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1、2024/7/231 热学专题复习热学专题复习2024/7/2321.1.物体是由大量分子组成的物体是由大量分子组成的 考点考点组合组合一：分子动理论一：分子动理论这里的分子是指构成物质的单元，可以这里的分子是指构成物质的单元，可以是原子、离子，也可以是分子。在热运是原子、离子，也可以是分子。在热运动中它们遵从相同的规律，所以统称为动中它们遵从相同的规律，所以统称为分子。分子。 2024/7/2331.1.物体是由大量分子组成的物体是由大量分子组成的 （1）这这里里建建立立了了一一个个理理想想化化模模型型：把把分分子子看看作作是是小小球球，所所以以求求出出的的数数据据只只在在数数量量级级上上是
2、是有有意意义义的的。一一般般认认为为分分子子直直径径大大小小的的数数量量级级为为10-10m。（2 2）固固体体、液液体体被被理理想想化化地地认认为为各各分分子子是是一一个个挨挨一一个个紧紧密密排排列列的的，每每个个分分子子的的体体积积就就是是每每个个分分子子平平均均占占有有的的空空间间。分分子子体体积积= =物物体体体体积积分子个数。分子个数。 2024/7/234 （3）气气体体分分子子仍仍视视为为小小球球，但但分分子子间间距距离离较较大大，不不能能看看作作一一个个挨挨一一个个紧紧密密排排列列，所所以以气气体体分分子子的的体体积积远远小小于于每每个个分分子子平平均均占占有有的的空空间间。每
3、每个个气气体体分分子子平平均均占占有有的的空空间间看看作作以以相相邻邻分分子子间间距距离离为边长的正立方体。为边长的正立方体。 （4）阿伏加德罗常数）阿伏加德罗常数NA6.021023mol-1，是联，是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把物质的摩尔系微观世界和宏观世界的桥梁。它把物质的摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量和分子质量、分质量、摩尔体积这些宏观物理量和分子质量、分子体积这些微观物理量联系起来了。子体积这些微观物理量联系起来了。 2024/7/235【例【例1】 根据水的密度为根据水的密度为=1.0103kg/m3和水的摩尔质量和水的摩尔质量M=1.810-2kg,，利用阿伏加德罗常数，
4、估算，利用阿伏加德罗常数，估算水分子的质量和水分子的直径。水分子的质量和水分子的直径。 解析：每个水分子解析：每个水分子m=M/NA=1.810-26.021023=3.010-26kg；水水的的摩摩尔尔体体积积V=M/，把把水水分分子子看看作作一一个个挨挨一一个个紧紧密密排排列列的的小小球球，则则每每个个分分子子的的体体积积为为v=V/NA,而而根根据据球球体体积积 的的 计计 算算 公公 式式 ， 用用 d表表 示示 水水 分分 子子 直直 径径 ，v=4r3/3=d3/6，得，得d=410-10 m2024/7/236【例【例2】 利用阿伏加德罗常数，估算在标准利用阿伏加德罗常数，估算在
5、标准状态下相邻气体分子间的平均距离状态下相邻气体分子间的平均距离D。 解解析析：在在标标准准状状态态下下， 1mol任任何何气气体体的的体体积积都都是是V=22.4L，除除以以阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数就就得得每每个个气气体体分分子子平平均均占占有有的的空空间间，该该空空间间的的大大小小是是相邻气体分子间平均距离相邻气体分子间平均距离D的立方。的立方。2024/7/2372. 2. 分子永不停息地做无规则运动分子永不停息地做无规则运动（1）扩散现象和布朗运动都可以很好地证）扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子的热运动。明分子的热运动。 （2）布朗运动是指悬浮在液体中的固体微）布朗运动是指悬
6、浮在液体中的固体微粒的无规则运动。关于布朗运动，要注意以粒的无规则运动。关于布朗运动，要注意以下几点：下几点：形成条件是：只要微粒足够小。形成条件是：只要微粒足够小。温度越高，布朗运动越激烈。温度越高，布朗运动越激烈。观察到的观察到的是固体微粒（不是液体，不是固体分子）的是固体微粒（不是液体，不是固体分子）的无规则运动，反映的是液体分子运动的无规无规则运动，反映的是液体分子运动的无规则性。则性。实验中描绘出的是某固体微粒每隔实验中描绘出的是某固体微粒每隔30秒的位置的连线，不是该微粒的运动轨迹。秒的位置的连线，不是该微粒的运动轨迹。 2024/7/2383 3分子间的相互作用力分子间的相互作用
