第1節(jié)物體是由大量分子組成的同步導(dǎo)學(xué)案版含解析_第1頁
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文檔簡介

1、DI QI ZHANG第1節(jié).第七章紛學(xué)動理論物體是由大量分子組成的圖 7-1-51 .分子可簡化為球形或立方體模型,用油膜法估測分子的大小,一般分子直徑的數(shù)量級為1010 mo2 . 1 mol的任何物質(zhì)含有的微粒數(shù)都相同,這個數(shù)量 用阿伏加德羅常數(shù)表示,其值通常取6.02X 1023 mol1 O、3.阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量與微觀物理量的課前自主學(xué)封,基穗才能樓貓一、用油膜法估測分子的大小1 .實驗?zāi)康挠糜湍しü罍y分子的大小。2 .實驗原理如圖7-1-1所示。不考慮把一定體積的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成單分子油膜,分子間的間隙,把油酸分子看成球形模型, 計算出1滴油酸酒精溶液中

2、含有純油酸的體積V并測出油膜面積 S,求出油膜的厚度 d,即d = V就是油酸分子的直徑。S浮在水面一的排子粉油酸服水面上形成一塊油膜 甲水面上限分子油膜的示意圖 乙3 .實驗器材油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、淺盤、玻璃板、坐標(biāo)紙、彩筆、那子粉或細(xì)石膏粉。4 .實驗步驟(1)在淺盤中倒入約2 cm深的水,將郁子粉或細(xì)石膏粉均勻撒在水面上。(2)取1毫升(1 cm3)的油酸溶于酒精中,制成200毫升的油酸酒精溶液。(3)用注射器往量筒中滴入 1 mL配制好的油酸酒精溶液(濃度已知),記下滴入的滴數(shù) n, 算出一滴油酸酒精溶液的體積V'。(4)將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上。(5)待

3、油酸薄膜形狀穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用彩筆畫出油酸薄膜的形狀。如圖7-1-2所示。浮在水血上的排子薪圖 7-1-2(6)將玻璃板放在坐標(biāo)紙上,算出油酸薄膜的面積S:坐標(biāo)紙上有邊長為 1 cm的方格,通過數(shù)玻璃板上薄膜包圍的方格個數(shù),算出油酸薄膜的面積 So計算方格數(shù)時,不足半個的舍去,多于半個的算一個。(7)根據(jù)已配制好的油酸酒精溶液的濃度,算出一滴溶液中純油酸的體積V。(8)計算油酸薄膜的厚度 d=V,即為油酸分子直徑的大小。S5 .誤差分析(1)油酸酒精溶液配制后長時間放置,由于酒精的揮發(fā)會導(dǎo)致溶液的濃度改變,從而給 實驗帶來較大的誤差。(2)利用量筒測量油酸酒精溶液的體積時,沒有使用

4、正確的觀察方法而產(chǎn)生誤差。(3)油滴的體積過大,同時水面面積過小,不能形成單分子油膜。(4)描繪油膜形狀的畫線誤差。(5)利用小正方形數(shù)計算輪廓的面積時,輪廓的不規(guī)則性容易帶來計算誤差。(6)不考慮油酸分子的空隙,計算分子直徑時的誤差。二、分子的大小阿伏加德羅常數(shù)1 .分子的大小除了一些有機物質(zhì)的大分子外,多數(shù)分子大小的數(shù)量級為1O_20 m。2 .阿伏加德羅常數(shù)(1)定義:1 mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒壬數(shù)一SNa表示。(2)數(shù)值:通常取 Na= 6.02X 1023_mol1,在粗略計算中可取 Na= 6.0X 1023 mo1。(3)意義:阿伏加德羅常數(shù)是一個重要的常數(shù)。它把摩爾質(zhì)量

5、、摩爾體積這些宏觀物理量與分子質(zhì)量、分子大小等微觀物理量聯(lián)系起來。1 .自主思考一一判一判(1)分子間距等于分子的直徑。(X )(2)密度等于分子質(zhì)量與分子體積的比值。(X )(3)我們看到陽光下飛舞的微粒就是分子。(X )(4)為了便于研究,我們通常把固體和液體分子看作球形。(,)(5)油酸分子直徑的數(shù)量級為10-10 m。(,)(6)在做用油膜法估測分子大小的實驗時,可以直接使用純油酸。(X)2 .合作探究一一議一議(1)油酸分子的形狀真的是球形的嗎?排列時會一個緊挨一個嗎?提示:實際分子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,分子間有間隙,認(rèn)為分子是球形且一個緊挨一個排列,是一種理想化模型,是對問題的簡化處理。(2

