微觀結(jié)構(gòu)特點(1)液體分子間的距離比較小.(2)分子間的相互作用力很大.(3)分子的熱運動特點表現(xiàn)為振動與移動相結(jié)合.第二十五頁，共84頁?？键c全通關(guān)16高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)2.液體的表面張力形成原因表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大,分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力表面特性表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力,使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜表面張力的方向和液面相切,垂直于液面上的各條分界線表面張力的大小液體的溫度越高,表面張力越小;液體的密度越大,表面張力越大;液體中溶有雜質(zhì)時,表面張力變小表面張力的效果表面張力使液體表面具有收縮趨勢,使液體表面積趨于最小,而在體積相同的條件下,球形的表面積最小第二十六頁，共84頁?？键c全通關(guān)173.液晶及其物理性質(zhì)物質(zhì)通常呈現(xiàn)固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài).許多有機化合物可以呈現(xiàn)介于晶體和液體之間的狀態(tài),在這種狀態(tài)下的物質(zhì),一方面像液體具有流動性,另一方面又像晶體,分子在特定方向上排列比較整齊,具有各向異性.人們把物質(zhì)的這種狀態(tài)叫作液晶態(tài),把處于這種狀態(tài)的物質(zhì)叫作液晶.(1)液晶具有液體的流動性.(2)液晶具有晶體的光學(xué)各向異性.(3)在某個方向上看,液晶分子排列比較整齊,但從另一方向看,液晶分子的排列是雜亂無章的.

高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第二十七頁，共84頁。考點全通關(guān)18三、氣體1.氣體分子運動的特點(1)氣體分子很小,分子間的距離很大,除碰撞外不受力.(2)氣體分子的速率分布表現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的統(tǒng)計分布規(guī)律.(3)氣體分子向各個方向運動的機會相等.(4)溫度一定時,某種氣體分子的速率分布是確定的,速率的平均值也是確定的.溫度升高時,氣體分子的平均速率增大,但不是每個分子的速率都增大.2.描述氣體的狀態(tài)參量(1)溫度(T或t)①物理意義:宏觀上表示物體的冷熱程度;微觀上是大量分子無規(guī)則運動劇烈程度的反映,是物體分子熱運動的平均動能的標(biāo)志.

高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第二十八頁，共84頁?？键c全通關(guān)19②兩種溫標(biāo)(攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo))的關(guān)系兩種溫標(biāo)溫度的零點不同,同一溫度用兩種溫標(biāo)表示的數(shù)值不同,但它們表示的溫度間隔是相同的,即每一度的大小相同,Δt=ΔT.兩種溫標(biāo)的關(guān)系:T=t+273(K).(2)體積(V)指氣體分子所能達(dá)到的空間,即氣體所能充滿容器的容積.(3)壓強(p)①產(chǎn)生原因:由于大量分子無規(guī)則的運動而碰撞器壁,形成對器壁各處均勻、持續(xù)的壓力,作用在器壁單位面積上的壓力叫作氣體壓強.②決定氣體壓強大小的因素宏觀上:決定于氣體的溫度和體積.

微觀上:決定于分子的平均動能和分子的密度.

高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第二十九頁，共84頁?？键c全通關(guān)203.三個實驗定律

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玻意耳定律查理定律蓋—呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體在溫度不變的情況下,它的壓強p與體積V成反比一定質(zhì)量的某種氣體,在體積保持不變時,壓強p和熱力學(xué)溫度T成正比一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強不變的情況下,其體積V與熱力學(xué)溫度T成正比表達(dá)式第三十頁，共84頁?？键c全通關(guān)213.三個實驗定律高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)微觀解釋一定質(zhì)量的氣體,溫度保持不變時,分子的平均動能一定.在這種情況下,體積減小時,分子的密集程度增大,氣體的壓強就增大一定質(zhì)量的氣體,體積保持不變時,分子的密集程度保持不變.在這種情況下,溫度升高時,分子的平均動能增大,氣體的壓強就增大一定質(zhì)量的氣體,溫度升高時,分子的平均動能增大.只有氣體的體積同時增大,使分子的密集程度減小,才能保持壓強不變圖像(等溫線)(等容線)(等壓線)第三十一頁，共84頁。考點全通關(guān)22通關(guān)秘籍等溫線的理解在p-V圖像中,等溫線是雙曲線在第Ⅰ象限的一個分支,它的物理意義:圖線上的一點表示氣體的一個確定的狀態(tài).同一條等溫線上各狀態(tài)的溫度相同,p與V

