《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 熱學(xué)（第1課時(shí)）分子動(dòng)理論 熱力學(xué)定律課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 熱學(xué)（第1課時(shí)）分子動(dòng)理論 熱力學(xué)定律課件（33頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第1課時(shí)分子動(dòng)理論熱力學(xué)定律課時(shí)分子動(dòng)理論熱力學(xué)定律 考點(diǎn)一考點(diǎn)一 分子直徑、質(zhì)量、數(shù)目等分子直徑、質(zhì)量、數(shù)目等 微觀量的估算微觀量的估算一、宏觀量與微觀量的相互關(guān)系一、宏觀量與微觀量的相互關(guān)系1微觀量：分子體積微觀量：分子體積V0、分子直徑、分子直徑d、分子質(zhì)量、分子質(zhì)量m0.2宏觀量：物體的體積宏觀量：物體的體積V、摩爾體積、摩爾體積Vm，物體的，物體的質(zhì)量質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量、摩爾質(zhì)量M、物體的密度、物體的密度.3相互關(guān)系(1)一個(gè)分子的質(zhì)量：m0MNAVmNA.(2)一個(gè)分子的體積：V0VmNAMNA(注：對氣體，V0為分子所占空間體積)(3)物體所含的分子數(shù)：nVVmNAmVmNA或

2、nmMNAVMNA.(4)單位質(zhì)量中所含的分子數(shù)：nNAM.二、求解分子直徑時(shí)的兩種模型1把分子看做球形：d36V0.2把分子看做小立方體：d3V0.對于氣體， 按上述思路算出的不是分子直徑， 而是氣體分子間的平均距離【例例1】(2016淄博模擬淄博模擬)已知某種氣體的摩爾質(zhì)量為已知某種氣體的摩爾質(zhì)量為M，密度為，密度為，阿伏加德羅常數(shù)為，阿伏加德羅常數(shù)為NA.則該種氣體中每個(gè)分則該種氣體中每個(gè)分子的質(zhì)量為子的質(zhì)量為_，分子的平均間距為，分子的平均間距為_方方 法法 總總 結(jié)結(jié)微觀量的求解方法微觀量的求解方法(1)分子的大小、分子體積、分子質(zhì)量屬微觀量分子的大小、分子體積、分子質(zhì)量屬微觀量，直

3、接測直接測量它們的數(shù)值非常困難量它們的數(shù)值非常困難，可以借助較易測量的宏觀量結(jié)可以借助較易測量的宏觀量結(jié)合摩爾體積、摩爾質(zhì)量等來估算這些微觀量合摩爾體積、摩爾質(zhì)量等來估算這些微觀量，其中阿伏其中阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁和紐帶加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁和紐帶(2)建立合適的物理模型建立合適的物理模型，通常把固體、液體分子模擬為通常把固體、液體分子模擬為球形或小立方體形氣體分子所占據(jù)的空間則建立立方球形或小立方體形氣體分子所占據(jù)的空間則建立立方體模型體模型1(2016臨沂模擬臨沂模擬)空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器氣接觸蒸

4、發(fā)器(銅管銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會感覺干燥某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出越來越少，人會感覺干燥某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液 化 水 的 體 積液 化 水 的 體 積 V 1.0 1 03c m3. 已 知 水 的 密 度已 知 水 的 密 度 1.0103kg/m3、摩爾質(zhì)量、摩爾質(zhì)量M1.8102kg/mol，阿伏加德，阿伏加德羅常數(shù)羅常數(shù)NA6.01023mol1.試求試求(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)：(1)該液化水中含有水分子的總數(shù)該液化水中含有水分子的總數(shù)N；(2)一個(gè)水分子的直徑一個(gè)水分子的直徑d. 考點(diǎn)

5、二考點(diǎn)二 分子力、分子勢能與分子間分子力、分子勢能與分子間 距離的關(guān)系距離的關(guān)系分子力與分子勢能的比較：分子力與分子勢能的比較：【例例2】(多選多選)(2015鄭州模擬鄭州模擬)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近在此過在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近在此過程中，下列說法正確的是程中，下列說法正確的是_(填正確答案標(biāo)號填正確答案標(biāo)號)A分子力先增大，后一直減小分子力先增大，后一直減小B分子力先做正功，后做負(fù)功分子力先做正功，后做負(fù)功C分子動(dòng)能先增大，后減小分子動(dòng)能先增大，后減小D分子勢能先增大，后減小分子勢能先增大，后減小E分子勢能和動(dòng)能