6、)若已知油酸的摩爾體積,用油膜法測出分子直徑后,怎樣進(jìn)一步估算阿伏加德羅常 數(shù)?提示:測出油酸分子的直徑 d后,可求出一個分子的體積Vo = 1而3,若油酸的摩爾體6蓍點一課堂訓(xùn)練設(shè)計T舉一能迎英題積為V,則阿伏加德羅常數(shù)為 Na = 9。分子大小的測定典例油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸 0.6 mL。用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液,量筒中的溶液體積增加1 mL。若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中,由于酒精溶于水,油酸在水面展開,穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖7-1-3所示。(1)若每一小方格的邊長為 30 mm,則油酸薄膜的面積為多少平方米?(2)每一滴油酸酒精溶

7、液含有純油酸的體積為多少立方米?(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù),估算出油酸分子的直徑為多少米。思路點撥111.2X 10 、- 27.65 X 10m1.57X 10 10 m。V0S解析(1)數(shù)出在油膜范圍內(nèi)的格數(shù)(面積大于半個方格的算一個,不足半個的舍去)為85 個,油膜面積約為 S=85X (3.0X 10 2)2 m2= 7.65X 10 2 m2。(2)因50滴油酸酒精溶液的體積為1 mL,且溶液含純油酸的濃度為p= 0.06% ,故每滴油酸酒精溶液含純油酸的體積為V°=曙x 1x 6 m3= 1.2X停11 m3。(3)把油酸薄膜的厚度視為油酸分子的直徑,可估算出油酸分子的直徑為答案

8、(1)7.65X 10 2 m2 (2)1.2X10 11 m3_ 10 (3)1.57 X 10 m油膜法估測分子大小的解題思路(1)首先要按比例關(guān)系計算出純油酸的體積V。(2)其次采用“互補法”計算出油膜的面積 So(3)最后利用公式d=V求出分子的直徑。S(4)注意單位要統(tǒng)6通題組1,將1 cm3的油酸溶于酒精,制成 200 cm3的油酸酒精溶液,已知 50滴溶液的體積為 1 cm3,現(xiàn)取一滴油酸酒精溶液滴到水面上,隨著酒精溶于水,油酸在水面上形成一單分子 薄層,已測出這一薄層的面積為0.2 m2,由此可估測油酸分子的直徑為多少?解析:每1 cm3的油酸酒精溶液中含有油酸的體積為200

9、cm3,每一滴溶液中含油酸體積為 V = 200W0 cm3= 1X10 4 cm3= 1X10 10 m3,10m=5.0X 10油酸在水面上形成油膜,油膜厚度即為油酸分子的直徑d= V = 1.0:l0m。S 0.2答案:5.0X 10 10 m2.在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中,有下列實驗步驟:往邊長約為40 cm的淺盤里倒入約 2 cm深的水,待水面穩(wěn)定后將適量的郁子粉均勻 地撒在水面上。用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形狀穩(wěn)定。將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上,計算出油膜的面積,根據(jù)油酸的體積和 面積計算出油酸分子直徑的大小。用注射器將事先配好的油酸酒

10、精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下量筒內(nèi)每增加一 定體積時的滴數(shù),由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積。將玻璃板放在淺盤上,然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。完成下列填空:(1)上述步驟中,正確的順序是 。(填寫步驟前面的數(shù)字)(2)將1 cm3的油酸溶于酒精,制成 300 cm3的油酸酒精溶液;測得 1 cm3的油酸酒精溶 液有50滴?,F(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上,測得所形成的油膜的面積是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直徑為 m。(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)解析:(1)依據(jù)實驗順序,首先配置混合溶液(),然后在淺盤中放入水和舜子粉(),將一滴溶液滴入淺盤中(),將玻璃板放在淺盤上獲取油膜

