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1、热力学复习课 1 物质是由大量的分子组成的 分子的大小 直径数量级 10 10m 质量数量级 10 26 10 27kg分子质量 m 分子平均占有空间 对固体和液体来讲可近似的认为等于分子体积 2 分子永不停息的做无规则的运动 扩散现象 无规则可以终止 可以认为是分子的运动 布朗运动 无规则永不停息 并不是分子的运动 而是固体颗粒的运动 只是反映了分子无规则的运动 3 分子间作用力的特点 1 分子间引力和斥力同时存在 2 F引 F斥随r增大而减小 但F斥减小更快 分子力和分子间距的关系 1 当r r0 10 10m时 F引 F斥 分子力F分 0 处于平衡状态 3 当r r0时 随r的增加 F引
2、 F斥都减小 F斥比F引减小得快 F斥 F引 分子力表现为引力 2 当r r0时 随r的减小 F引 F斥都增大 F斥比F引增大得快 F斥 F引 分子力表现为斥力 r减小 分子力增大 F F斥 F引 F分 r0 0 r 分子力和分子间距的变化图 4 分子的势能分子间所具有的由它们的相互作用和相对位置所决定的能 说明 1 如果r r0分子势能随r增大而增大 如果r r0 分子势能随r减小而增大 r r0势能最小 一个物体的体积改变 分子势能也随改变 因此分子势能和它的体积有关 5 内能 分子动能 温度是分子平均动能的标志 温度越高分子平均动能越大分子总动能 分子平均动能 分子数分子势能 分子势能与
3、分子间相对位置有关 从宏观上讲是与物体体积有关 分子势能的变化情况 分子力做正功 则分子势能减小 分子力做负功 则势能增大 可参考重力势能的变化与重力做功之间的关系来理解 具体来讲分为以下两点 1 当r ro时 分子间作用力表现为引力 r增大时 引力做负功 势能增大 2 当r ro时 分子间作用力表现为斥力 r增大时 斥力做正功 势能减小 6 内能的变化 改变内能的两种方式 做功 热传递 热力学第一定律 U W Q其中各量的物理意义如下 若物体对外做功 则W0 若研究对象是气体 则注意 气体体积膨胀 则气体对外做功 若气体体积收缩 则外界对气体做功 若物体对外放热 则Q0 U 0则表示物体内能
4、增加 U 0则表示物体内能减少 若研究对象是气体 则注意 由于气体不考虑分子势能 分子间距较大 的影响 故内能增加即温度升高 内能减少即温度降低 7 热力学第一定律的另一种描述 第一类永动机不可能制成 不消耗任何能量可以源源不断的对外做功 失败原因 违背能量守恒定律第二类永动机 能够从单一热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化的热机叫第二类永动机 没有冷凝器 热力学第二定律 第一种描述 不可能是热量由低温物体闯到高温物体 而不引起其他变化 第二种描述 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 8 能的转化和守恒定律 能量既不会凭空产生 也不会凭空消失 它只能从一种转化为别的
5、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其总量不变 这就是能量守恒定律 9 能源和环境常规能源和新能源 例题1 用油膜法粗测分子直径实验的科学依据是 A 将油膜看成单分子油膜 B 不考虑各油酸分子间的间隙 C 考虑了各油酸分子间的间隙 D 将油酸分子看成球形 2 用油膜法测定分子的直径的实验中 体积为V的油滴 在水面上形成近似圆形的单分子油膜 油膜直径为D 则油分子的直径大约为 A B C D 3 从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数 A 水的密度和水的摩尔质量B水的摩尔质量和水的体积C 水分子的体积和水分子的质量D 水分子的质量和水的摩尔质量4 已知阿伏加德罗常数 物质的摩
6、尔质量和摩尔体积 可以计算下列哪些数值 A 固体物质分子的大小和质量B 液体物质分子的大小和质量C 气体物质分子的大小和质量D 气体物质分子的质量 5 对于液体和固体来说 如果采用M表示摩尔质量 表示分子质量 表示物质的密度 V表示摩尔体积 v0表示分子体积 NA表示阿伏加德罗常数 那么反映这些量之间关系的下列各式中正确的是 A NA B NA C D 6 下列现象可以说明分子之间有引力的是 A 正 负电荷相互吸引B 磁体吸引附近的小铁钉C 用粉笔写字在黑板上留下字迹D 用电焊把两块铁焊在一起7 分子间的相互作用力由引力f引和的斥力f斥两部分组成 则 A f斥与f引总是同时存在B f斥与f引总
7、是随分子间距离增大而减小C f斥与f引总是随分子间距离增大而增大D 分子间距离增大 f引增大 f斥减小 合力表现为引力 8 关于分子的动能 下列说法中正确的是 A 物体运动速度大 物体内分子的动能一定大B 物体的温度升高 物体内每个分子的动能都增大C 物体的温度降低 物体内分子的平均动能一定减小D 1g1000C的水变成1g1000C的水蒸汽 分子的平均动能和总动能都不变9 关于分子的势能 下列说法中正确的是 A 分子间显示斥力时 分子间距离越小 分子势能越大B 分子间显示引力时 分子间距离越小 分子势能越大C 分子的势能随物体的体积变化而变化D 物体在热胀冷缩时 分子的平均动能改变 分子的势能不变 10 下列关于温度的微观解释 正确的有 A 物体温度低 物体内不可能有动能大的分子B 物体温度高 物体内每个分子的动能一定都大C 不论温度高低 物体内都可能有动能大或动能小的分子D 物体温度高 物体内动能大的分子就多 分子平均动能大 11 下列说法正确的是 A 热力学第二定律只在一定前提条件下才能成立 B 热力学第二定律从属于热力学第一定律 C 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 D 热力学第二定律揭示了有大量分子参与宏观过程的方向性
