[理化生]高三物理一轮复习课件选修

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1、热 学,苍山县第四中学 高三物理组,第一讲 分子动理论 热力学定律与能量守恒,1010,单分子油膜,1026,2分子的热运动 (1)扩散现象：相互接触的物体彼此进入对方的现 象温度_，扩散越快 (2)布朗运动 产生的原因：是各个方向的液体分子对微粒碰 撞的_引起的 特点 a永不停息、无规则运动 b颗粒越小，运动越_ c温度越高，运动越_ d运动轨迹不确定,越高,不平衡性,剧烈,剧烈,(3)布朗运动和分子热运动的比较,(1)扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 (2)布朗运动中的微粒是由成千上万个分子组成的“分子集团”,3分子间存在着引力和斥力 (1

2、)分子间同时存在相互作用的_，分子 力为它们的_ (2)分子力的特点 F引、F斥随r增大而_，随r减小而_，但 斥力比引力变化_(r0：数量级为1010 m),引力和斥力,合力,减小,增大,更快,=,二、物体的内能 1分子的平均动能 (1)概念：物体内所有分子动能的_ (2)大小的标志：_是分子平均动能大小的 标志，_越高，分子的平均动能越大 2分子势能 (1)概念：由分子间的相互作用和相对位置决定 的能量,平均值,温度,温度,(2)分子力与分子势能,3.物体的内能 (1)定义：物体内所有分子的_和_的 总和 (2)决定因素 微观上：分子动能、分子势能、_ 宏观上：_、_、物质的量(摩尔 数)

3、,动能,势能,分子数,温度,体积,4物体内能的变化 (1)改变内能的两种方式 做功：当做功使物体的内能发生改变的时候，外 界对物体做了多少功，物体内能就_多少；物 体对外界做了多少功，物体内能就_多少 热传递：当热传递使物体的内能发生改变的时候， 物体吸收了多少热量，物体内能就_多少；物 体放出了多少热量，物体内能就_多少,增加,减少,增加,减少,(2)两种改变方式间的关系 两者在_上是等效的 两者的本质区别：做功是其他形式的能和内能的 相互_，热传递是内能的_ 三、能量守恒定律和热力学定律 1能量守恒定律 内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它 只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一

4、个物 体转移到另一个物体，在能的转化或转移过程中其 总量保持不变,内能改变,转化,转移,2热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向 它传递的热量与外界对它所做功的和 (2)表达式：U_. (3)符号法则,QW,增加,减少,吸收,放出,外界对系统,系统对外界,(4)容易出错的几种特殊情况： 若是绝热过程，则Q0，WU，即外界对物体做的功等于物体内能的增加； 若过程中不做功，即W0，则QU，物体吸收的热量等于物体内能的增加； 若过程的始末状态物体的内能不变，即U0，则WQ0或WQ，外界对物体做的功等于物体放出的热量,3热力学第二定律 (1)两种表述 表述一：不可能使热量由低温

5、物体传递到高温物体，而不引起其他变化(按热传导的方向性表述) 表述二：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(按机械能和内能转化过程的方向性表述),(3)两类永动机的比较,四、实验：用油膜法估测分子的大小 1实验目的 (1)估测油酸分子的大小 (2)学习间接测量微观量的原理和方法 2实验原理 (1)实验前提 将油酸分子看做球形 认为油酸层是单分子油膜 不考虑油酸分子间空隙,待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积,5.注意事项 (1)实验前，必须将所有的实验用具擦洗干

6、净，实验时，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用否则会增大实验误差 (2)痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功 (3)油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜不宜长时间放置 (4)浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直 (5)在水面撒痱子粉后，再不要触动盘中的水 (6)利用坐标纸求油膜面积时，以边长1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半格的舍去，多于半格的算一个,答案： BC,2下列关于布朗运动的说法中正确的是( ) A将碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是碳分子无规则运动的反映 B布朗运动是否显著与悬浮在

7、液体中的颗粒大小无关 C布朗运动的激烈程度与温度无关 D微粒的布朗运动的无规则性，反映了液体内部分子运动的无规则性,解析： 将碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是碳粒的无规则运动，反映了液体分子运动的无规则性，A错误；布朗运动是否显著与悬浮在液体中的颗粒大小、液体的温度均有关，B、C错误 答案： D,3下列关于分子热运动的说法中正确的是( ) A布朗运动就是液体分子的热运动 B气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力 C对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它的内能一定增大 D如果气体温度升高，分子平均动能会增加，但并不是所有分子的速率都增大,解析： 布朗运

8、动是悬浮在液体中小颗粒的运动；气体分子散开的原因在于分子间间距大，相互间没有作用力；对于一定量的理想气体，在压强不变的情况下，体积增大，温度升高，分子平均动能增加，理想气体分子势能为零，所以内能增大 答案： CD,解析： 分子间距等于r0时分子势能最小，即r0r2，此时分子间的作用力为0.当r小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力，A错，B、C对；在r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功分子势能减小，D错误 答案： BC,5下列叙述中，正确的是( ) A物体温度越高，每个分子的动能就越大 B布朗运动就是液体分子的运动 C一定质量的理想气体从外界吸收热量、其内能可能不变 D