7、力 （1）分子力有如下几个特点：）分子力有如下几个特点： 分子间同时存在引力和斥力；分子间同时存在引力和斥力； 引力和斥力都随着距离的增大引力和斥力都随着距离的增大而减小；而减小； 斥力比引力变化得快。斥力比引力变化得快。 2024/7/2393 3分子间的相互作用力分子间的相互作用力 oF引FF斥斥（2） 2024/7/2310（3）分分子子间间作作用用力力（指指引引力力和和斥斥力力的的合合力力）随随分分子子间间距距离离而而变变的的规规律律是是：rr0时时表表现现为为引引力力；r10r0以以后后，分分子子力力变变得得十十分分微弱，可以忽略不计。微弱，可以忽略不计。（4）从从本本质质上上来来说
8、说，分分子子力力是是电电场场力力的的表表现现。因因为为分分子子是是由由原原子子组组成成的的，原原子子内内有有带带正正电电的的原原子子核核和和带带负负电电的的电电子子，分分子子间间复复杂杂的的作作用用力力就就是是由由这这些些带带电电粒粒子子间间的的相相互互作作用用而引起的。而引起的。2024/7/23111.1.物体的内能物体的内能考点考点组合二组合二：物体的内能及其变化：物体的内能及其变化（2）做做热热运运动动的的分分子子具具有有的的动动能能叫叫分分子子动动能能。温温度度是是物物体体分分子子热热运运动动的的平平均均动动能能的的标标志志。温温度越高，分子做热运动的平均动能越大。度越高，分子做热运
9、动的平均动能越大。（1 1）物体中所有分子做热运动的动能和分子）物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。势能的总和叫做物体的内能。2024/7/2312（3）由分子间相对位置决定的势能叫分）由分子间相对位置决定的势能叫分子势能。分子力做正功时分子势能减小；子势能。分子力做正功时分子势能减小；分子力作负功时分子势能增大。分子力作负功时分子势能增大。决定物体内能大小的因素是决定物体内能大小的因素是: : 摩尔数、摩尔数、温度和体积温度和体积. . 而对于一定质量的物体，而对于一定质量的物体，其内能只与温度和体积有关，因此，内其内能只与温度和体积有关，因此，内能是一个状态量能是一
10、个状态量. .2024/7/23132.2.改变内能的两种方式改变内能的两种方式改变内能的方式有两种改变内能的方式有两种: 做功和热传递做功和热传递. （1 1）做功过程中，内能改变量的多少用）做功过程中，内能改变量的多少用功功的大小的大小来量度来量度; 热传递过程中，内能转移的多少用热传递过程中，内能转移的多少用热量热量来来量度量度.（2） 做功和热传递都是过程量，内能则是状态量做功和热传递都是过程量，内能则是状态量* *理想气体的内能：理想气体就是分子间没有理想气体的内能：理想气体就是分子间没有相互作用力的气体，这是一种理想模型；相互作用力的气体，这是一种理想模型； 理理想气体分子内无分子
11、势能；理想气体的内能就想气体分子内无分子势能；理想气体的内能就是所有分子的动能之和，理想气体的内能只跟是所有分子的动能之和，理想气体的内能只跟温度和温度和摩尔数摩尔数有关。有关。2024/7/2314典例分析典例分析【例【例4】 下列说法中正确的是下列说法中正确的是 A.物物体体自自由由下下落落时时速速度度增增大大，所所以以物物体体内内能能也增大也增大 B.物体的机械能为零时内能也为零物体的机械能为零时内能也为零 C.物物体体的的体体积积减减小小温温度度不不变变时时，物物体体内内能能一一定减小定减小 D.气体体积增大时气体分子势能一定增大气体体积增大时气体分子势能一定增大D 2024/7/23
12、15考点组合三：热力学定律和能量守恒定律考点组合三：热力学定律和能量守恒定律1.热力学第一定律热力学第一定律 热力学第一定律基本内容热力学第一定律基本内容：外界对物体所做的功：外界对物体所做的功 W W 加上物体从外界吸收的热量加上物体从外界吸收的热量 Q Q 等于物体内能的等于物体内能的增量增量u u. . 其数学表达式为其数学表达式为 u u = = Q Q + + W W（1 1）当物体吸收热量时）当物体吸收热量时Q取正值，即取正值，即Q0; 当物当物体放出热量时体放出热量时Q取负值，即取负值，即Q0; 当当物体对外界做功时物体对外界做功时W取负值，即取负值，即W 0时，表示物体内能增加