11、形狀(卜最后由已知邊長的坐標(biāo)紙上的油膜形狀來計算油膜的總面積(),故正確的操作順序為。(2) 一滴油酸酒精溶液中油酸的體積為:V= 三三 cm3=Sd,其中S= 0.13 m2,故油300 X 50酸分子直徑V1 X 1810d=S=300X 50X 0.13X 104 cm=5X10 cm=5X 10m。答案: (2)5 X 10 10I考點二h阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用1通知識對阿伏加德羅常數(shù)的理解及應(yīng)用設(shè)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為 M、摩爾體積為V、密度為c每個分子的質(zhì)量為 m、每個分子的 體積為V。,有以下關(guān)系式:(1) 一個分子的質(zhì)量:m = NM= PM。(2)一個分子的體積:丫0="=

12、六(只適用于固體和液體,對于氣體,V0表示每個氣體分子平均占有的空間體積)。M(3)一摩爾物質(zhì)的體積:V=1。一一 一.Na(4)單位質(zhì)量中所含分子數(shù):n= NA。Na(5)單位體積中所含分子數(shù):n = 。(6)氣體分子間的平均距離:(7)固體、液體分子的球形模型分子直徑:d=猥;氣體分子的立方體模型分子間距:d= fV。Na0通方法典例 已知銅的摩爾質(zhì)量 M = 6.4X 10 2 kg/mol,銅的密度p= 8.9 >03 kg/m3,阿伏加 德羅常數(shù)Na = 6.0X 1023 mo1。試估算:(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1) 一個銅原子的質(zhì)量。(2)若每個銅原子可提供兩個自由電

13、子,則3.0X 10 5 m3的銅導(dǎo)體中有多少個自由電子?思路點撥(1)由銅的摩爾質(zhì)量和 Na計算一個銅原子的質(zhì)量。(2)先由質(zhì)量和摩爾質(zhì)量確定物質(zhì)的量,再由Na計算自由電子的個數(shù)。解析(1) 一個銅原子的質(zhì)量一2M 6.4X1025m= 7_7TT23 kg= 1.1 x 10 kg。Na 6.0X10*(2)銅導(dǎo)體的物質(zhì)的量mol= 4.17 mol8.9x 103x 3.0x 10 526.4 X 10銅導(dǎo)體中含有的自由電子數(shù)N= 2nNA= 5.0X 1024(個)。答案(1)1.1 X 10 25 kg (2)5.0 X 1024 個(1)固體、液體分子可視為球形,分子間緊密排列可忽

14、略間隙。(2)對于氣體分子,摩爾體積除以阿伏加德羅常數(shù)得到一個分子占據(jù)周圍空間的體積, 而不是分子體積,其正方體的邊長即為氣體分子間的距離。門通題組1 .估測標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體分子間的距離(阿伏加德羅常數(shù)為 6.0X 1023 mo1)。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析:1 mol任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積均為22.4 L ,則每個氣體分子平均占有的空間體積為:VA一322.4 X 10236.0 X 10m% 3.7 X 10 26 m3。氣體分子間的平均距離為:d=3yv=3/3.7X 10 26 m=3X10 9 m。答案:3X10-9 m2.已知水的密度p= 1.0X103 kg/m3,水的摩

15、爾質(zhì)量 Mmoi= 1.8 X0 2 kg/mol,求:(阿伏加德羅常數(shù) Na取6.0X 1023 mol1)(1)1 cm3水中有多少個水分子。(2)估算一下水分子的線性大小。解析:水的摩爾體積為M molVmol =P1 8 X 1Q 2=7-3 m3/mol = 1.8 10 m3/mol。1.0 x 10(1)1 cm3水中水分子的數(shù)目為23N = Na=弋 106個3.3X 1022個。Vmol 1.8 10101 v Vmol(2)萬法一:建立水分子的球形模型,有6向=RA,水分子的大小為316Vmol 3 / 6X1.8X 105-d=. Na6.0 X 1023 3.14 m=

