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1、第八章熱學第八章熱學 2014高考導航高考導航考綱展示考綱展示1.物質是由大量分子組成的阿伏加德物質是由大量分子組成的阿伏加德羅常羅常數分子的熱運動、布朗運數分子的熱運動、布朗運動分子動分子間的間的相互作用力相互作用力2.分子熱運動的動能溫度是物體分子分子熱運動的動能溫度是物體分子的熱的熱運動平均動能的標志物體運動平均動能的標志物體分子間分子間的相的相互作用、勢能物體的內能互作用、勢能物體的內能 3.做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種方式方式熱量能量守恒定律熱量能量守恒定律 4.熱力學第一定律熱力學第一定律 5.熱力學第二定律熱力學第二定律 6.永動機不可能制成永

2、動機不可能制成 7.絕對零度不可達到絕對零度不可達到 8.能源的開發(fā)和利用能源的利用與環(huán)能源的開發(fā)和利用能源的利用與環(huán)境保境保護護 9.氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量熱力學溫度氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量熱力學溫度 10.氣體的體積、溫度、壓強之間的關系氣體的體積、溫度、壓強之間的關系 11.氣體分子運動的特點氣體分子運動的特點 12.氣體壓強的微觀意義氣體壓強的微觀意義 13.實驗九：用油膜法估測分子的大小實驗九：用油膜法估測分子的大小熱點視角熱點視角1.本章主要的考點有阿伏加德羅常數、布朗運動、熱運動、本章主要的考點有阿伏加德羅常數、布朗運動、熱運動、分子動能、溫度、分子勢能、物體的內能、熱傳遞、分子動分子

3、動能、溫度、分子勢能、物體的內能、熱傳遞、分子動理論的三個要點、熱力學第一定律、熱力學第二定律、氣體理論的三個要點、熱力學第一定律、熱力學第二定律、氣體的三個狀態(tài)參量等的三個狀態(tài)參量等2.熱學部分學習要求比較低，全部是熱學部分學習要求比較低，全部是級要求，但它是高考級要求，但它是高考必考內容，通常以難度較小的選擇題出現考查的知識面相必考內容，通常以難度較小的選擇題出現考查的知識面相當廣，如用分子動理論解釋壓強、微觀量與宏觀量的關系及當廣，如用分子動理論解釋壓強、微觀量與宏觀量的關系及估算、熱力學定律等等都會涉及估算、熱力學定律等等都會涉及3.應注意概念的強化與規(guī)律的記憶，如用油膜法估測分子的應

4、注意概念的強化與規(guī)律的記憶，如用油膜法估測分子的大小、分子力的特點、分子間距離變化的規(guī)律、分子動能與大小、分子力的特點、分子間距離變化的規(guī)律、分子動能與溫度的關系、分子勢能與分子間距離的關系、熱力學第一定溫度的關系、分子勢能與分子間距離的關系、熱力學第一定律、熱力學第二定律等等另外，也要重視微觀量的計算、律、熱力學第二定律等等另外，也要重視微觀量的計算、能量守恒定律的應用等等能量守恒定律的應用等等.第一節(jié)分子動理論內能第一節(jié)分子動理論內能本節(jié)目錄本節(jié)目錄基礎梳理基礎梳理自學導引自學導引要點透析要點透析直擊高考直擊高考考點探究考點探究講練互動講練互動知能演練知能演練輕巧奪冠輕巧奪冠技法提煉技法提

5、煉思維升華思維升華基礎梳理基礎梳理自學導引自學導引一、分子動理論一、分子動理論1物體是由大量分子組成的物體是由大量分子組成的(1)分子模型：主要有兩種模型，固體與液體分子通常用球模分子模型：主要有兩種模型，固體與液體分子通常用球模型，氣體分子通常用立方體模型型，氣體分子通常用立方體模型(2)分子的大小分子的大小分子直徑：數量級是分子直徑：數量級是_m；分子質量：數量級是分子質量：數量級是_kg；測量方法：測量方法：_(3)阿伏加德羅常數阿伏加德羅常數1 mol任何物質所含有的粒子數，任何物質所含有的粒子數，NA_mol1.1010 1026 油膜法油膜法6.021023 2分子熱運動分子熱運動

