物理一輪復(fù)習(xí)課件33.1分子動理論與熱力學(xué)定律

1、選修 3-3 (選考),熱學(xué)部分在高考中，每年每套試題均有出現(xiàn)。在今后的高考中主要從以下幾方面考查： 1.考查阿伏加德羅常數(shù)及分子大小、分子質(zhì)量、分子數(shù)目等微觀量的估算。 2.考查分子的平均動能、熱運動和布朗運動。 3.考查晶體和非晶體的特點及液體表面張力產(chǎn)生的原因。 4.氣體實驗定律的定量計算及圖象的考查。 5.熱力學(xué)第一定律與理想氣體狀態(tài)方程定性分析的綜合考查。 6.考查熱力學(xué)第二定律和能量守恒的綜合運算。 7.考查油膜法測分子直徑大小的原理、操作步驟和數(shù)據(jù)的處理。,本專題概念、規(guī)律繁多，但要求較低，考綱對給定的知識點全部是級要求。因此，在復(fù)習(xí)時應(yīng)注意以下幾個方面： (1)加強(qiáng)對基本概念和

2、基本規(guī)律的理解。強(qiáng)化概念和規(guī)律的記憶，明確以分子動理論、熱力學(xué)定律和能量守恒定律為核心的熱力學(xué)規(guī)律； (2)理解以溫度、內(nèi)能和壓強(qiáng)為主體的熱學(xué)概念。要能從微觀角度，從分子動理論的觀點來認(rèn)識熱現(xiàn)象和氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生；能利用阿伏加德羅常數(shù)來聯(lián)系宏觀和微觀在數(shù)量上的關(guān)系； (3)能熟練運用熱力學(xué)第一、第二定律和能量轉(zhuǎn)化與守恒定律分析及討論物體內(nèi)能的變化。,正確建立物理模型是解決問題的關(guān)鍵，對液體和固體，微觀模型是分子緊密排列，分子可以看成球體，其體積V0= d3(d為球體直徑)。 對氣體分子來說，由于分子不是緊密排列，上述微觀模型對氣體不適用，但我們可以通過立方體模型求分子間距，將氣體體積分成N個小立

3、方體，其邊長即為分子間距，即d= (V為氣體體積)。 1.已知固體和液體的摩爾體積Vmol和一個分子的體積V0,則NA=Vmol/V0;知NA和Vmol亦可估算分子的大小。 2.已知物體的摩爾質(zhì)量M和一個分子的質(zhì)量m0，求NA，則NA=M/m0；知NA和M亦可估算分子的質(zhì)量。 3.已知物體的體積V和摩爾體積Vmol，求物體的分子數(shù)n，則n=NAV/Vmol。 4.已知物體的質(zhì)量m和摩爾質(zhì)量M，求物體的分子數(shù)，則n=(m /M)NA。,要點一 分子的大小、質(zhì)量與物體的體積、質(zhì)量的關(guān)系,學(xué)案1 分子動理論與熱力學(xué)定律,銅的摩爾質(zhì)量為M，密度為，若用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則下列說法正確的是（ ）

4、A.1個銅原子的質(zhì)量為/NA B.1個銅原子占有的體積為M/NA C.1 m3銅所含原子的數(shù)目為(NA)/M D.1 kg銅所含原子的數(shù)目為NA / M,C D,體驗應(yīng)用,1.布朗運動與擴(kuò)散現(xiàn)象的關(guān)系 (1)布朗運動與擴(kuò)散現(xiàn)象是不同的兩個現(xiàn)象，但也有相同之處。首先，它們都反映了分子永不停息地做無規(guī)則運動；其次，它們都隨著溫度的升高而表現(xiàn)得愈加明顯； (2)擴(kuò)散是兩種不同物質(zhì)接觸時，沒有受到外界的影響而彼此能夠進(jìn)入對方的現(xiàn)象，氣體、液體、固體都有擴(kuò)散現(xiàn)象，擴(kuò)散的快慢除了和溫度有關(guān)外，還和物體的密度差、溶液的濃度有關(guān)，密度差(濃度差)越大，擴(kuò)散進(jìn)行得越快；布朗運動是懸浮在液體中的微粒所做的無規(guī)則運

5、動，其運動的激烈程度與微粒的大小和液體的溫度有關(guān)，這是兩者的不同之處。 2.布朗運動與分子運動的關(guān)系 (1)布朗運動的研究對象是固體小顆粒；分子運動的研究對象是分子。布朗微粒中也含有大量的分子，這些分子也在做永不停息的無規(guī)則運動； (2)布朗運動的產(chǎn)生原因是由于液體分子無規(guī)則運動的撞擊，布朗運動的無規(guī)則性反映了液體分子運動的無規(guī)則性；布朗運動與溫度有關(guān)，表明液體分子的運動與溫度有關(guān)，溫度越高運動越激烈； (3)布朗運動的特點是永不停息、無規(guī)則，顆粒越小現(xiàn)象越明顯，溫度越高運動越激烈；在任何溫度下都可以產(chǎn)生布朗運動，但溫度越高布朗運動越明顯； (4)布朗運動不僅能在液體中發(fā)生，也能夠在氣體中發(fā)生