6、之和不變分子勢能和動(dòng)能之和不變思路指引：思路指引：分子間作用力是分子間引力和分子間斥力的分子間作用力是分子間引力和分子間斥力的合力合力，分子間距離的不同分子間距離的不同，分子間作用力有時(shí)表現(xiàn)為引分子間作用力有時(shí)表現(xiàn)為引力力，有時(shí)表現(xiàn)為斥力有時(shí)表現(xiàn)為斥力，如果分力做負(fù)功如果分力做負(fù)功，分子勢能就增分子勢能就增加加，如果分力做正功如果分力做正功，分子勢能就減小分子勢能就減小解析：解析：分子力分子力F與分子間距離的關(guān)系是：當(dāng)與分子間距離的關(guān)系是：當(dāng)rr0時(shí)時(shí)，F(xiàn)為引力；綜上可知為引力；綜上可知，當(dāng)兩當(dāng)兩個(gè)分子由相距較遠(yuǎn)逐漸達(dá)到最近過程中分子力是先變大再變小個(gè)分子由相距較遠(yuǎn)逐漸達(dá)到最近過程中分子力是先

7、變大再變小后又變大后又變大，故選項(xiàng)故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；分子力為引力時(shí)錯(cuò)誤；分子力為引力時(shí)，隨著分子間距離隨著分子間距離的減小的減小，分子力做正功分子力做正功，分子勢能減小分子勢能減小，分子力為斥力時(shí)分子力為斥力時(shí)，隨隨著分子距離減小著分子距離減小，分子力做負(fù)功分子力做負(fù)功，分子勢能增大分子勢能增大，故選項(xiàng)故選項(xiàng)B正正確確，選項(xiàng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤；因?yàn)閮H有分子力作用錯(cuò)誤；因?yàn)閮H有分子力作用，故只有分子動(dòng)能和分故只有分子動(dòng)能和分子勢能之間轉(zhuǎn)化子勢能之間轉(zhuǎn)化，即分子勢能減小時(shí)分子動(dòng)能增大即分子勢能減小時(shí)分子動(dòng)能增大，分子勢能分子勢能增大時(shí)分子動(dòng)能減小增大時(shí)分子動(dòng)能減小，其總和不變，故選項(xiàng)，其總和不變，故選項(xiàng)C、E

8、正確正確. 答案：答案：BCE2(多選多選)(2016徐州質(zhì)檢徐州質(zhì)檢)如圖所示是分子間引力或斥力大小如圖所示是分子間引力或斥力大小隨分子間距離變化的圖象，由此可知隨分子間距離變化的圖象，由此可知()Aab表示引力圖線表示引力圖線Bcd表示引力圖線表示引力圖線C當(dāng)分子間距離當(dāng)分子間距離r等于兩圖線交點(diǎn)等于兩圖線交點(diǎn)e的橫坐標(biāo)時(shí)，分子力一的橫坐標(biāo)時(shí)，分子力一定為零定為零D當(dāng)分子間距離當(dāng)分子間距離r等于兩圖線交點(diǎn)等于兩圖線交點(diǎn)e的橫坐標(biāo)時(shí)，分子勢能的橫坐標(biāo)時(shí)，分子勢能一定最小一定最小E當(dāng)分子間距離當(dāng)分子間距離r等于兩圖線交點(diǎn)等于兩圖線交點(diǎn)e的橫坐標(biāo)時(shí)，分子勢能一的橫坐標(biāo)時(shí)，分子勢能一定為零定為零解

9、析：解析：在在Fr圖象中圖象中，隨隨r增加增加，斥力變化快斥力變化快，所以所以ab為引為引力圖線力圖線，A對對，B錯(cuò)；兩圖象相交點(diǎn)錯(cuò)；兩圖象相交點(diǎn)e為分子所受的引力和為分子所受的引力和斥力大小相等斥力大小相等，即分子間相互作用的受力平衡位置即分子間相互作用的受力平衡位置，分子分子力為力為0，分子勢能最小分子勢能最小，但不一定為但不一定為0，故故C、D對對，E錯(cuò)錯(cuò)答案：答案：ACD 考點(diǎn)三考點(diǎn)三 熱力學(xué)第一定律的理解應(yīng)用熱力學(xué)第一定律的理解應(yīng)用1在在UQW中，中，W表示做功情況，說明內(nèi)能和其他表示做功情況，說明內(nèi)能和其他形式的能可以相互轉(zhuǎn)化；形式的能可以相互轉(zhuǎn)化；Q表示吸熱或放熱的情況，說明表示

