《高考物理二轮复习资料12热学教学案学生.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习资料12热学教学案学生.doc（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2013高考物理二轮复习精品资料专题12 热学教学案（学生版）【2013考纲解读】【知识网络构建】【重点知识整合】一、固体、液体、气体微观量的估算1固体、液体微观量的估算(1)分子数、分子质量的计算分子数NnNANANA分子质量m，其中M0为摩尔质量，V0为摩尔体积，NA为阿伏加德罗常数(2)分子体积(分子所占空间)的估算方法每个分子的体积V，其中为固体(或液体)的密度(3)分子直径的估算方法如果把固体分子、液体分子看成球体，则分子直径d；如果把固体、液体分子看成立方体，则d.利用油酸在水面上形成的单层分子膜，可得油酸分子的直径d，其中V、S分别为油酸的体积和油膜的面积2气体分子微观量的估算(
2、1)物质的量n，V为气体在标准状况下的体积，其单位为L.(2)分子间距的估算方法：倘若气体分子均匀分布，每个分子占据一定的空间，假设为立方体，分子位于每个立方体的中心，则每个小立方体的边长就是分子间距；假设气体分子占有的体积为球体，分子位于球体的球心，则分子间距等于每个球体的直径特别提醒：(1)分子直径的数量级为1010 m，因此求出的数据只在数量级上有意义 (2)阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1，是联系微观世界和宏观世界的桥梁 二、分子力做功及物体的内能 1分子力的特点 分子间作用力(指引力和斥力的合力)随分子间距离变化而变化的规律是： (1)rr0时表现为引力； (4)r10r
3、0以后，分子力变得 十分微弱，可以忽略不计，如图111. 图1112分子力做功的特点及势能的变化 分子力做正功时分子势能减小;分子力做负功时分子势能增大.(所有势能都有同样结论:重力做正功重力势能减小、电场力做正功电势能减小.) 图112由上面的分子力曲线可以得出如果以分子间距离为无穷远时分子势能为零，则分子势能随分子间距离而变化的图象如图112.可见分子势能与物体的体积有关，体积变化，分子势能也变化 3物体的内能及内能变化 项目 内容 备注 内能 分子 动能 分子动能各不相等 分子总动能由分子个数和温度决定 温度是分子 平均动能的标志 分子 势能 rr0时,Ep最小 总Ep与分子个数、分子种
4、类、物体体积有关 分子力做正功,Ep减小 分子力做负功,Ep增大 分子力做功时,Ek和Ep相互转化,但二者之和不变 内能的改变 做功 没有热传递时,WU 做功和热传递在改变物体内能上是等效的 实质:其他形式的能与内能的相互转化 热传递 没有做功时,QU 实质:内能在物体间的转移 三种方式:传导、对流、辐射 特别提醒：内能与机械能不同前者由物体内分子运动和分子间作用决定，与物体的温度和体积有关，具体值难确定，但永不为零；后者由物体的速度、物体间相互作用、物体质量决定，可以为零；内能和机械能在一定条件下可以相互转化 三、气体性质的比较 项目 内容 备注 气体分子运动的特点 分子间距很大,作用力很弱
5、 对理想气体,温度TEk,内能UT 分子间碰撞频繁,分子运动混乱 向各个方向 运动的分子数相等 分子速率分布呈 “中间多,两头少” 项目 内容 备注 气体的状态参量 温度 Tt273 K T与t间隔相等,起点不同 用于解释气体定律 压强 产生原因:大量分子频繁碰撞器壁 微观决定因素:分子平均动能、分子密集程度 四、分子动理论1分子动理论的内容：(1)物体是由大量分子组成的：分子直径的数量级为1010 m分子的大小可用油膜法估测：将油酸分子看成一个个紧挨在一起的单分子层，若用V表示一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的油膜面积，则分子直径(大小)d.(2)分子永不停息地做
6、无规则运动：布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，既不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动；布朗运动现象说明液体分子在做无规则运动(3)分子间同时存在着引力和斥力：二者均随分子间距的增大而减小，且分子斥力随分子间距变化得比较显著分子力指引力和斥力的合力，当rr0(数量级是1010m)时，分子力为零2气体压强的微观解释：气体压强是大量气体分子作用在单位面积器壁上的平均作用力其微观决定因素是分子平均动能和分子密集程度，宏观决定因素是温度和体积3内能：物体内所有分子的动能与分子势能的总和从微观上看，物体内能的大小由组成物体的分子数、分子平均动能和分子间距决定；从宏观上看，物体内能的大小由物质的量
7、(摩尔数)、温度和体积决定五、热力学定律1热力学第一定律：UQWUWQ正值负值正值负值正值负值内能增加内能减少外界对系统做功系统对外界做功系统从外界吸收热量系统向外界放出热量2.热力学第二定律：反映了涉及内能的宏观过程的不可逆性(1)克劳修斯表述(热传导的方向性)：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化(2)开尔文表述(机械能和内能转化的方向性)：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化(第二类永动机不可能制成)六、气体实验定律与理想气体的状态方程1气体实验定律：等温变化玻意耳定律：p1V1p2V2；等容变化查理定律：；等压变化盖吕萨克定律：.只适用于一定质