的乘積相同.等溫線離原點越遠(yuǎn),溫度越高.如上表相關(guān)圖中,T3>T2>T1.等容線的理解物理意義:p-T圖像中,等容線是一條過原點的傾斜直線,體積越大,斜率越小,如上表相關(guān)圖中,V1>V2.對于p-t圖像,壓強p與攝氏溫度t是一次函數(shù)關(guān)系,不是簡單的正比例關(guān)系,等容線是一條經(jīng)過(-273,0)和(0,p0)點的直線,如上表相關(guān)圖中,縱軸的截距p0是0℃時氣體的壓強.斜率越大,體積越小,如上表相關(guān)圖中,V1>V2.高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第三十二頁，共84頁?？键c全通關(guān)23等壓線的理解等壓線上每一點表示氣體的一個狀態(tài).同一等壓線上每一狀態(tài)的壓強相等.用攝氏溫標(biāo)表示溫度時,V-t圖像中,等壓線的斜率越小,壓強越大,如上表相關(guān)圖中,p1>p2;用熱力學(xué)溫標(biāo)表示溫度時,V-T圖像中,等壓線的斜率越小,壓強越大,如上表相關(guān)圖中,p1>p2.4.理想氣體的狀態(tài)方程(1)理想氣體①宏觀角度認(rèn)為:理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體,實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下,可視為理想氣體.②微觀角度認(rèn)為:理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力,分子本身沒有體積,即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間.

高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第三十三頁，共84頁?？键c全通關(guān)24

高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第三十四頁，共84頁?？键c全通關(guān)25(2)飽和汽與未飽和汽:與液體處于動態(tài)平衡的蒸汽叫作飽和汽,而未達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽叫作未飽和汽.通關(guān)秘籍在一定溫度下,飽和汽的分子數(shù)密度是一定的;飽和汽的分子數(shù)密度隨溫度的升高而增大.(3)飽和汽壓與未飽和汽壓:飽和汽所具有的壓強叫作這種液體的飽和汽壓,它隨溫度的升高而增大,與液體的種類有關(guān),與體積無關(guān).未飽和汽的壓強小于飽和汽壓.通關(guān)秘籍飽和汽壓只是指空氣中這種液體蒸氣的分氣壓,與其他氣體的壓強無關(guān).飽和汽壓與溫度和物質(zhì)種類有關(guān).2.空氣的濕度(1)空氣的絕對濕度:指空氣中所含水蒸氣的壓強.

高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第三十五頁，共84頁。考點全通關(guān)26

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第三十六頁，共84頁?？键c全通關(guān)27一、熱力學(xué)第一定律1.內(nèi)容:一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和,這個關(guān)系叫作熱力學(xué)第一定律.2.表達(dá)式:W+Q=ΔU.3.符號法則高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)考點3熱力學(xué)定律和能量守恒定律物理量正、負(fù)值

功W熱量Q內(nèi)能的改變ΔU+外界對物體做功物體從外界吸收熱量物體的內(nèi)能增加-物體對外界做功物體向外界放出熱量物體的內(nèi)能減少第三十七頁，共84頁?？键c全通關(guān)284.三種特殊情況(1)若過程是絕熱的,則Q=0,W=ΔU,外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加.(2)若過程中不做功,即W=0,則Q=ΔU,物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加.(3)若過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變,即ΔU=0,則W+Q=0或W=-Q,外界對物體做的功等于物體放出的熱量.通關(guān)秘籍(1)應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時要明確研究的對象是哪個物體或者是哪個熱力學(xué)系統(tǒng);(2)應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計算時,要依照符號規(guī)則代入數(shù)據(jù),對結(jié)果的正、負(fù)也同樣依照規(guī)則來解釋其意義;(3)分析此類問題需要注意兩點,“絕熱”說明與外界沒有熱交換,氣體向真空擴散時對外不做功.高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第三十八頁，共84頁?？键c全通關(guān)29