16、 3.9X 10 10 m。方法二:建立水分子的立方體模型,有d3=Vmol,Na水分子的大小為3 /1.8X 10V 6.0 X 10m= 3.1 x 10 10 m。答案:(1)3.3 X 1022 個 一 103 一 . 一 10(2)3.9X10 m 或 3.1X10 m課后用級訓(xùn)練,力步提升能力一、基礎(chǔ)題多期1 .(多選)某同學(xué)在“用油膜法估測分子的大小”實驗中,計算結(jié)果明顯偏大,可能是由于()A.油酸未完全散開B.油酸中含有大量的酒精C.計算油膜面積時舍去了所有不足一個的方格D.求每滴體積時,1 mL的溶液的滴數(shù)多記了 10滴解析:選AC 油酸分子直徑d=S,計算結(jié)果明顯偏大, 可

17、能是V取大了或S取小了。油酸未完全散開,所測 S偏小,d偏大,A正確;油酸中含有大量酒精,不影響測量結(jié)果,B錯;若計算油膜面積時舍去了所有不足一個的方格,使S偏小,d變大,C正確;若求每滴體積時,1 mL的溶液的滴數(shù)多記了 10滴,使V變小,d變小,D錯。2 .在用油膜法估測分子大小的實驗中,體積為V的某種油,形成一圓形油膜,直徑為d,則油分子的直徑近似為()2VAYTd2C. 4V宣.2VD.4VTtd2解析:選D油膜的面積為油膜的油分子的直徑為V 4Vd =1,故D對。713 .根據(jù)下列物理量(一組),就可以估算出氣體分子間的平均距離的是()A.阿伏加德羅常數(shù),該氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量B.阿

18、伏加德羅常數(shù),該氣體的質(zhì)量和體積C.阿伏加德羅常數(shù),該氣體的摩爾質(zhì)量和密度D.該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量解析:選C 由氣體的立方體模型可知,每個分子平均占有的活動空間為Vo=r3, r是氣體分子間的平均距離,摩爾體積V=NaVo=M。因此,要計算氣體分子間的平均距離r,P需要知道阿伏加德羅常數(shù) Na、摩爾質(zhì)量M和該氣體的密度 p。4 .最近發(fā)現(xiàn)的納米材料具有很多優(yōu)越性,有著廣闊的應(yīng)用前景,棱長為1 nm的立方體,可容納液態(tài)氫分子(其直徑約為10-10 m)的數(shù)量最接近于()A. 102 個B. 103 個C. 106 個D. 109 個解析:選B把氫原子看做是小立方體,那么氫原子的體積為:V

19、0=d3= 10 30 m3邊長為1 nm的立方體體積為:V=L3=(10 9)3 m3= 10 27 m3V可谷納的氫分子個數(shù):n = = 103個。V05.(多選)已知某氣體的摩爾體積為22.4 L/mol,摩爾質(zhì)量為18 g/mol,阿伏加德羅常數(shù)為6.02X 1023 mo1,由以上數(shù)據(jù)可以估算出這種氣體()A.每個分子的質(zhì)量B.每個分子的體積C.每個分子占據(jù)的空間D.分子之間的平均距離解析:選ACD 實際上氣體分子之間的距離遠(yuǎn)比分子本身的線度大得多,即氣體分子 之間有很大空隙,故不能根據(jù)V =V計算分子體積,這樣算得的應(yīng)是該氣體每個分子所3-占據(jù)的空間,故C正確;可認(rèn)為每個分子平均占

20、據(jù)了一個小立萬體空間,皿即為相鄰分子之間的平均距離,D正確;每個分子的質(zhì)量顯然可由m =MA估算,A正確。6.把冰分子看成球體,不計冰分子間空隙,則由冰的密度 p= 9X102 kg/m3可估算冰 分子直徑的數(shù)量級是()A. 10 8 mB. 10 10 m1214C. 10 mD. 10 m解析:選B 冰的摩爾質(zhì)量與水的摩爾質(zhì)量相同,根據(jù)9S m3 mol 1 = 2X105 m3 mol 1一個冰分子的體積Vq =一 5V 2X10Na 6.02 X2310m3=1x 103283冰分子的直徑10m,故B對。二、能力題與通7 .某同學(xué)在進(jìn)行“用油膜法估測分子的大小”的實驗前,查閱數(shù)據(jù)手冊得

