高中熱學(xué)復(fù)習(xí)課件

第4講熱學(xué)1.分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容(1)物質(zhì)是由大量的分子組成的．分子直徑的數(shù)量級(jí)為10－10m.(2)分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)．(3)分子間存在著相互作用力．即分子間同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力，實(shí)際表現(xiàn)的是引力和斥力的合力，叫分子力．(4)分子間的引力和斥力都隨著分子間距離的增大而減小，隨著分子間距離的減小而增大，但斥力變化的快．

3.物體的內(nèi)能1.分子平均動(dòng)能:物體內(nèi)所有分子動(dòng)能的平均值.標(biāo)志：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大.2.分子勢(shì)能:由分子間的相互作用和相對(duì)位置決定的能量.它隨著物體體積的變化而變化，與分子間距離的關(guān)系為:(1)當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨r的增大，分子引力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大.(2)當(dāng)r<r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，隨r的減小，分子斥力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大.(3)當(dāng)r=r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零，是負(fù)值，因?yàn)檫x兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零.(4)分子勢(shì)能曲線如圖所示.3.物體的內(nèi)能:物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和.(1)決定內(nèi)能的因素①微觀上：分子動(dòng)能、分子勢(shì)能、分子個(gè)數(shù).②宏觀上：溫度、體積、物質(zhì)的量(摩爾數(shù)).③一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定.注意區(qū)別兩個(gè)圖像(2)改變物體的內(nèi)能的兩種方式①做功：當(dāng)做功使物體的內(nèi)能發(fā)生改變的時(shí)候，外界對(duì)物體做了多少功，物體內(nèi)能就增加多少；物體對(duì)外界做了多少功，物體內(nèi)能就減少多少.②熱傳遞：當(dāng)熱傳遞使物體的內(nèi)能發(fā)生改變的時(shí)候，物體吸收了多少熱量，物體內(nèi)能就增加多少；物體放出了多少熱量，物體內(nèi)能就減少多少.【名師點(diǎn)睛】

1.溫度相同的任意兩個(gè)物體分子平均動(dòng)能相同，如溫度相同的氫氣和氧氣分子平均動(dòng)能相同，但由于氫氣分子質(zhì)量小于氧氣分子質(zhì)量，故氫氣分子平均速率大于氧氣分子平均速率.2.物體的體積越大，分子勢(shì)能不一定就越大，也有少數(shù)物體(如水變成冰)，體積變大，分子勢(shì)能反而變小.3.任何物體都有內(nèi)能.4.當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)能發(fā)生變化時(shí)，一定要分析做功和熱傳遞兩種可能性，不能遺漏其中一種.

3對(duì)液體和固體性質(zhì)的理解

分類比較晶體非晶體單晶體多晶體形狀規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則熔點(diǎn)確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性分子序列有規(guī)則但多晶體各個(gè)晶粒的排列無(wú)規(guī)則無(wú)規(guī)則形成與轉(zhuǎn)化許多物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的晶體,同一種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn),有些非晶體在一定的條件下也可轉(zhuǎn)化為晶體典型物質(zhì)石英、云母、食鹽、硫酸銅各種金屬玻璃、蜂蠟、松香1.晶體與非晶體

2.晶體的各向異性晶體具有各向異性，并不是說(shuō)每一種晶體都能夠在各種物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性，某種晶體可能只有某種或幾種物理性質(zhì)各向異性，例如云母、石膏晶體在導(dǎo)熱性上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向傳熱的快慢不同；方鉛礦晶體在導(dǎo)電性上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向的電阻率不同；立方形的銅晶體在彈性上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向的彈性不同；方解石晶體在光的折射上表現(xiàn)出各向異性——沿不同方向的折射率不同。3.晶體與非晶體的熔化(1)晶體熔化時(shí)，吸收的熱量全部用來(lái)破壞其空間排列的規(guī)律性，所以晶體在熔化時(shí)溫度并不升高，即具有確定的熔點(diǎn)。(2)非晶體在被加熱時(shí)，溫度逐漸升高、逐漸軟化，吸收的熱量用來(lái)同時(shí)增加分子平均動(dòng)能與分子勢(shì)能，所以非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)。從物理性質(zhì)上看，非晶體與液體沒(méi)有質(zhì)的不同，所以有時(shí)又稱非晶體為粘滯系數(shù)很大的液體。