高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)二、熱力學(xué)第二定律1.兩種表述表述一(克勞修斯表述):熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體——熱傳遞的方向性.表述二(開爾文表述):不可能從單一熱源吸收熱量,并把它全部用來做功,而不引起其他變化.或表述為“第二類永動機是不可能制成的”——機械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性.2.對熱力學(xué)第二定律的理解(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性,不需要借助外界提供能量.(2)“不引起其他變化”的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成,對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響.第三十九頁，共84頁?？键c全通關(guān)303.熱力學(xué)第一、第二定律的比較

高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)

熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第二定律定律揭示的問題它從能量守恒的角度揭示了功、熱量和內(nèi)能改變量三者的定量關(guān)系它指出自然界中一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化當(dāng)摩擦力做功時,機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能不可能在不引起其他變化的情況下完全變成機械能熱量的傳遞熱量可以從高溫物體自發(fā)傳向低溫物體熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體兩定律的關(guān)系在熱力學(xué)中,兩者既相互獨立,又互為補充,共同構(gòu)成了熱力學(xué)知識的理論基礎(chǔ)第四十頁，共84頁?？键c全通關(guān)31三、能量守恒定律1.內(nèi)容:能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變.2.理解及應(yīng)用(1)自然界中能量的存在形式:物體運動具有動能、分子運動具有分子動能、電荷具有電能、原子核內(nèi)部粒子的運動具有原子能等,可見,在自然界中不同的能量形式與不同的運動形式相對應(yīng).(2)不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化,且這一轉(zhuǎn)化過程是通過做功來完成的.(3)某種形式的能量減少,一定有其他形式的能量增加,且減少量和增加量一定相等.(4)某個物體的能量減少,一定有其他物體的能量增加,且減少量和增加量一定相等.通關(guān)秘籍在利用能量守恒定律解題時,要先搞清楚某過程中有幾種形式的能在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移,分析初、末狀態(tài),確定ΔE增、ΔE減各為多少,再由ΔE增=ΔE減列式計算.高考幫·物理專題十六熱學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)第四十一頁，共84頁?？键c全通關(guān)32高考幫·物理專題十六熱學(xué)返回目錄四、永動機

第一類永動機第二類永動機設(shè)計要求不需要任何動力或燃料,卻能不斷地對外做功的機器從單一熱源吸收熱量,使之完全變成功,而不產(chǎn)生其他影響的機器不可能制成的原因違背能量守恒定律不違背能量守恒,違背熱力學(xué)第二定律通關(guān)秘籍能量守恒定律是自然界中普遍存在的規(guī)律,是無條件的.在能量守恒定律的表述中只存在能量,不存在功.第四十二頁，共84頁。題型全突破第四十三頁，共84頁。考法1如何理解內(nèi)能考法指導(dǎo)

一、如何理解分子力做功與分子勢能間的關(guān)系?分子力做正功,分子勢能減少;分子力做負(fù)功,分子勢能增加,且分子力做多少功,分子勢能就改變多少.二、溫度、內(nèi)能、熱量間有何關(guān)系?溫度、內(nèi)能與熱量是熱學(xué)部分極易混淆的、又有著密切聯(lián)系的幾個概念,它們有不同的物理意義.