13、，时，表示物体内能增加，u0时，表时，表示物体内能减少示物体内能减少2024/7/23162.能量守恒定律能量守恒定律 能量即不会凭空产生，也不会凭空消失，它能量即不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。其总量不变。 注意：能源环境问题注意：能源环境问题 2024/7/2317* 方向性方向性考点组合三：热力学定律和能量守恒定律考点组合三：热力学定律和能量守恒定律1.热力学第二定律热力学第二定律 能量耗散能量耗散按热传导的按热传导的
14、方向性方向性表述表述：不可能使热量由低温物体传递：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。到高温物体，而不引起其他变化。按机械能和内能转化过程的按机械能和内能转化过程的方向性方向性表述表述： 不可能从单不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。化。* 永动机问题永动机问题2024/7/2318典例分析典例分析【例6】气缸内盛有定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气。现将活塞杆与外界连接使其缓慢的向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。若已知理想气体的内能只与
15、温度有关，则下列说法正确的是A气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律 B气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律 C气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律DABC三种说法都不对2024/7/23193.热力学第三定律热力学第三定律 考点组合三：热力学定律和能量守恒定律考点组合三：热力学定律和能量守恒定律绝对零度不可达到。绝对零度不可达到。 2024/7/2320考点组合四：气体考点组合四：气体 1. 1. 气体状态参量气体状态参量 (1)(1)温度温度 T T = = t t+273.15K+273.15
16、K T =t (2)(2)体积体积 (3) (3) 压强压强定定性性：一一定定质质量量的的气气体体，在在温温度度不不变变的的情情况况下下，体体积积减减小小时时，压压强强增增大大，体体积积增增大大时时，压压强强减减小小；一一定定质质量量的的气气体体，在在压压强强不不变变的的情情况况下下，温温度度升升高高，体体积积增增大大。；一一定定质质量量的的气气体体，在在体体积积不不变变的的情情况况下，温度升高，压强增大。下，温度升高，压强增大。 2024/7/23212 2气体分子动理论气体分子动理论气体分子运动的特点：气体分子运动的特点：气气体体分分子子间间的的距距离离大大约约是是分分子子直直径径的的10
17、倍，分子间的作用力十分微弱。倍，分子间的作用力十分微弱。每每个个气气体体分分子子的的运运动动是是杂杂乱乱无无章章的的，但但对对大大量量分分子子的的整整体体来来说说，分分子子的的运运动动是是有有规规律律的的。研研究究的的方方法法是是统统计计方方法法。气气体体分分子子的的速速率率分分布布规规律律遵遵从从统统计计规规律律。在在一一定定温温度度下下，某某种种气气体体的的分分子子速速率率分分布布是是确确定定的的，表表现现出出“中中间间多多，两两头头少少”的的分分布布规规律。律。 2024/7/23223. 3. 气体压强的微观意义气体压强的微观意义 从微观角度来看，气体压强的大小跟两个因素有关从微观角度
18、来看，气体压强的大小跟两个因素有关（1 1）气体分子的平均动能，（气体分子的平均动能，（2 2）分子的密集程度）分子的密集程度. .气体分子的平均动能越大，分子撞击器壁时对器壁气体分子的平均动能越大，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大产生的作用力越大，气体的压强就越大. . 而温度是而温度是分子平均动能的标志，可见从宏观角度看，气体的分子平均动能的标志，可见从宏观角度看，气体的压强跟温度有关；压强跟温度有关；气体分子越密集，每秒撞击器壁单位面积的分子数气体分子越密集，每秒撞击器壁单位面积的分子数越多，气体的压强就越大越多，气体的压强就越大. . 一定质量的气体，体积一定质量的气体，体积越小，分子越密集，可见从宏观角度看，气体的压越小，分子越密集，可见从宏观角度看，气体的压强跟体积有关。强跟体积有关。