21、知:油酸的摩爾質(zhì)量 M =0.283 kg mol1,密度 p =0.895X 103 kg m 3O若100滴油酸的體積為 1mL,則1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少?(取Na =6.02X 1023 mo1,球的體積V與直徑D的關(guān)系為 V = 1也3,結(jié)果保留一位有效數(shù)字)6解析:一個油酸分子的體積 V=-M-p m由球的體積與直徑的關(guān)系得分子直徑D =3 6M Tt p bAm2。1X10 8m3最大面積S= D,解得S= 1 * 101答案:1X101 m28 .已知空氣摩爾質(zhì)量 M = 29X 10 3 kg/mol,則空氣分子的平均質(zhì)量多大?成年人做一次深呼吸,約吸入 4

22、50 cm3的空氣,所吸入的空氣分子數(shù)約為多少?(取兩位有效數(shù)字)n,解析:要估算成年人一次深呼吸吸入的空氣分子數(shù),應(yīng)先估算出吸入空氣的摩爾數(shù) 我們可以看成吸入的是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣,這樣就可以利用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的摩爾體積求 出吸入空氣的摩爾數(shù),也就可以知道吸入空氣的分子數(shù)。設(shè)空氣分子的平均質(zhì)量為 me阿伏加德羅常數(shù)用 Na表示,則3M29X 1026m0=NT 6,0X 1023 kg".8><10 kg6n=-3 moi=450XW 3 m-2,01 x 10 2 mol22.4X 1022.4X 10因此,吸入的空氣分子數(shù)為:N= nNA= 2.01 X 10 2X

23、6.0X 1023個=1.2X 1022個所以空氣分子的平均質(zhì)量為4.8X 10 26 kg,成年人一次深呼吸吸入的空氣分子數(shù)約為1.2X 1022 個。答案:4.8X 10 26 kg 1.2X1022溫度和溫標(biāo)f11 .平衡態(tài):如果容器與外界沒有能量交換,經(jīng)過一段時 間后,容器內(nèi)各點的壓強和溫度都不再變化。2 .熱平衡:兩個相互接觸的系統(tǒng),經(jīng)過一段時間以后 狀態(tài)參量不再發(fā)生變化,這說明兩個系統(tǒng)對傳熱來 說已經(jīng)達(dá)到了平衡。3 .熱平衡定律:如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到 熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平 衡。一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。4 .攝氏溫度t與熱力學(xué)溫度T的

24、關(guān)系:T = t+ 273.15 Ko課前門上學(xué)習(xí),基糖才能樓高、狀態(tài)參量與平衡態(tài)1 .熱力學(xué)系統(tǒng)通常把由大量分子組成的研究對象稱為熱力學(xué)系統(tǒng)。2 .外界指系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體的統(tǒng)稱。3 .狀態(tài)參量描述系統(tǒng)熱學(xué)性質(zhì)的物理量,常用的物理量有幾何參量體積 V、力學(xué)參量壓強p、熱學(xué) 參量溫度T。4 .平衡態(tài)系統(tǒng)在沒有外界影響的情況下,經(jīng)過足夠長的時間,各部分的狀態(tài)參量達(dá)到穩(wěn)定的狀 O二、熱平衡與溫度1 .熱平衡:兩個相互接觸的熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化。2 .熱平衡定律:如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之 間也必定處于熱平衡。3 .熱平衡的性質(zhì):一切達(dá)到熱

25、平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度4 .溫度:表征互為熱平衡系統(tǒng)的共同熱包質(zhì)的物理量。三、溫度計與溫標(biāo)1 .常見溫度計的測溫原理名稱測溫原理水銀溫度計根據(jù)水銀的熱膨脹的性質(zhì)來測量溫度金屬電阻溫根據(jù)金屬鉗的電阻隨溫度的變化來測量溫度氣體溫度計根據(jù)氣體正強隨溫度的變化來測量溫度熱電偶溫度計根據(jù)不同導(dǎo)體,因溫差產(chǎn)生電動勢的大小不同來測量溫度2.溫標(biāo)(1)攝氏溫標(biāo):一種常用的表示溫度的方法,規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點為O_jC,水的沸點為1O0_jCo在0 C和100 c之間均勻分成 100等份,每份算做 1 C。(2)熱力學(xué)溫標(biāo):現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法,規(guī)定攝氏溫度的一273.15為零值,它的一度等王