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破1繼續(xù)學(xué)習(xí)第四十四頁，共84頁。高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破2繼續(xù)學(xué)習(xí)物理量溫度內(nèi)能熱量含義表示物體的冷熱程度,是物體內(nèi)分子平均動能大小的標(biāo)志,它是大量分子熱運動的集體表現(xiàn),對個別分子來說,溫度沒有意義物體內(nèi)所有分子動能和勢能的總和,它是由大量分子的熱運動和分子的相對位置所決定的能熱傳遞過程中內(nèi)能的改變量,用來度量熱傳遞過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少第四十五頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破3繼續(xù)學(xué)習(xí)說明不同種類的氣體,如果溫度相同,則它們的分子的平均動能相同;但由于它們的分子質(zhì)量不同,所以分子的平均速率不同.分子熱運動的平均動能與宏觀上物體的運動速度無關(guān)內(nèi)能多的物體溫度未必高,溫度高的物體內(nèi)能也未必多一個物體的內(nèi)能多少是無法測定的,而某過程中內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量是可以測量的,熱量就是用來衡量內(nèi)能變化的物理量關(guān)系溫度和內(nèi)能是狀態(tài)量,熱量和功則是過程量.熱傳遞的前提條件是存在溫度差,傳遞的是熱量而不是溫度,實質(zhì)上是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移第四十六頁，共84頁。高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破4考法示例1

下列說法正確的是(

)A.對于一定量的理想氣體,若氣體的壓強和體積都不變,其內(nèi)能也一定不變B.一定質(zhì)量0℃水的分子勢能比同質(zhì)量0℃冰的分子勢能小C.物體吸收熱量后,內(nèi)能一定增加D.把物體緩慢舉高時,物體的機械能增加,內(nèi)能不變思路分析

內(nèi)能的定義→決定因素→影響分子勢能的因素→內(nèi)能與機械能的區(qū)別.繼續(xù)學(xué)習(xí)第四十七頁，共84頁。高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破5解析一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅決定于氣體的溫度,若氣體的壓強和體積都不變,則其溫度也不變,故內(nèi)能不變,選項A正確;一定質(zhì)量0℃水放出熱量凝固成0℃的冰,所以一定質(zhì)量0℃水的分子勢能比同質(zhì)量0℃冰的分子勢能大,選項B錯誤;物體吸收熱量后,若同時對外做功,內(nèi)能不一定增加,選項C錯誤;緩慢舉高物體,物體的重力勢能增加,機械能增加,物體的體積、溫度、質(zhì)量不變,內(nèi)能不變,選項D正確.

答案AD繼續(xù)學(xué)習(xí)第四十八頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破6返回目錄突破攻略分析物體的內(nèi)能問題的技巧分析物體的內(nèi)能問題應(yīng)當(dāng)明確以下四點:(1)內(nèi)能是對物體的大量分子而言的,不存在某個分子內(nèi)能的說法.(2)決定內(nèi)能大小的因素為溫度、體積、分子數(shù),還與物態(tài)有關(guān)系.(3)通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能.(4)溫度是分子平均動能的標(biāo)志,相同溫度的任何物體,分子的平均動能相同.第四十九頁，共84頁。高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破7繼續(xù)學(xué)習(xí)考法2用理想氣體狀態(tài)方程解題

考法指導(dǎo)

一、氣體的圖像類問題1.氣體的圖像:氣體的等溫變化、等容變化和等壓變化的規(guī)律,不僅可以用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示,也可以用圖像表示.氣體的圖像通常分p-V圖像、p-T圖像和V-T圖像三種,無論哪一種圖像,圖像上的一“點”都表示氣體的一個狀態(tài),一條線段都代表氣體的一種變化過程.2.常見的氣體圖像問題:(1)識圖、析圖類;(2)繪圖類;(3)圖像應(yīng)用類.例如,①給定V-T圖像上幾點,要求比較壓強大小;②給定p-T圖像上的一段線段,要求確定同類物理量的大小;③不同圖像間的轉(zhuǎn)化.第五十頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破8繼續(xù)學(xué)習(xí)二、理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用和解題思路第五十一頁，共84頁。高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破9考法示例2

如圖所示,有兩個不計質(zhì)量不計厚度的活塞M、N將兩部分理想氣體A、B封閉在絕熱氣缸內(nèi),溫度均是27℃.M活塞是導(dǎo)熱的,N活塞是絕熱的,均可沿氣缸無摩擦地滑動,已知活塞的橫截面積均為S=2cm2,初始時M活塞相對于底部的高度為h1=27cm,N活塞相對于底部的高度為h2=18cm.現(xiàn)將一質(zhì)量為m=1kg的小物體放在M活塞的上表面上,活塞下降.已知大氣壓強為p0=1.0×105Pa.(g=10m/s2)(1)求下部分氣體的壓強多大;(2)現(xiàn)通過加熱絲對下部分氣體進(jìn)行緩慢加熱,使下部分氣體的溫度變?yōu)?27℃,求穩(wěn)定后活塞M、N距離底部的高度.繼續(xù)學(xué)習(xí)第五十二頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破10繼續(xù)學(xué)習(xí)