9、热量不可能从低温物体传递给高温物体,解析： 温度高低反映了分子平均动能的大小，选项A错误；布朗运动是微小颗粒在液体分子撞击下做的无规则运动，而不是液体分子的运动，选项B错误；物体内能改变方式有做功和热传递两种，吸收热量的同时对外做功，其内能可能不变，选项C正确；由热力学第二定律可知，在不引起其他变化的前提下，热量不可能从低温物体传递给高温物体，选项D错误 答案： C,6下列说法中正确的有( ) A第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律 B热机的效率从原理上讲可达100% C因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的 D自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，

10、故要节约能源,解析： 第二类永动机是指从单一热源吸热，全部用来对外做功而不引起其他变化的机器，它并不违背能量守恒定律，却违背了热力学第二定律；第一类永动机是不消耗能量却可以源源不断地对外做功的机器，它违背能量守恒定律，所以选项A错误从热力学第二定律的表述可知，任何热机的效率都达不到100%，因此B错关于“能源危机”必须明确以下几点：(1)能源是提供能量的资源，如煤、石油等(2)人们在消耗能源时，放出热量，部分转化为内能，部分转化为机械能，但最终基本上都转化成了内能，人们无法把这些内能全部收集起来重新利用(能量耗散)，而可供利用的能源是有限的因此，“能源危机”并非说明能量不守恒故C选项错误，D选

11、项正确 答案： D,7若只对一定质量的理想气体做1 500 J的功，可使其温度升高5 K若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5 K，那么气体应吸收_J的热量如果对该气体做了2 000 J的功，使其温度升高了5 K，表明在该过程中，气体还_(选填“吸收”或“放出”)热量_J. 解析： 做功和热传递都可以改变物体的内能，且是等效的，根据热力学第一定律有UWQ. 答案： 1 500 放出 500,8用油膜法估测分子大小的实验步骤如下： 向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V2；用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；往边长为3040 cm的浅盘里倒

12、入2 cm深的水；用注射器往水面上滴一滴上述溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上，计算出轮廓范围内正方形的总数为N. 则上述过程遗漏的步骤是_； 油酸分子直径的表达式d：_.,(3)热学问题中三个重要的名词 宏观量：物质的体积V、摩尔体积Vmol、物质的量M、摩尔质量Mmol、物质密度. 微观量：分子的体积V0、分子的直径d、分子的质量m. 阿伏加德罗常数它是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁,11：(1)下列说法正确的是_ A布朗运动就是分子的热运动 B气体温度升高，

13、气体分子的平均动能增大 C分子间距离增大，分子势能不一定增大 D液体表面分子间表现为引力 (2)用活塞压缩气缸里的空气，对空气做了900 J的功，同时气缸向外散热210 J，气缸里空气的内能_(填“增加”或“减少”)了_J.,(3)我国陆地面积9.61012m2，若地面大气压p01.0105 Pa，地面附近重力加速度g10 m/s2，空气平均摩尔质量为M03.0102 kgmol1，阿伏加德罗常数NA6.01023 mol1，估算我国陆地上空空气的总质量M和我国陆地上空空气的分子总数N.(结果保留两位有效数字),答案： (1)BCD (2)增加 690 (3)1.91042,A一定质量的理想气

14、体，压强与体积都增大时，其分子平均动能有可能减小 B布朗运动就是液体分子的热运动 C一定质量的理想气体，先等压压缩，再等容升温，其温度有可能等于起始温度 D分子间的距离r存在某一值r0，当rr0时斥力大于引力，当rr0时斥力小于引力,(3)在一个大气压下，水在沸腾时，1 g水吸收2 263.8 J的热量后由液态变成同温度的气态，其体积由1.043 cm3变为1 676cm3，求： 1 g水所含的分子个数； 体积膨胀时气体对外界做的功； 气体的内能变化(大气压强p01.0105 Pa，水的摩尔质量为M18 g/mol，阿伏加德罗常数NA6.01023mol1),(3)1 g水所含的分子个数为n(

15、1/18)610233.31022(个) 气体体积膨胀时对外做的功为 Wp0V105(1 6761.043)106167.5 J 根据热力学第一定律有 UQW(2 263.8167.5) J2 096.3 J,答案： (1)能量守恒定律 热力学第二定律 (2)CD (3)3.31022 167.5 J 2 096.3 J,(1)热力学第一定律反映功、热量与内能改变量之间的定量关系：UWQ，使用时注意符号法则(简记为：外界对系统取正，系统对外取负)对理想气体，U仅由温度决定，W仅由体积决定，绝热情况下，Q0. (2)热力学第二定律指明了哪些过程可能发生，哪些过程不可能发生，如：第二类永动机不可能实现、热现象中的能量耗散是不可避免的，揭示了自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性，一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行的,21：关于热现象和热学规律，下列说法