26、攝氏溫度的一度。(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度:攝氏溫度:攝氏溫標(biāo)表示的溫度,用符號 t表示,單位攝氏度,符號為 C。熱力學(xué)溫度:熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度,用符號 T表示,單位開爾文,簡稱開,符號 為K。換算關(guān)系:T = t+273.15_K?;A(chǔ)小題1 .自主思考判一判(1)平衡態(tài)是一種理想情況。(,)(2)處于熱平衡的兩個系統(tǒng)具有相同的熱量。(X )(3)現(xiàn)代技術(shù)可以達(dá)到絕對零度。(X )(4)攝氏溫度和熱力學(xué)溫度都是從零開始的。(X )(5)0 C的溫度可以用熱力學(xué)溫度粗略地表示為273 Ko (V)(6)溫度升高了 10 c也就是升高了 10 K。(,)2 .合作探究一一議一議(1)一根長鐵絲

27、一端插入 100 c的沸水中,另一端放入0 c恒溫源中,經(jīng)過足夠長的時間,溫度隨鐵絲有一定的分布,而且不隨時間變化,這種狀態(tài)是否為平衡態(tài)?提示:這種狀態(tài)不是平衡態(tài),只是一種穩(wěn)定狀態(tài),因為存在外在因素的影響。(2)當(dāng)系統(tǒng)處于平衡態(tài)時,系統(tǒng)的所有性質(zhì)都不隨時間變化,是絕對不變的嗎?提示:不是。平衡態(tài)是一種理想情況,因為任何系統(tǒng)完全不受外界影響是不可能的,即使系統(tǒng)處于平衡態(tài),仍可能發(fā)生偏離平衡態(tài)的微小變化。(3)試從宏觀和微觀兩個角度理解溫度這個概念。提示:宏觀上,溫度表示物體的冷熱程度;微觀上溫度反映分子熱運動的激烈程度, 是分子平均動能大小的標(biāo)志。|EI對平衡態(tài)與熱平衡的理解課堂講陳設(shè)計,舉一能

28、迎類題3 .正確理解平衡態(tài)(1)熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡,組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無規(guī)則運動,只是 分子運動的平均效果不隨時間變化,表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化。(2)平衡態(tài)是一種理想狀態(tài),因為任何系統(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。4 .對熱平衡的理解兩個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后再把它們分開,如果分開后它們都不受外界影響,再把它們重 新接觸,它們的狀態(tài)不會發(fā)生新的變化。因此,熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發(fā)生過 作用的系統(tǒng)。因此可以說,只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化,我們就說這兩 個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的。5 .平衡態(tài)與熱平衡的區(qū)別(1)平衡態(tài)是對某一系統(tǒng)而言的,是系統(tǒng)的狀態(tài),熱平衡

29、是對兩個接觸的系統(tǒng)之間的關(guān) 系而言的。(2)分別處于平衡態(tài)的兩個系統(tǒng)在相互接觸時,它們的狀態(tài)可能會發(fā)生變化,直到溫度 相同時,兩個系統(tǒng)便達(dá)到了熱平衡。達(dá)到熱平衡的兩個系統(tǒng)都處于平衡態(tài)。通方法典例關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡,下列說法中正確的有()A.只要溫度不變且處處相等,系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)B.兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化,說明這兩個系統(tǒng)原來的溫度是相等的C.熱平衡就是平衡態(tài)D.處于熱平衡的幾個系統(tǒng)的壓強一定相等思路點撥解答本題應(yīng)注意以下兩點:(1)一個系統(tǒng)的溫度、壓強、體積等都不變化時,才是處于平衡狀態(tài)。(2)若兩個系統(tǒng)的溫度相等,則兩個系統(tǒng)已達(dá)到熱平衡。解析一般來說,描述系統(tǒng)的狀態(tài)參量不只