第五十三頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破11

第五十四頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破12繼續(xù)學(xué)習(xí)考法示例3如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)B、C、D再回到A,問AB、BC、CD、DA分別是什么過程?已知在狀態(tài)A時體積為1L,請把此圖改畫為p-V圖像.思路分析

坐標(biāo)軸意義→等壓、等容、等溫變化在p-T圖像中的特點→等壓、等容、等溫變化在p-V圖像中的特點.第五十五頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破13

第五十六頁，共84頁。突破攻略氣體狀態(tài)變化的圖像的應(yīng)用技巧1.明確點、線的物理意義:求解氣體狀態(tài)變化的圖像問題,應(yīng)當(dāng)明確圖像上的點表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個平衡狀態(tài),它對應(yīng)著三個狀態(tài)參量;圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個過程.2.明確斜率的物理意義:在V-T圖像(p-T圖像)中,比較兩個狀態(tài)的壓強(或體積)大小,可以比較這兩個狀態(tài)到原點連線的斜率的大小,其規(guī)律是:斜率越大,壓強(或體積)越小;斜率越小,壓強(或體積)越大.

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破14返回目錄第五十七頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破15繼續(xù)學(xué)習(xí)考法3熱力學(xué)定律的應(yīng)用考法指導(dǎo)一、熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用1.熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律:在與熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過程中,能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的具體表現(xiàn)形式就是熱力學(xué)第一定律.應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時,首先要明確研究對象是哪個物體或哪幾個物體組成的系統(tǒng);其次要正確理解公式的符號法則.外界對系統(tǒng)做功,W為正值;系統(tǒng)對外界做功,W為負(fù)值.系統(tǒng)吸收熱量,Q為正值;系統(tǒng)向外界放熱,Q為負(fù)值.系統(tǒng)內(nèi)能增加,ΔU為正值;系統(tǒng)內(nèi)能減少,ΔU為負(fù)值.2.熱力學(xué)第一定律與圖像的綜合應(yīng)用:理想氣體的狀態(tài)變化過程,可以用p-V圖像、p-T圖像、V-T圖像中的點和線分別加以描述.要理解圖像的物理意義,弄清楚橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別表示什么;看圖像上的特殊點和走勢,即坐標(biāo)軸上的截距和曲線如何變化;弄清圖像的其他含義,如斜率的含義、橫縱坐標(biāo)的聯(lián)系等.在此基礎(chǔ)上分析狀態(tài)變化,利用圖像判定氣體是吸熱還是放熱,最后結(jié)合熱力學(xué)第一定律解題.第五十八頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破163.熱力學(xué)第一定律與理想氣體狀態(tài)方程的綜合應(yīng)用:物體的內(nèi)能包括分子勢能和分子動能,對于理想氣體來說,不計分子之間的作用力,不考慮分子勢能,只考慮分子動能.在分析氣體的能量問題時,通常要把氣體實驗定律和熱力學(xué)第一定律及理想氣體狀態(tài)方程結(jié)合起來分析.一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)發(fā)生變化的過程中,不僅滿足理想氣體狀態(tài)方程,而且滿足能量守恒定律.具體地,滿足熱力學(xué)第一定律,即滿足方程ΔU=W+Q.二、熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用對于熱力學(xué)第二定律,重點應(yīng)抓住兩種表述的等效性,抓住定律的實質(zhì),即自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程均具有方向性.同時要明確,根據(jù)熱力學(xué)第二定律,即使符合能量守恒定律的過程,也未必都能發(fā)生,如擴散、熱傳遞、摩擦生熱等過程均有不可逆性,這里的不可逆性是指要返回到初始狀態(tài),必須借助外界的幫助.第五十九頁，共84頁。繼續(xù)學(xué)習(xí)

