《2018年物理二轮复习专题12分子动理论气体及热力学定律讲学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年物理二轮复习专题12分子动理论气体及热力学定律讲学案（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题 12 分子动理论气体及热力学定律本专题主要解决的是分子动理论和热力学定律，并从宏观和微观角度理解固、液、气三态的性质。 新课程标准对本部分内容要求较低，考试说明明确提出“在选考中不出现难题”，高考命题的形式基本上都是小题的拼盘。高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几个方面： 分子大小的估算； 分子动理论内容的理解；物态变化中的能量问题；气体实验定律的理解和简单计算；固、液、气三态的微观解释和理解；热力学定律的理解和简单计算；油膜法测分子直径等内容。预测 2017 年高考会涉及在以下方面： 利用阿伏伽德罗常数进行微观量估算和涉及分子动理论内容的判断性问题，以选择填空题形式命题；气体压强为
2、背景的微观解释问题，以简答形式命题；以理想气体为研究对象考查气体性质和热力学定律的问题，以计算题的形式命题。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mV分子数 NnNANANAM0V0M0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NA(2) 分子体积 ( 分子所占空间 ) 的估算方法V0M0每个分子的体积V，其中 为固体 ( 或液体 ) 的密度NA NA(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d36V 36V0； NA如果把固体、液体分子看成立方体，则33V0dV. 利用油酸在水面
3、上形成的单层分子膜，可NAV得油酸分子的直径d S，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V(1) 物质的量n 22.4 ， V 为气体在标准状况下的体积，其单位为L.1(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 10 10 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 NA 6. 021023 mol 1，是联系微观世界和宏观世界的桥
4、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) r r 0 时表现为引力；(4) r 10r 0 以后，分子力变得十分微弱，可以忽略不计，如图11 1.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 1122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11 2. 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
5、能变化项目内能内能的改变内容备注分子动能各不相等分子分子总动能由分子个数和温温度是分子动能度决定平均动能的标志r r 0 时 , Ep 最小分子分子力做正功 , Ep 减小总 E 与分子个数、分子种类、p分子力做负功 , E 增大p势能物体体积有关分子力做功时 , E 和 E 相互转化 , 但二者之和不kp变没有热传递时 , W U做功实质 : 其他形式的能与内能的相互转化做功和热传递在改变物体内没有做功时 , QU能上是等效的热传递实质 : 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
6、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分子间距很大 ,作用力很弱分子间碰撞频繁 , 分子运动混乱对理想气体 ,气体分子运温度 TE,k动的特点向各个方向 运动的分子数相等内能 U T分子速率分布呈“中间多 , 两头少”3项目内容备注 T t 273 K气体的温度 T 与 t 间隔相等 , 起点不同用于解释气体状态产生原因 : 大量分子频繁碰撞器壁定律参量压强微观决定因素 : 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
7、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V溶液中纯油酸的油膜面积，则分子直径( 大小 ) d S.(2) 分子永不停息地做无规则运动：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r r 0( 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
8、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( 摩尔数 ) 、温度和体积决定五、热力学定律1热力学第一定律：U Q WUWQ正值负值正值负值正值负值内能内能外界对系系统对外系统从外界系统向外界增加减少统做功界做功吸收热量放出热量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4(2) 开尔文表述 ( 机械能和内能转
9、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：p1T1pT；等压变22VT11化盖吕萨克定律：. 只适用于一定质量的气体V2T2p1V1p2V2 pV2理想气体状态方程：或 ( 恒量 ) 适用于一定质量的理想气体TTTC12考点一分子动理论内能例 1.【2017北京卷】以下关于热运动的说法正确的是A水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B水凝结成冰后，水分子的热运动停止C水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D水的温度升高，每一个水
10、分子的运动速率都会增大【答案】 C【变式探究】 （多选）关于扩散现象，下列说法正确的是（）A. 温度越高，扩散进行得越快B. 扩散现象是不同物质间的一种化学反应C. 扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D. 扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E. 液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的解析根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A 正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，不是化学反应，故C 正确、 B 错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D 正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E 错误 .答案ACD【变式探究】 2015 福建理综，
11、29（ 1）， 6 分 下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是（）5A. 分子间距离减小时分子势能一定减小B. 温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C. 物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D. 非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性答案B考点二固体液体气体例 2. 【2017江苏卷】题 12A 2（甲）和（乙）图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30 s ，两方格纸每格表示的长度相同比较两张图片可知：若水温相同，_（选填“甲”或“乙”）中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，_（选填“甲”或“乙”）中水分子的热运动较剧烈【答案】甲乙【解析】温度相同，颗粒越大，布朗运动越不明显，所以若水温