4.浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象的成因(1)若固體分子與液體分子間引力比較弱，附著層里的分子比內(nèi)部稀疏(r>r0)，附著層里分子間的引力占優(yōu)勢(shì)，使液體和固體的接觸面有收縮的趨勢(shì)，形成不浸潤(rùn)現(xiàn)象。(2)固體與液體分子間的引力比較強(qiáng)，附著層里的分子分布比內(nèi)部密(r<r0)，附著層里的分子間斥力占優(yōu)勢(shì)，使液體與固體的接觸面有擴(kuò)展的趨勢(shì)，形成浸潤(rùn)現(xiàn)象。(3)同一種液體對(duì)一些固體是浸潤(rùn)的，對(duì)另一些固體可能不浸潤(rùn)。如：水銀不浸潤(rùn)玻璃但浸潤(rùn)鉛板?！久麕燑c(diǎn)睛】1.只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體.2.只要是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體.3.晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化.如：石墨和金剛石4.金屬是多晶體，所以它是各向同性的.5.表面張力使液體自動(dòng)收縮，由于有表面張力的作用，液體表面有收縮到最小的趨勢(shì)，表面張力的方向沿液面切線方向.(2012·煙臺(tái)二模)下列說(shuō)法中正確的有()A．只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積B．溫度相同時(shí)，懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯C．在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)(r＞10－9m)減小到很難再靠近的過(guò)程中，分子間作用力先減小后增大，分子勢(shì)能不斷增大D．由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面存在張力【解析】

由于氣體分子之間距離很大，所以無(wú)法算出氣體分子體積，A錯(cuò)誤．微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，B正確．相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)分子在靠近的過(guò)程中，分子間作用力先增大，再減小，再增大；分子勢(shì)能先減小，后增大，故C錯(cuò)誤．液體表面層分子間距離大于平衡間距離，液體表面層分子之間作用力表現(xiàn)為引力，故液體表面存在張力，D正確．【答案】

BD【名師點(diǎn)睛】1.布朗運(yùn)動(dòng)不是固體分子的運(yùn)動(dòng)，也不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的間接反映.2.布朗運(yùn)動(dòng)只能發(fā)生在氣體、液體中，而擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體、固體之間均可發(fā)生.布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與顆粒大小和溫度有關(guān).3.因分子間的引力和斥力同時(shí)存在，且都隨間距變化，所以分析分子力做功時(shí)，應(yīng)先明確分子力表現(xiàn)為什么力，在間距變化過(guò)程中做什么功，再根據(jù)合力做功情況判斷分子勢(shì)能的變化.幾種常見(jiàn)情況的壓強(qiáng)計(jì)算1.系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)下的氣體壓強(qiáng)計(jì)算方法(1)液體封閉的氣體壓強(qiáng)的確定①平衡法：選與氣體接觸的液柱為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，利用它的受力平衡，求出氣體的壓強(qiáng).②取等壓面法：根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強(qiáng)相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面，由兩側(cè)壓強(qiáng)相等建立方程求出壓強(qiáng).液體內(nèi)部深度為h處的總壓強(qiáng)為p=p0+ρgh.(2)固體(活塞或汽缸)封閉的氣體壓強(qiáng)的確定由于該固體必定受到被封閉氣體的壓力，所以可通過(guò)對(duì)該固體進(jìn)行受力分析，由平衡條件建立方程，來(lái)找出氣體壓強(qiáng)與其他各力的關(guān)系.2.加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法一般選與氣體接觸的液柱或活塞為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解.(2)固體(活塞或汽缸)封閉的氣體壓強(qiáng)的確定由于該固體必定受到被封閉氣體的壓力，所以可通過(guò)對(duì)該固體進(jìn)行受力分析，由平衡條件建立方程，來(lái)找出氣體壓強(qiáng)與其他各力的關(guān)系.2.加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法一般選與氣體接觸的液柱或活塞為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解.氣體1.描述氣體的狀態(tài)參量(1)兩種溫標(biāo)——攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)①兩種溫標(biāo)的比較：兩種溫標(biāo)溫度的零點(diǎn)不同，同一溫度兩種溫標(biāo)表示的數(shù)值不同，但它們表示的溫度間隔是相同的，即每一份的大小相同，Δt=ΔT.②兩種溫標(biāo)的單位:攝氏溫標(biāo)的單位是攝氏度(℃),熱力學(xué)溫標(biāo)的單位是開(kāi)爾文(K).(2)氣體的狀態(tài)及變化①對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，如果溫度、體積、壓強(qiáng)這三個(gè)量都不變，我們就說(shuō)氣體處于一定的狀態(tài).②一定質(zhì)量的氣體，p與T、V有關(guān)，三個(gè)參量中不可能只有一個(gè)參量發(fā)生變化，至少有兩個(gè)或三個(gè)同時(shí)改變.(3)三個(gè)狀態(tài)參量的比較參量意義單位換算關(guān)系宏觀上微觀上溫度(T)表示物體的冷熱程度表示分子的平均動(dòng)能大小國(guó)際單位:開(kāi)爾文(K)常用單位:攝氏度(℃)