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破17考法示例4景頗族的祖先發(fā)明的點火器如圖所示,用牛角做套筒,木制推桿前端粘著艾絨.猛推推桿,艾絨即可點燃.對筒內(nèi)封閉的氣體,在此壓縮過程中 (

)

A.氣體溫度升高,壓強不變B.氣體溫度升高,壓強變大C.氣體對外界做正功,氣體內(nèi)能增加D.外界對氣體做正功,氣體內(nèi)能減少第六十頁，共84頁。思路分析牛角套筒→牢固且導(dǎo)熱性能差、保溫性能好→猛推推桿→體積減小→壓強變大→外界對氣體做正功→內(nèi)能增加→氣體溫度升高.

解析由于牛角套筒牢固且絕熱,所以猛推推桿,密閉氣體體積減小,壓強增大,外界壓縮氣體對氣體做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,氣體的內(nèi)能增加,溫度升高.選項B正確.

答案B高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破18返回目錄第六十一頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破19繼續(xù)學(xué)習(xí)考法指導(dǎo)

用油膜法估測分子的大小是將分子看成球形模型,將微觀量測量轉(zhuǎn)化為宏觀量測量.實驗前要準(zhǔn)確測出一滴油酸溶液中的純油酸體積,實驗后要盡可能準(zhǔn)確地測出油酸薄膜的面積.由于是用宏觀量測微觀量,因此在計算時需要估算,只要數(shù)量級符合要求就可以.在解答相關(guān)問題時,要注意實驗中的注意事項及實驗數(shù)據(jù)的處理方法,特別是“數(shù)格子的方法”.考法4對油膜法估測分子大小實驗的考查第六十二頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破20繼續(xù)學(xué)習(xí)考法示例5在“用單分子油膜法估測分子大小”的實驗中,某同學(xué)的操作步驟如下:①取一定量的無水酒精和油酸,制成一定濃度的油酸酒精溶液;②在量筒中滴入一滴該溶液,測出它的體積;③在盛水盤內(nèi)盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散開穩(wěn)定;④在盛水盤上覆蓋透明玻璃,描出油膜形狀,用透明方格紙測量油膜的面積.改正其中的錯誤:第六十三頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)題型全突破21返回目錄第六十四頁，共84頁。能力大提升第六十五頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)能力大提升1繼續(xù)學(xué)習(xí)方法1計算氣體壓強的常用方法氣體壓強的計算問題,可以轉(zhuǎn)化為力學(xué)問題來進(jìn)行處理,具體可以參考以下幾種方法.1.參考液面法(1)主要依據(jù)是液體靜力學(xué)知識①靜止(或勻速)液面下深h處的壓強為p=ρgh.注意h是液體的豎直深度,不一定等于液柱的長度.②若靜止(或勻速)液面與外界大氣接觸,則液面下深h處的壓強為p=p0+ρgh,p0為外界大氣壓強.③帕斯卡定律:加在密閉靜止液體(或氣體)上的壓強能夠大小不變地由液體(或氣體)向各個方向傳遞.

該定律適用于密閉靜止的液體(或氣體).第六十六頁，共84頁。④連通器原理:在連通器中,同一種液體(中間液體不間斷)的同一水平面上的壓強是相等的.(2)計算壓強的步驟①選取假想的一個液體薄片(其自重不計)為研究對象;②分析液片兩側(cè)受力情況,建立力的平衡方程,消去橫截面積,得到薄片兩側(cè)的壓強平衡方程;③解方程,求得氣體壓強.

高考幫·物理專題十六熱學(xué)能力大提升2繼續(xù)學(xué)習(xí)第六十七頁，共84頁。【示例6】如圖(a)、圖(b)所示,玻璃細(xì)管內(nèi)密封有一定質(zhì)量的氣體,圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài).已知液體的密度為ρ,大氣壓強為p0,求被密封氣體的壓強.解析

在圖(a)中,以B液面為研究對象,有pA+ρghsinθ=pB=p0解得pA=p0-ρghsinθ在圖(b)中,以液面A為研究對象,由二力平衡得p'A·S=(p0+ρgh1)·S解得p'A=p0+ρgh1答案

pA=p0-ρghsinθ

p'A=p0+ρgh1

利用公式p=ρgh求壓強時,一定要明確h是液體的深度(或液柱的豎直高度).