6、分子永不停息地做無規(guī)則運動分子永不停息地做無規(guī)則運動(1)擴散現象擴散現象相互接觸的不同物質彼此進入對方的現象溫度相互接觸的不同物質彼此進入對方的現象溫度_，擴，擴散越快，可在固體、液體、氣體中進行散越快，可在固體、液體、氣體中進行(2)布朗運動布朗運動懸浮在液體懸浮在液體(或氣體或氣體)中的微粒的無規(guī)則運動微粒中的微粒的無規(guī)則運動微粒_，溫度溫度_，布朗運動越顯著，布朗運動越顯著3分子力分子力分子間同時存在引力和斥力，且都隨分子間距離的增大而分子間同時存在引力和斥力，且都隨分子間距離的增大而_，隨分子間距離的減小而，隨分子間距離的減小而_，但總是斥力變化，但總是斥力變化得較快，如圖所示得較快

7、，如圖所示越高越高越小越小越高越高減小減小增大增大(1)當當rr0時，時，F引引F斥斥，F0；(2)當當rr0時，時，F引引和和F斥斥都隨距離的減小而增大，但都隨距離的減小而增大，但F斥斥比比F引引增增大得更快，大得更快，F表現為斥力；表現為斥力；(3)當當rr0時，時，F引引和和F斥斥都隨距離的增大而減小，但都隨距離的增大而減小，但F斥斥比比F引引減減小得更快，小得更快，F表現為引力；表現為引力；(4)當當r10r0(109 m)時，時，F引引和和F斥斥都已經十分微弱，可以認為都已經十分微弱，可以認為分子間沒有相互作用力分子間沒有相互作用力(F0)二、內能二、內能1分子平均動能分子平均動能(

8、1)物體里所有分子動能的物體里所有分子動能的_(2)_ 是分子平均動能的標志是分子平均動能的標志2分子勢能分子勢能由分子間由分子間_決定的能，在宏觀上分子勢能與物體決定的能，在宏觀上分子勢能與物體_有關，在微觀上與分子間的有關，在微觀上與分子間的_有關有關3物體的內能物體的內能(1)內能：物體中所有分子做內能：物體中所有分子做_和和_的總和的總和(2)決定因素：決定因素：_、_和物質的量和物質的量平均值平均值溫度溫度相對位置相對位置體積體積距離距離熱運動的動能熱運動的動能分子勢能分子勢能溫度溫度體積體積三、溫度三、溫度1意義：意義：宏觀上表示物體的冷熱程度宏觀上表示物體的冷熱程度(微觀上標志物

9、體中分子微觀上標志物體中分子平均動能的大小平均動能的大小)2兩種溫標兩種溫標(1)攝氏溫標攝氏溫標t：單位：單位，在，在1個標準大氣壓下，水的冰點作為個標準大氣壓下，水的冰點作為0 ，沸點作為，沸點作為100 ，在，在0 100 之間等分之間等分100份，每一份份，每一份表示表示1 .(2)熱力學溫標熱力學溫標T：單位：單位K，把，把_作為作為0 K.(3)就每一度表示的冷熱差別來說就每一度表示的冷熱差別來說,兩種溫度是相同的兩種溫度是相同的,即即Tt.只是零值的起點不同只是零值的起點不同,所以二者關系式為所以二者關系式為_.(4)絕對零度絕對零度(0 K)：是低溫極限，只能接近不能達到，所以