10、吸熱或放熱的情況，說明內(nèi)能可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而內(nèi)能可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而UQW是是能量守恒定律的具體體現(xiàn)能量守恒定律的具體體現(xiàn)2三種特殊情況三種特殊情況(1)若過程是絕熱的，則若過程是絕熱的，則Q0，WU，外界對物體做的，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加功等于物體內(nèi)能的增加(2)若過程中不做功，即若過程中不做功，即W0，QU，物體吸收的熱量，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加等于物體內(nèi)能的增加(3)若過程的始、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即若過程的始、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即U0，則，則WQ0或或WQ，外界對物體做的功等于物體放出的熱，外界對物體做的功等于物體放出的熱量量3

11、溫度、內(nèi)能、熱量、功的比較溫度、內(nèi)能、熱量、功的比較【例例3】(多選多選)(2014廣東卷廣東卷)用密封性好、充滿氣體用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品，如圖所示，充氣袋四周被擠壓時(shí)，的塑料袋包裹易碎品，如圖所示，充氣袋四周被擠壓時(shí)， 假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，則袋內(nèi)氣體假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，則袋內(nèi)氣體()A體積減小，內(nèi)能增大體積減小，內(nèi)能增大B體積減小，壓強(qiáng)減小體積減小，壓強(qiáng)減小C對外界做負(fù)功，內(nèi)能增大對外界做負(fù)功，內(nèi)能增大D對外界做正功，壓強(qiáng)減小對外界做正功，壓強(qiáng)減小3(2016濟(jì)南模擬濟(jì)南模擬)一定質(zhì)量的氣體，在從狀態(tài)一定質(zhì)量的氣體，在從狀態(tài)1變化到變化到狀態(tài)狀態(tài)2的過程中，

12、吸收熱量的過程中，吸收熱量280 J，并對外做功，并對外做功120 J，試，試問：問：(1)這些氣體的內(nèi)能發(fā)生了怎樣的變化？這些氣體的內(nèi)能發(fā)生了怎樣的變化？(2)如果這些氣體又返回原來的狀態(tài)，并放出了如果這些氣體又返回原來的狀態(tài)，并放出了240 J的熱的熱量，那么在返回的過程中是氣體對外界做功，還是外界量，那么在返回的過程中是氣體對外界做功，還是外界對氣體做功？做功多少？對氣體做功？做功多少？解析：解析：(1)由熱力學(xué)第一定律可得由熱力學(xué)第一定律可得UWQ120 J280 J160 J，氣體的內(nèi)能增加了氣體的內(nèi)能增加了160 J.(2)由于氣體的內(nèi)能僅與狀態(tài)有關(guān)由于氣體的內(nèi)能僅與狀態(tài)有關(guān)，所以

13、氣體從狀態(tài)所以氣體從狀態(tài)2回到回到狀態(tài)狀態(tài)1的過程中內(nèi)能的變化量應(yīng)等于從狀態(tài)的過程中內(nèi)能的變化量應(yīng)等于從狀態(tài)1到狀態(tài)到狀態(tài)2的過的過程中內(nèi)能的變化量程中內(nèi)能的變化量，則從狀態(tài)則從狀態(tài)2到狀態(tài)到狀態(tài)1的內(nèi)能應(yīng)減少的內(nèi)能應(yīng)減少160 J，即即U160 J，又又Q240 J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得根據(jù)熱力學(xué)第一定律得UWQ，所以所以WUQ160 J(240 J)80 J，即外界對氣體做功即外界對氣體做功80 J.答案：答案：(1)增加了增加了160 J (2)外界對氣體做功外界對氣體做功80 J 考點(diǎn)四考點(diǎn)四 對熱力學(xué)第二定律的理解對熱力學(xué)第二定律的理解1在熱力學(xué)第二定律的表述中在熱力學(xué)第二定律的表述

14、中，“自發(fā)地自發(fā)地”“”“不產(chǎn)生其不產(chǎn)生其他影響他影響”的涵義的涵義 (1)“自發(fā)地自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助不需要借助外界提供能量的幫助(2)“不產(chǎn)生其他影響不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響如吸熱、放熱、做功等響如吸熱、放熱、做功等2熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏

15、觀過程的方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及觀過程的方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性3熱力學(xué)過程方向性實(shí)例熱力學(xué)過程方向性實(shí)例【例例4】(2016秦皇島模擬秦皇島模擬)根據(jù)你學(xué)過的熱學(xué)中的有關(guān)根據(jù)你學(xué)過的熱學(xué)中的有關(guān)知識，判斷下列說法中正確的是知識，判斷下列說法中正確的是()A機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以全部用來機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以全部用來做功轉(zhuǎn)化成機(jī)械能做功轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，在熱傳凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量只能從高溫物體傳遞給低溫物體，