30、是一個,根據(jù)平衡態(tài)的定義知所有性質(zhì)都不隨時間變化,系統(tǒng)才處于平衡態(tài),A錯誤;根據(jù)熱平衡的定義知處于熱平衡的兩個系統(tǒng)溫度相同,故 B正確、D錯誤;平衡態(tài)是針對某一系統(tǒng)而言的,熱平衡是兩個系統(tǒng)相互影 響的最終結(jié)果,可見 C錯誤。答案B解答熱平衡問題的三個要點(1)平衡態(tài)與熱平衡不同,平衡態(tài)指的是一個系統(tǒng)內(nèi)部達(dá)到的一種動態(tài)平衡。(2)必須要經(jīng)過較長一段時間,直到系統(tǒng)內(nèi)所有性質(zhì)都不隨時間變化為止。(3)系統(tǒng)與外界沒有能量的交換??谕}組1.(多選)下列說法正確的是()A.兩個系統(tǒng)處于熱平衡時,它們一定具有相同的熱量B.如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)也必定處于熱平衡C.溫度是決定

31、兩個系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的唯一物理量D.熱平衡定律是溫度計能夠用來測量溫度的基本原理解析:選BCD 熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的狀態(tài)參量一一溫度,所以A項錯,C項正確;由熱平衡定律知,若物體 A與物體B處于熱平衡,它同時也與物體C處于熱平衡,則B、D項正確。物體B與C的溫度也相等,這也是溫度計用來測量溫度的基本原理,故2.關(guān)于熱平衡,下列說法中錯誤的是()A.系統(tǒng)甲與系統(tǒng)乙達(dá)到熱平衡就是它們的溫度達(dá)到相同的數(shù)值B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下冰水混合物與 0 c的水未達(dá)到熱平衡C.量體溫時體溫計需要和身體接觸十分鐘左右是為了讓體溫計跟身體達(dá)到熱平衡D.冷熱程度相同的兩系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)解析:選B兩個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡

32、時的標(biāo)志是它們的溫度相同,或者說它們的冷熱程 度相同,所以 A、C、D三項都正確,B項錯誤。3.(多選)下列物體中處于熱平衡狀態(tài)的是 ()A.冰水混合物處在 0 C的環(huán)境中B.將一鋁塊放入沸水中加熱足夠長的時間C.冬天剛打開空調(diào)的教室內(nèi)的空氣D. 一個裝有氣體的密閉絕熱容器勻速運動,容器突然停止運動時,容器內(nèi)的氣體解析:選AB 冰水混合物的溫度為 0 C,和環(huán)境的溫度相同,處于熱平衡狀態(tài),A正確;鋁塊在沸水中加熱足夠長的時間,鋁塊和水的溫度相同,處于熱平衡狀態(tài),B正確;冬天剛打開空調(diào)的教室內(nèi)的氣體各部分溫度不相同,未處于熱平衡狀態(tài),C錯誤;勻速運動的容器突然停止運動時,機械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能,

33、容器內(nèi)的氣體溫度升高,未達(dá)到熱 平衡狀態(tài),D錯誤。片電熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)ft,通知識攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的比較攝氏溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)名稱/符號攝氏溫度/t熱力學(xué)溫度/T單位/符號攝氏度/C開爾文/K零度的規(guī)定一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓卜冰水混合物的溫度-273.15 C兩若美系T=t+ 273.15 K,粗略T=t+273 K升高或降低1 K與升高或降低1 C相等口通題組1 .(多選)下列關(guān)于攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的說法正確的是()A.用攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)表示溫度是兩種不同的表示方法B.用兩種溫標(biāo)表示溫度的變化時,兩者的數(shù)值相等C. 1 K就是1 CD.當(dāng)溫度變化1C時,也可說成溫度變化274.15 K解析

34、:選AB 中學(xué)常用的兩種表示溫度的方法就是攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo),A對;兩 者關(guān)系是:T = t+ 273.15 K,所以用兩者表示溫度的變化時,兩者的數(shù)值相等,B對;當(dāng)溫度變化1 C時,也可說成溫度變化 1 K,不能說1 K就是1 C ,只能是1開爾文的溫差等于 1攝氏度的溫差,C、D錯。2 .(多選)下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說法中正確的是()A.熱力學(xué)溫度的零點是273.15 CB. 136 C比136 K溫度高C. 0 c等于 273.15 KD. 1 C就是1 K解析:選ABC 熱力學(xué)溫度的零點是273.15 C , A正確;由熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系 T = 273.15 K + t 可