10、熱：是低溫極限，只能接近不能達到，所以熱力學溫度無負值力學溫度無負值273.15Tt273.15要點透析要點透析直擊高考直擊高考即時應用即時應用 1假如全世界假如全世界60億人同時數億人同時數1 g水的分子個數，每水的分子個數，每人每小時可以數人每小時可以數5000個，不間斷地數，則完成任務所需時間個，不間斷地數，則完成任務所需時間最接近最接近(阿伏加德羅常數阿伏加德羅常數NA取取61023 mol1)()A10年年B1千年千年C10萬年萬年 D1千萬年第八章千萬年第八章二、微觀分子熱運動與其宏觀表現的關系二、微觀分子熱運動與其宏觀表現的關系1布朗運動的理解布朗運動的理解(1)研究對象：懸浮在

11、液體、氣體中的小顆粒研究對象：懸浮在液體、氣體中的小顆粒(2)特點：特點：永不停息；永不停息；無規(guī)則；無規(guī)則；顆粒越小顆粒越小,現象越明顯；現象越明顯；溫度越高，運動越激烈；溫度越高，運動越激烈；肉眼看不到肉眼看不到(3)成因：布朗運動是由于液體分子無規(guī)則運動對小顆粒撞擊成因：布朗運動是由于液體分子無規(guī)則運動對小顆粒撞擊力的不平衡引起的，是分子無規(guī)則運動的反映力的不平衡引起的，是分子無規(guī)則運動的反映2布朗運動與擴散現象的異同布朗運動與擴散現象的異同(1)它們都反映了分子在永不停息地做無規(guī)則運動它們都反映了分子在永不停息地做無規(guī)則運動(2)它們都隨溫度的升高而表現得更明顯它們都隨溫度的升高而表現

12、得更明顯(3)布朗運動只能在液體、氣體中發(fā)生，而擴散現象可以發(fā)生布朗運動只能在液體、氣體中發(fā)生，而擴散現象可以發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質之間在固體、液體、氣體任何兩種物質之間3布朗運動和分子熱運動的比較布朗運動和分子熱運動的比較布朗運動布朗運動熱運動熱運動活動主體活動主體 固體微小顆粒固體微小顆粒分子分子區(qū)別區(qū)別是微小顆粒的運動，是比是微小顆粒的運動，是比分子大得很多的分子團的分子大得很多的分子團的運動，較大的顆粒不做布運動，較大的顆粒不做布朗運動，但它本身的以及朗運動，但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運動周圍的分子仍在做熱運動是指分子的運動，分是指分子的運動，分子無論大小都做熱運子無

13、論大小都做熱運動，熱運動不能通過動，熱運動不能通過光學顯微鏡直接觀察光學顯微鏡直接觀察到到共同點共同點都是無規(guī)則運動，都隨溫度的升高而變得更加都是無規(guī)則運動，都隨溫度的升高而變得更加激烈，都是肉眼所不能看見的激烈，都是肉眼所不能看見的聯系聯系布朗運動是由于小顆粒受到周圍分子做熱運動布朗運動是由于小顆粒受到周圍分子做熱運動的撞擊力而引起的，它是分子做無規(guī)則運動的的撞擊力而引起的，它是分子做無規(guī)則運動的反映反映特別提醒：特別提醒：(1)布朗運動不是固體分子的運動，也不是液體布朗運動不是固體分子的運動，也不是液體分子的運動，而是小顆粒的運動，是液體分子無規(guī)則運動分子的運動，而是小顆粒的運動，是液體分

14、子無規(guī)則運動的反映的反映(2)布朗運動中的顆粒很小，肉眼看不見，需用顯微鏡才能布朗運動中的顆粒很小，肉眼看不見，需用顯微鏡才能觀察到觀察到即時應用即時應用 2(2013石家莊一檢石家莊一檢)關于布朗運動，下列說法正關于布朗運動，下列說法正確的是確的是()A布朗運動是指在顯微鏡中看到的液體分子的無規(guī)則運動布朗運動是指在顯微鏡中看到的液體分子的無規(guī)則運動B布朗運動反映了固體分子永不停止的無規(guī)則運動布朗運動反映了固體分子永不停止的無規(guī)則運動C懸浮微粒越大，布朗運動越顯著懸浮微粒越大，布朗運動越顯著D液體溫度越高，布朗運動越顯著液體溫度越高，布朗運動越顯著解析：選解析：選D.布朗運動是指懸浮在液體中微