6、。,要點二 微觀分子熱運動與其宏觀表現(xiàn)的關(guān)系,要點三 物體的內(nèi)能和機(jī)械能的比較,名師支招： (1)物體的體積越大，分子勢能不一定就越大，如0 的水結(jié)成0 的冰后體積變大，但分子勢能卻減小了。 (2)理想氣體分子間相互作用力為零，故分子勢能忽略不計，一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)。 (3)內(nèi)能是對物體的大量分子而言的，不存在某個分子的內(nèi)能的說法。,要點四 熱力學(xué)定律,1.溫度、內(nèi)能、熱量、功的區(qū)別,2.兩類永動機(jī)的比較,(1)高溫物體 熱量Q能自發(fā)傳給 低溫物體 熱量Q不能自發(fā)傳給 (2)機(jī)械能 能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為 內(nèi)能 不能自發(fā)地且不能完全轉(zhuǎn)化為 (3)氣體體積V1 能自發(fā)地膨脹到 氣體體

7、積V2(V1V2) 不能自發(fā)地收縮到 (4)不同氣體A和B 能自發(fā)地混合成 混合氣體AB 不能自發(fā)地分離成,3.熱力學(xué)過程方向性的實例,4.熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的關(guān)系 熱力學(xué)第一定律是和熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過程中能量守恒的特殊表達(dá)形式與內(nèi)能改變的定量關(guān)系。而第二定律指出了能量轉(zhuǎn)化與守恒能否實現(xiàn)的條件和過程的方向，指出了一切變化過程的自然發(fā)展是不可逆的，除非靠外界影響。所以，二者既相互聯(lián)系又相互補(bǔ)充。,【例1】假如全世界60億人同時數(shù)1 g水的分子個數(shù)，每人每小 時可以數(shù)5 000個，不間斷地數(shù)，則完成任務(wù)所需時間最 接近(阿伏加德羅常數(shù)NA取61023 mol-1) ( ) A.10年

8、B.1千年 C.10萬年 D.1千萬年,熱點一 阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用,【解析】完成任務(wù)所需的時間= 1 g水中所包含的水分子個數(shù) ，選項C正確，A、B、D錯誤。 60億人一年內(nèi)所數(shù)的水分子個數(shù),C,【例2】地面附近有一正在上升的空氣團(tuán)，它與外界的熱交 換忽略不計。已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低，則該氣 團(tuán)在此上升過程中(不計氣團(tuán)內(nèi)分子間的勢能) ( ) A.體積減小，溫度降低 B.體積減小，溫度不變 C.體積增大，溫度降低 D.體積增大，溫度不變,熱點二 熱力學(xué)第一定律,【解析】本題考查氣體的有關(guān)知識，本題為中等難度題目。隨著空氣團(tuán)的上升，大氣壓強(qiáng)也隨著減小，那么空氣團(tuán)的體積會增大，空氣團(tuán)對外做

9、功，其內(nèi)能會減小，因為不計分子勢能，所以內(nèi)能由其溫度決定，則其溫度會降低。所以空氣團(tuán)的體積增大、溫度降低、壓強(qiáng)減小。,C,【例3】關(guān)于永動機(jī)和熱力學(xué)定律的討論，下列敘述正確 的是 ( ) A.第二類永動機(jī)違反能量守恒定律 B.如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內(nèi)能一定增 加 C.外界對物體做功，則物體的內(nèi)能一定增加 D.做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但從能量轉(zhuǎn)化 或轉(zhuǎn)移的觀點來看這兩種改變方式是有區(qū)別的,熱點三 熱力學(xué)第二定律,【解析】第二類永動機(jī)不能實現(xiàn)是因為第二類永動機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律，但并不違反能量守恒定律，故A錯；做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能并遵守?zé)崃W(xué)第一定律，UQW，故B、C錯；做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點來看，做功是能量形式的轉(zhuǎn)化，熱傳遞是內(nèi)能轉(zhuǎn)移，這兩種改變方式是有區(qū)別的，故D正確。,D,【例4】下列說法正確的是 ( ) A.布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運動 的反映 B.沒有摩擦的理想熱機(jī)可以把吸收的能量全部轉(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，它們分子熱運動的平均動能可能相同,熱點四 分子動理論與熱力學(xué)定律綜合,【解析】布朗運動是懸浮在液