35、知,136 c 等于 137.15 K,0 C 等于 273.15 K,1 C 就是 274.15 K , 故B、C正確,D錯誤。3.(多選)關(guān)于熱力學(xué)溫度,下列說法中正確的是()A. - 33 C = 240 KB.溫度變化1 C ,也就是溫度變化 1 KC.攝氏溫度與熱力學(xué)溫度都可能取負(fù)值D.溫度由tC升至2t C,對應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了273 K + t課后用級訓(xùn)練,力步提升能力解析:選AB 由T= 273 K + t可知:33 C = 240 K, A、B正確;D中初態(tài)熱力學(xué) 溫度為273 K + t,末態(tài)為273 K + 2t,溫度變化t K,故D錯誤;對于攝氏溫度可取負(fù)值的 范圍為

36、0273 C,因絕對零度達(dá)不到,故熱力學(xué)溫度不可能取負(fù)值,故 C錯誤。一、基礎(chǔ)題號越1 .(多選)關(guān)于系統(tǒng)的狀態(tài)參量,下列說法正確的是()A .描述運動物體的狀態(tài)可以用壓強等參量B.描述系統(tǒng)的力學(xué)性質(zhì)可以用壓強來描述C.描述氣體的性質(zhì)可用溫度、體積等參量D.溫度能描述系統(tǒng)的熱學(xué)性質(zhì)解析:選BCD 描述運動物體的狀態(tài)可以用速度、加速度、位移等參量,A錯;描述系統(tǒng)的力學(xué)性質(zhì)可以用壓強、電場強度、磁感應(yīng)強度等來描述,B對;描述氣體的性質(zhì)可用溫度、體積、壓強等參量,C對;溫度是用來描述物體冷熱程度的物理量,可以描述系統(tǒng)的熱學(xué)性質(zhì),D對。2 .當(dāng)甲、乙兩物體相互接觸后,熱量從甲物體流向乙物體,這樣的情況

37、表示甲物體具 有()A.較高的熱量B.較大的比熱容C.較大的密度D.較高的溫度解析:選D熱量總是從高溫物體傳到低溫物體,或從物體的高溫部分傳遞到低溫部 分,因此決定熱量傳播的決定因素是溫度,A、B、C各選項所提到的條件均與此無關(guān),故D項正確。3 .(多選)下列說法正確的是()A.用溫度計測量溫度是根據(jù)熱平衡的原理B.溫度相同的棉花和石頭相接觸,需要經(jīng)過一段時間才能達(dá)到熱平衡C.若a與b、c分別達(dá)到熱平衡,則 b、c之間也達(dá)到了熱平衡D.兩物體溫度相同,可以說兩物體達(dá)到熱平衡解析:選ACD 當(dāng)溫度計的液泡與被測物體緊密接觸時,如果兩者的溫度有差異,它 們之間就會發(fā)生熱交換,高溫物體將向低溫物體傳

38、熱,最終使二者的溫度達(dá)到相等,即達(dá) 到熱平衡。A、D對;溫度相同,不會進(jìn)行熱傳遞,B錯;若a與仄c分別達(dá)到熱平衡,三者溫度就相等了,所以 b、c之間也達(dá)到了熱平衡, C對。4 .(多選)下列說法中正確的有()A.處于熱平衡的兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化B.達(dá)到熱平衡的兩個系統(tǒng)分開后,再接觸時有可能發(fā)生新的變化C.兩個未接觸的系統(tǒng)不可能處于熱平衡D.處于熱平衡的幾個系統(tǒng)的溫度一定相等解析:選AD 根據(jù)熱平衡的定義,兩個處于熱平衡的系統(tǒng),無論分開,還是再接觸, 系統(tǒng)的狀態(tài)參量都不再發(fā)生變化,故A正確、B錯誤;一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)一定都具有相同的溫度,兩個未接觸的系統(tǒng)也可能處于熱平衡,故C錯誤、D正確。5 .有關(guān)溫標(biāo)的說法正確的是()A.溫標(biāo)不同,測量時得到同一系統(tǒng)的溫度數(shù)值可能是不同的B.不同溫標(biāo)表示的溫度數(shù)值不同,則說明溫度不同C.溫標(biāo)的規(guī)定都是人為的,沒有什么理論依據(jù)D.熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)是兩種不同的溫度表示方法,表示

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