T=t+273.15K壓強(qiáng)(p)

取決于氣體的溫度和體積

取決于氣體分子的平均動(dòng)能和分子數(shù)密度

國(guó)際單位:帕斯卡(Pa)常用單位:大氣壓(atm)

1atm=1.013×105Pa=760mmHg

體積(V)

氣體所充滿的容器的容積

氣體分子所占據(jù)的空間

國(guó)際單位:m3常用單位:升(L)

1m3=103L=106mL2.氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體狀態(tài)方程(1)理想氣體①嚴(yán)格遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體叫理想氣體.②實(shí)際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大時(shí)可當(dāng)做理想氣體處理.③理想氣體是不存在的，它是實(shí)際氣體在一定程度的近似，是一種理想化模型.一些不易液化的氣體如氫氣、氧氣、氮?dú)?、氦氣，在常溫下，可按理想氣體處理.(2)玻意耳定律①內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比.②公式：pV=C或p1V1=p2V2.③微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，分子的總數(shù)是一定的，在溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能保持不變，氣體的體積減小時(shí)，分子的密集程度增大，氣體的壓強(qiáng)就增大，反之亦然，故氣體的壓強(qiáng)與體積成反比.(3)查理定律①內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比.②公式:③微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時(shí)，分子的密集程度不變，在這種情況下，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)增大.定律變化過(guò)程一定質(zhì)量氣體的兩條圖線圖線特點(diǎn)玻意耳定律等溫變化等溫變化在p-V圖象中是雙曲線,由=常數(shù)，知T越大pV值就越大，遠(yuǎn)離原點(diǎn)的等溫線對(duì)應(yīng)的溫度就高，即T1<T2。等溫變化在p-圖象中是通過(guò)原點(diǎn)的直線，由p=(常數(shù)×T)/V，即圖線的斜率與溫度成正比，斜率越大則溫度越高，所以T2>T1。查理定律等容變化等容變化在p-t圖象中是通過(guò)t軸上-273.15℃的直線，在同一溫度下，同一氣體壓強(qiáng)越大，氣體的體積就越小，所以V1<V2等容變化在p-T圖象中是通過(guò)原點(diǎn)的直線，由p=(常數(shù)×T)/V可知，體積大時(shí)圖線斜率小，所以V1<V2。蓋·呂薩克定律等壓變化等壓變化在V-t圖象中是通過(guò)t軸上-273.15℃的直線，溫度不變時(shí)，同一氣體體積越大，氣體的壓強(qiáng)就越小，所以p1<p2等壓變化在V-T圖象中是通過(guò)原點(diǎn)的直線，由V=(常數(shù)×T)/p可知，壓強(qiáng)大時(shí)斜率小，所以p1<p2。要點(diǎn)氣體實(shí)驗(yàn)定律圖象注意掌握定律的微觀解釋：