8、量的气体2理想气体状态方程：或C(恒量)适用于一定质量的理想气体【高频考点突破】考点一 分子动理论的应用 1.分子动理论是整个热学的基础,这部分内容在历年的高考题中均有所体现,几乎都是以选择题的形式出现,主要涉及分子微观量的估算、分子热运动的规律和对布朗运动实质的理解、分子力与分子间距的关系以及分子力做功情况的讨论等 2微观量估算时注意的问题 (1)在估算问题时,必须熟悉微观量与宏观量之间的联系,要善于从问题中找出与所要估算的微观量有关的宏观量,如摩尔体积、密度、体积、面积、温度等. (2)要求会构建合理的体积模型，在估算固体和液体的分子大小时，一般采用分子球体模型；估算气体分子间距(不是分子
9、的大小)时，一般采用立方体模型阿伏加德罗常数NA是联系宏观世界和微观世界的桥梁 例1、用可放大600倍的显微镜观察布朗运动.估计放大后的小颗粒(碳)体积为11010 m3,碳的密度是2.25103 kg/m3,摩尔质量是1.2102 kg/mol ,阿伏加德罗常数为6.01023 mol1,试估算小颗粒中的分子数和碳分子的直径?(取1位有效数字)【变式探究】教育部办公厅和卫生部办公厅日前联合发布了关于进一步加强学校控烟工作的意见.意见中要求,教师在学校的禁烟活动中应以身作则、带头戒烟,通过自身的戒烟，教育、带动学生自觉抵制烟草的诱惑.试估算一个高约2.8 m,面积约10 m2的两人办公室,若只
10、有一人吸了一根烟.求:(1)估算被污染的空气分子间的平均距离； (2)另一不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子(人正常呼吸一次吸入气体300 cm3，一根烟大约吸10次) 考点二 物体内能变化问题分析 1根据热力学第一定律UWQ，做功和热传递都可能引起物体内能的变化2对于一定质量的理想气体，恒量理想气体的分子势能不计，故其内能只由分子动能决定，即只由物体的温度决定温度变化，则内能发生变化3已知气体体积的变化，可以分析做功情况，气体膨胀，则气体对外界做功；气体压缩，则外界对气体做功气体体积不变，则只能由热传递引起内能的变化 例2、关于一定量的气体,下列叙述正确的是() A气体吸收的热
11、量可以完全转化为功 B气体体积增大时，其内能一定减少 C气体从外界吸收热量，其内能一定增加 D外界对气体做功，气体内能可能减少 【变式探究】如图113所示,一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分.已知a内有一定量的稀薄气体,b内为真空.抽开隔板K后,a内气体进入b,最终达到平衡状态.在此过程中() 图113 A气体对外界做功，内能减少 B气体不做功，内能不变 C气体压强变小，温度降低 D气体压强变小，温度不变 考点三 气体的状态方程应用 1气体状态变化关系(1)等温过程：pVC或p1V1p2V2(玻意耳定律).(2)等容过程：C或(查理定律).(3)等压过程：C或(盖吕萨克定律).(4)理想气体
12、状态方程：C或.2状态方程的应用 确定要分析气体的初状态量和末状态量，建立状态方程，若是两部分气体，还应找出状态量间的关系，若是两个过程，应注意衔接状态，求压强时，通过对活塞或液柱受力分析，由平衡条件求出 例2、如图114所示,一开口气缸内盛有密度为的某种液体;一长为l的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液体中,平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为l/4.现有活塞将气缸封闭(图中未画出),使活塞缓慢向下运动,各部分气体的温度均保持不变.当小瓶的底部恰好与液面相平时,进入小瓶中的液柱长度为l/2,求此时气缸内气体的压强.大气压强为p0,重力加速度为g.【变式探究】如图115,绝热汽缸A与导
13、热汽缸B均固定于地面,由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦.两汽缸内装有处于平衡状态的理想气体,开始时体积均为V0、温度均为T0.缓慢加热A中气体,停止加热达到稳定后,A中气体压强为原来的1.2倍.设环境温度始终保持不变求汽缸A中气体的体积VA和温度TA. 图115 【难点探究】难点一微观量的计算阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁分子的质量m0、分子体积V0、分子直径d等微观量可利用摩尔质量M、摩尔体积V等宏观量和阿伏加德罗常数NA求解：(1)分子质量：m0；(2)分子的大小：球体模型V0d3，立方体模型V0d3；(3)分子占据的空间体积：V0 (固体和液体可忽略分子之间的间隙，V0
14、表示一个分子的体积；对于气体，V0表示一个分子的活动空间的体积)；(4)物质(质量为m、体积为V)所含的分子数：nNA，nNA.例1、某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M0.283 kg/mol，密度0.895103 kg/m3.若100滴油酸的体积为1 mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取NA6.021023 mol1，球的体积V与直径D的关系为VD3，结果保留一位有效数字)【变式探究】“用油膜法估测分子的大小”实验中，以下选项中不作为本次实验的科学依据的是()A将油膜看成单分子层油膜B将油膜分子近似看成球体或正立方体C考虑了各油酸分子间的间隙D油膜的体积等于总的分子体积之和难点二 气体状态变化图象问题一定质量的某种理想气体的等温、等容、等压图象变化过程变化规律图象等温变化遵循玻意耳定律pVC.pV图象为双曲线，对同一气体，pV乘积大的图线对应的T高，即T2T1；p图象为过原点的直线，对同一气体，斜率大的图线对应的T高，即图中T2T1等容变化遵循查理定律C，pT图象为