15、粒的無規(guī)則運動，布朗運動是指懸浮在液體中微粒的無規(guī)則運動，它反映了液體分子的無規(guī)則運動，液體溫度越高，懸浮微粒它反映了液體分子的無規(guī)則運動，液體溫度越高，懸浮微粒越小，布朗運動越顯著，故越小，布朗運動越顯著，故D正確正確三、分子力與分子勢能三、分子力與分子勢能1分子間的相互作用力分子間的相互作用力分子力是引力與斥力的合力分子間的引力和斥力都隨分子分子力是引力與斥力的合力分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小、隨分子間距離的減小而增大，但總是間距離的增大而減小、隨分子間距離的減小而增大，但總是斥力變化得較快，如圖所示斥力變化得較快，如圖所示(1)當當rr0時，時，F引引F斥斥，F0；(2)

16、當當rr0時，時，F引引和和F斥斥都隨距離的減小而都隨距離的減小而增大，但增大，但F引引F斥斥，F表現為斥力；表現為斥力；(3)當當rr0時，時，F引引和和F斥斥都隨距離的增大而都隨距離的增大而減小，但減小，但F引引F斥斥，F表現為引力；表現為引力；(4)當當r10r0(109 m)時，時，F引引和和F斥斥都已經十分微弱，可以認為都已經十分微弱，可以認為分子間沒有相互作用力分子間沒有相互作用力(F0)2分子勢能分子勢能分子勢能是由分子間相對位置而決定的勢能，它隨著物體體分子勢能是由分子間相對位置而決定的勢能，它隨著物體體積的變化而變化，與分子間距離的關系為：積的變化而變化，與分子間距離的關系為

17、：(1)當當rr0時，分子力表現為引力，隨著時，分子力表現為引力，隨著r的增大，分子引力做的增大，分子引力做負功，分子勢能增大負功，分子勢能增大(2)當當rr0時，分子力表現為斥力，隨著時，分子力表現為斥力，隨著r的減小，分子斥力做的減小，分子斥力做負功，分子勢能增大負功，分子勢能增大(3)當當rr0時，分子勢能最小，但不為零，為負值，因為選兩時，分子勢能最小，但不為零，為負值，因為選兩分子相距無窮遠時分子勢能為零分子相距無窮遠時分子勢能為零(4)分子勢能曲線如圖所示分子勢能曲線如圖所示即時應用即時應用 3(2010高考大綱全國卷高考大綱全國卷)如圖所示為兩分子系統(tǒng)如圖所示為兩分子系統(tǒng)的勢能的

18、勢能Ep與兩分子間距離與兩分子間距離r的關系曲線下列說法正確的是的關系曲線下列說法正確的是()A當當r大于大于r1時，分子間的作用力表現為引力時，分子間的作用力表現為引力B當當r小于小于r1時，分子間的作用力表現為斥力時，分子間的作用力表現為斥力C當當r等于等于r2時，分子間的作用力為零時，分子間的作用力為零D在在r由由r1變到變到r2的過程中，分子間的作用力做負功的過程中，分子間的作用力做負功解析：選解析：選BC.當分子間距離當分子間距離rr2時，分子間勢能時，分子間勢能Ep最小，此最小，此時分子間的作用力為零，時分子間的作用力為零，C正確；當正確；當r大于大于r2時，分子間的作時，分子間的