比如蓋·呂薩克定律的解釋，一定質(zhì)量的某種理想氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，要保持壓強(qiáng)不變，只有增大氣體的體積，減小分子的密集程度.飽和汽與飽和汽壓1.動(dòng)態(tài)平衡:在單位時(shí)間內(nèi)，由液面蒸發(fā)出去的分子數(shù)等于回到液體中的分子數(shù)，液體與氣體之間達(dá)到了平衡狀態(tài)，這種平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡.2.飽和汽:在密閉容器中的液體不斷地蒸發(fā)，液面上的蒸汽也不斷地凝結(jié)，蒸發(fā)和凝結(jié)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，液面上的蒸汽為飽和汽.3.未飽和汽:沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽.4.飽和汽壓:在一定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是一定的，因而飽和汽的壓強(qiáng)也是一定的，這個(gè)壓強(qiáng)即這種液體的飽和汽壓.(1)飽和汽壓只是指空氣中這種液體蒸汽的分氣壓，與其他氣體壓強(qiáng)無(wú)關(guān).(2)飽和汽壓與溫度和物質(zhì)種類有關(guān).空氣的濕度1.絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度(1)絕對(duì)濕度:用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)來(lái)表示的濕度.(2)相對(duì)濕度:空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比.(3)相對(duì)濕度公式:2.常用濕度計(jì)干濕泡濕度計(jì)、毛發(fā)濕度計(jì)、傳感器濕度計(jì).

(2012·濟(jì)南實(shí)驗(yàn)中學(xué)一模)內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸豎直浸入在盛有冰水混合物的水槽中，用不計(jì)質(zhì)量的活塞封閉壓強(qiáng)為1.0×105Pa，體積為2.0×10－3m3的理想氣體，現(xiàn)在活塞上緩慢倒上沙子，使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉?lái)的一半．求：(1)求汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；(2)若封閉氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，在上述過(guò)程中外界對(duì)氣體做功145J，封閉氣體是吸收還是放出熱量？熱量是多少？【答案】(1)2.0×105Pa(2)放出熱量145J

2．根據(jù)分子動(dòng)理論和熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是()A．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體顆粒的分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映B．固體壓縮后撤力恢復(fù)原狀，是由于分子間存在著斥力C．使密閉氣球內(nèi)氣體的體積減小，氣體的內(nèi)能可能增加D．可以利用高科技手段，將散失在環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來(lái)加以利用而不引起其他變化【解析】

布朗運(yùn)動(dòng)中固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)，A錯(cuò)誤．固體壓縮后撤力恢復(fù)原狀，是由于分子間存在斥力，B正確．使密閉氣球內(nèi)氣體體積減小，相當(dāng)于對(duì)球內(nèi)氣體做功，氣體的內(nèi)能可能增加，C正確．根據(jù)熱力學(xué)第二定律知，D錯(cuò)誤．【答案】

BC1．如圖7－1所示，水平放置的A、B汽缸的長(zhǎng)度和截面積均為20cm和10cm2，C是可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)的、厚度不計(jì)的活塞，D為閥門(mén)，整個(gè)裝置均由導(dǎo)熱材料制成．開(kāi)始時(shí)閥門(mén)關(guān)閉，A內(nèi)有壓強(qiáng)為PA＝2.0×105Pa的氮?dú)?，B內(nèi)有壓強(qiáng)為PB＝1.2×105Pa的氧氣；閥門(mén)打開(kāi)后，活塞C向右移動(dòng)，最后