16、而不能從遞中，熱量只能從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能從低溫物體傳遞給高溫物體低溫物體傳遞給高溫物體C盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)卻可以使溫度降到制冷機(jī)卻可以使溫度降到293 D第一類永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)不第一類永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，第二類永違背能量守恒定律，隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，第二類永動(dòng)機(jī)可以制造出來動(dòng)機(jī)可以制造出來解析：解析：機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能在引起其他變化時(shí)而內(nèi)能在引起其他變化時(shí)也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能也可以全部轉(zhuǎn)化

17、為機(jī)械能，A正確；凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過正確；凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性程都具有方向性，在熱傳遞中在熱傳遞中，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體遞給低溫物體，也能從低溫物體傳遞給高溫物體也能從低溫物體傳遞給高溫物體，但必須借助但必須借助外界的幫助外界的幫助，B錯(cuò)誤；盡管科技不斷進(jìn)步錯(cuò)誤；盡管科技不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到達(dá)到100%，制冷機(jī)也不能使溫度降到制冷機(jī)也不能使溫度降到293 ，只能無限接只能無限接近近273.15 ，卻永遠(yuǎn)不能達(dá)到卻永遠(yuǎn)不能達(dá)到，C錯(cuò)誤；第一類永動(dòng)機(jī)違背錯(cuò)誤；第一類永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律能量守恒定律，第二類永

18、動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，而是違背而是違背了熱力學(xué)第二定律了熱力學(xué)第二定律，第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造出來第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造出來，D錯(cuò)誤錯(cuò)誤答案：答案：A4(多選多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A為了增加物體的內(nèi)能，必須對物體做功或向它傳遞為了增加物體的內(nèi)能，必須對物體做功或向它傳遞熱量熱量B對某物體做功，必定會使該物體的內(nèi)能增加對某物體做功，必定會使該物體的內(nèi)能增加C可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣梢詮膯我粺嵩次諢崃?，使之完全變?yōu)楣不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E功轉(zhuǎn)變?yōu)闊?/p>

19、的實(shí)際宏觀過程是不可逆過程功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過程是不可逆過程解析：解析：內(nèi)能的改變可以通過做功或熱傳遞進(jìn)行內(nèi)能的改變可以通過做功或熱傳遞進(jìn)行，故故A正確；正確；對某物體做功對某物體做功，若物體向外放熱若物體向外放熱，則物體的內(nèi)能不一定增則物體的內(nèi)能不一定增加加，B錯(cuò)誤；在引起其他變化的情況下錯(cuò)誤；在引起其他變化的情況下，從單一熱源吸收從單一熱源吸收熱量可以將其全部變?yōu)楣崃靠梢詫⑵淙孔優(yōu)楣?，C正確；在引起其他變化的情正確；在引起其他變化的情況下況下，可以將熱量從低溫物體傳向高溫物體可以將熱量從低溫物體傳向高溫物體，D錯(cuò)誤；涉錯(cuò)誤；涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向

20、性，故故E正確正確答案：答案：ACE布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng) 方方 法法 技技 巧巧 思思 維維 提提 升升典例典例做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測記錄如圖圖做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測記錄如圖圖中記錄的是中記錄的是()A分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況B某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡C某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖線時(shí)間圖線D按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線解析：解析：布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，而非分子的運(yùn)動(dòng)而非分子的運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；既然無規(guī)則所錯(cuò)誤；既然無規(guī)則所以微粒沒有固定的運(yùn)動(dòng)軌跡以微粒沒有固定的運(yùn)動(dòng)軌跡，故選項(xiàng)故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對于某個(gè)錯(cuò)誤；對于某個(gè)微粒而言微粒而言，在不同時(shí)刻的速度大小和方向均是不確定的在不同時(shí)刻的速度大小和方向均是不確定的，所以無法確定其在某一個(gè)時(shí)刻的速度所以無法確定其在某一個(gè)時(shí)刻的速度，也就無法描繪其也就無法描繪其速度速度時(shí)間圖線時(shí)間圖線，故選項(xiàng)故選項(xiàng)C錯(cuò)誤錯(cuò)誤，選項(xiàng)選項(xiàng)D正確正確答案：答案：D思路導(dǎo)引思路導(dǎo)引布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，其軌跡是不能描布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，其軌跡是不能描述的述的