19、作用力表現為引力，當用力表現為引力，當r1rr2時表現為斥力，時表現為斥力，A錯；當錯；當r小于小于r1時，分子力表現為斥力，時，分子力表現為斥力，B正確；在正確；在r由由r1變到變到r2的過程中，的過程中，分子力表現為斥力，分子力方向與運動方向相同，分子力做分子力表現為斥力，分子力方向與運動方向相同，分子力做正功，正功，D錯錯四、物體的內能和機械能的比較四、物體的內能和機械能的比較名稱名稱比較比較 內能內能機械能機械能定義定義物體內所有分子熱運物體內所有分子熱運動的動能與分子勢能動的動能與分子勢能之和之和物體的動能、重力勢能和物體的動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱彈性勢能的統(tǒng)稱決定決定由物體內

20、部狀態(tài)決定由物體內部狀態(tài)決定跟宏觀運動狀態(tài)、參考系跟宏觀運動狀態(tài)、參考系和零勢能點的選取有關和零勢能點的選取有關量值量值任何物體都有內能任何物體都有內能可以為零可以為零測量測量無法測量無法測量可測量可測量本質本質微觀分子的運動和相微觀分子的運動和相互作用的結果互作用的結果宏觀物體的運動和相互作宏觀物體的運動和相互作用的結果用的結果特別提醒：特別提醒：(1)物體的體積越大，分子勢能不一定就越大，如物體的體積越大，分子勢能不一定就越大，如0 的水結成的水結成0 的冰后體積變大，但分子勢能卻減小了的冰后體積變大，但分子勢能卻減小了(2)理想氣體分子間相互作用力為零，故分子勢能忽略不計，理想氣體分子間

21、相互作用力為零，故分子勢能忽略不計，一定質量的理想氣體內能只與溫度有關一定質量的理想氣體內能只與溫度有關(3)機械能和內能都是對宏觀物體而言的，不存在某個分子的機械能和內能都是對宏觀物體而言的，不存在某個分子的內能、機械能的說法內能、機械能的說法即時應用即時應用 4 (2013上海師大附中檢測上海師大附中檢測)關于物體的機械能和內關于物體的機械能和內能的說法中正確的是能的說法中正確的是()A物體重力勢能大時分子勢能一定大物體重力勢能大時分子勢能一定大B機械能增大時內能可能減小機械能增大時內能可能減小C物體的動能增大，則物體內分子的平均動能一定增大物體的動能增大，則物體內分子的平均動能一定增大D

22、內能增大時機械能可能減小內能增大時機械能可能減小解析：選解析：選BD.內能和機械能沒有必然的聯系，所以內能和機械能沒有必然的聯系，所以A、C錯，錯，B、D對對考點探究考點探究講練互動講練互動例例1考點考點1宏觀量與微觀量之間的關系宏觀量與微觀量之間的關系(2013長沙模擬長沙模擬)鉆石是首飾和高強度鉆頭、刻刀等工具鉆石是首飾和高強度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設鉆石的密度為中的主要材料，設鉆石的密度為(單位為單位為kg/m3)，摩爾質量為，摩爾質量為M(單位為單位為g/mol)，阿伏加德羅常數為，阿伏加德羅常數為NA.已知已知1克拉克拉0.2克，克，則則()【答案】【答案】C例例2考點考點2

23、分子運動的特點及物體的內能分析分子運動的特點及物體的內能分析下列關于分子運動和熱現象的說法正確的是下列關于分子運動和熱現象的說法正確的是()A氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在勢能的緣故之間存在勢能的緣故B一定量一定量100 的水變成的水變成100 的水蒸氣，其分子之間的勢的水蒸氣，其分子之間的勢能增加能增加C一定量氣體的內能等于其所有分子熱運動動能和分子之間一定量氣體的內能等于其所有分子熱運動動能和分子之間勢能的總和勢能的總和D如果氣體溫度升高，那么所有分子的速率都增加如果氣體溫度升高，那么所有分子的速率都增加【解析】