高考幫·物理專題十六熱學(xué)能力大提升3繼續(xù)學(xué)習(xí)第六十八頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)能力大提升4繼續(xù)學(xué)習(xí)第六十九頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)能力大提升5繼續(xù)學(xué)習(xí)第七十頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)能力大提升6返回目錄第七十一頁，共84頁。分析變質(zhì)量問題時,可以通過巧妙地選擇合適的研究對象,使變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量的氣體問題,然后利用理想氣體狀態(tài)方程求解.1.充氣問題設(shè)想將充進(jìn)容器內(nèi)的氣體用一個無形的彈性口袋收集起來,那么,當(dāng)我們?nèi)∪萜骱涂诖鼉?nèi)的全部氣體為研究對象時,這些氣體的狀態(tài)不管怎樣變化,其質(zhì)量總是不變的.這樣,我們就將變質(zhì)量的問題轉(zhuǎn)化成質(zhì)量一定的問題了.示例9

一個籃球的容積是2.5L,用打氣筒給籃球打氣時,每次把105Pa的空氣打進(jìn)去125cm3.如果在打氣前籃球內(nèi)的空氣壓強也是105Pa,那么打30次以后籃球內(nèi)的空氣壓強是多少?(設(shè)打氣過程中氣體溫度不變)高考幫·物理專題十六熱學(xué)能力大提升7繼續(xù)學(xué)習(xí)方法2變質(zhì)量問題的求解方法第七十二頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)能力大提升8繼續(xù)學(xué)習(xí)第七十三頁，共84頁。突破攻略向球內(nèi)充氣是一個典型的變質(zhì)量氣體問題,只要選擇球內(nèi)原有氣體和后來打入的氣體整體作為研究對象,就可把充氣過程中的氣體質(zhì)量變化的問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題.2.抽氣問題在用抽氣筒對容器抽氣的過程中,對每一次抽氣而言,氣體質(zhì)量發(fā)生變化,解決該類變質(zhì)量問題的方法與充氣問題類似:假設(shè)把每次抽出的氣體包含在氣體變化的始末狀態(tài)中,即用等效法把變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為恒定質(zhì)量的問題.高考幫·物理專題十六熱學(xué)能力大提升9繼續(xù)學(xué)習(xí)第七十四頁，共84頁。

示例10

用容積為ΔV的活塞式抽氣機對容積為V0的容器中的氣體抽氣,如圖所示.設(shè)容器中原來的氣體壓強為p0,抽氣過程中氣體溫度不變.求抽氣機的活塞抽氣n次后,容器中剩余氣體的壓強pn為多少?思路分析

活塞下壓氣體被抽出,對于所有氣體而言相當(dāng)于等溫膨脹.解析

當(dāng)活塞下壓時,閥門a關(guān)閉,b打開,抽氣機氣缸中ΔV體積的氣體排出,容器中氣體壓強降為p1.活塞第二次上提(即抽第二次氣),容器中氣體壓強降為p2.根據(jù)玻意耳定律,對于第一次抽氣,有p0V0=p1(V0+ΔV)

高考幫·物理專題十六熱學(xué)能力大提升10繼續(xù)學(xué)習(xí)第七十五頁，共84頁。

高考幫·物理專題十六熱學(xué)能力大提升11繼續(xù)學(xué)習(xí)第七十六頁，共84頁。3.灌氣問題將一個大容器里的氣體分裝到多個小容器中的問題也是一個典型的變質(zhì)量問題,分析這類問題時,可以把大容器中的氣體和多個小容器中的氣體作為一個整體來進(jìn)行研究,即可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題.示例11

某容積為20L的氧氣瓶裝有30atm的氧氣,現(xiàn)把氧氣分裝到容積為5L的小鋼瓶中,使每個小鋼瓶中氧氣的壓強為5a