24、氣體分子間的距離比較大，甚至可以忽略分子間【解析】氣體分子間的距離比較大，甚至可以忽略分子間的作用力，分子勢能也就不存在了，所以氣體在沒有容器的的作用力，分子勢能也就不存在了，所以氣體在沒有容器的約束下散開是分子無規(guī)則熱運動的結果，所以約束下散開是分子無規(guī)則熱運動的結果，所以A錯錯.100 的的水變成同溫度的水蒸氣，分子的平均動能不變，在質量不變水變成同溫度的水蒸氣，分子的平均動能不變，在質量不變的前提下分子的總動能也不變的前提下分子的總動能也不變,水吸熱汽化內能是要增加的，水吸熱汽化內能是要增加的，所以其增加的內能全部是分子勢能，所以所以其增加的內能全部是分子勢能，所以B正確根據內能正確根據

25、內能的定義可知的定義可知C正確如果氣體的溫度升高，分子的平均動能正確如果氣體的溫度升高，分子的平均動能增大，熱運動的平均速率也增大，這是統(tǒng)計規(guī)律，但就每一增大，熱運動的平均速率也增大，這是統(tǒng)計規(guī)律，但就每一個分子來講，速率不一定都增加個分子來講，速率不一定都增加【答案】【答案】BC技法提煉技法提煉思維升華思維升華方法技巧方法技巧類比法在分子力做功中的應用類比法在分子力做功中的應用【范例】【范例】分子甲和乙分子甲和乙相距較遠相距較遠時，它們之間的分子力可時，它們之間的分子力可忽略現在分子甲固定不動，將分子乙由較遠處逐漸向甲靠忽略現在分子甲固定不動，將分子乙由較遠處逐漸向甲靠近直到近直到不能再靠近

26、不能再靠近，在這一過程中，在這一過程中()A分子力總是對乙做正功分子力總是對乙做正功B分子乙總是克服分子力做功分子乙總是克服分子力做功C分子分子勢能勢能先減小后增大先減小后增大D分子勢能先減小后增大，最后又減小分子勢能先減小后增大，最后又減小尋規(guī)探法尋規(guī)探法批注批注：兩分子靠近時首先表現為引力，故靠近過程中引力：兩分子靠近時首先表現為引力，故靠近過程中引力做正功；做正功；批注批注：“不能靠近不能靠近”表明分子間有很強的斥力作用，因此表明分子間有很強的斥力作用，因此靠近過程應是先表現為引力，后表現為逐漸增大的斥力；靠近過程應是先表現為引力，后表現為逐漸增大的斥力；批注批注：分子勢能的變化可類比于

27、重力勢能的變化：分子勢能的變化可類比于重力勢能的變化【解析】與重力、彈力相似，分子力做功與路徑無關，可【解析】與重力、彈力相似，分子力做功與路徑無關，可以引進分子勢能的概念分子間所具有的勢能由它們的相對以引進分子勢能的概念分子間所具有的勢能由它們的相對位置所決定分子力做正功時分子勢能減小，分子力做負功位置所決定分子力做正功時分子勢能減小，分子力做負功時分子勢能增加通常選取無窮遠處時分子勢能增加通常選取無窮遠處(分子間距離分子間距離r10r0處處)分子勢能為零當兩分子逐漸移近時分子勢能為零當兩分子逐漸移近時(rr0)，分子力做正功，分子力做正功，分子勢能減??；當分子距離分子勢能減?。划敺肿泳嚯xrr0時，分子勢能最小時，分子勢能最小(且為負且為負值值)；當兩分子再靠近時；當兩分子再靠近時(rr0)，分子力做負功，分子勢能增，分子力做負功，分子勢能增大顯然正確選項為大顯然正確選項為C.【答案】【答案】C【方法提煉】【方法提煉】類比分析法類比分析法,學習學習“分子勢能分子勢能”時，可類比時，可類比“重力勢能重力勢能”；學習；學習“分子力做功與分子勢能改變分子力做功與分子勢能改變”的關的關系時，可類比系時，可類比“重力做功與重力勢能改變的關系重力做功與重力勢能改變的關系”等等.