熱學(xué)專題復(fù)習(xí)教學(xué)2

熱學(xué)專題復(fù)習(xí)知識網(wǎng)絡(luò)考點預(yù)測

從近幾年的高考來看，熱學(xué)部分多以選擇題的形式出現(xiàn),試題難度屬于容易或中等．命題熱點集中在下列兩個方面．

1．分子動理論、估算分子的大小和數(shù)目、物體內(nèi)能的改變和熱力學(xué)第二定律，題型多為選擇題，且絕大多數(shù)選擇題只要求定性分析．

2．能源的開發(fā)和利用，這是當(dāng)今的熱門話題，應(yīng)給予關(guān)注．要點歸納

一、理解并識記分子動理論的三個觀點描述熱現(xiàn)象的一個基本概念是溫度．凡是跟溫度有關(guān)的現(xiàn)象都叫做熱現(xiàn)象．分子動理論是從物質(zhì)的微觀狀態(tài)來研究熱現(xiàn)象的理論．它的基本內(nèi)容是：物體是由大量分子組成的；構(gòu)成物體的分子永不停息地做無規(guī)則運動；分子間存在著相互作用力．

二、了解分子永不停息地做無規(guī)則運動的實驗事實組成物體的分子永不停息地做無規(guī)則運動，這種運動跟溫度有關(guān)，所以通常把分子的這種運動叫做熱運動．

1．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動都可以很好地證明分子的熱運動．

2．布朗運動是指懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)則運動．關(guān)于布朗運動，要注意以下幾點：

(1)形成條件是固體微粒足夠?。?/p>

(2)溫度越高，布朗運動越激烈；

(3)觀察到的是固體微粒(不是液體分子，也不是固體分子)的無規(guī)則運動，反映的是液體分子運動的無規(guī)則性；

(4)課本中描繪出的圖象是某固體微粒每隔30秒的位置的連線，并不是該微粒的運動軌跡．

三、了解分子力的特點分子力有如下三個特點：①分子間同時存在引力和斥力；②引力和斥力都隨著距離的增大而減小；③斥力比引力隨距離變化得快．

四、深刻理解物體內(nèi)能的概念

1．由于分子做熱運動而具有的動能叫分子動能．溫度是物體分子熱運動的平均動能的標(biāo)志．溫度越高，分子做熱運動的平均動能就越大．

2．由分子間相對位置決定的勢能叫分子勢能．分子力做正功時分子勢能減?。环肿恿ψ鲐摴r分子勢能增大．(所有勢能都有同樣的結(jié)論．例如：重力做正功時重力勢能減小，電場力做正功時電勢能減小)由上面的分析可以得出：當(dāng)r＝r0(即分子處于平衡位置)時，分子勢能最?。徽搑從r0開始增大還是減小，分子勢能都將增大．固體和液體的分子勢能與物體的體積有關(guān)，體積變化，分子勢能也變化．注意：當(dāng)物體的體積增大時，其分子勢能不一定增加．

3．物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能．

五、掌握熱力學(xué)第一定律外界對物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體內(nèi)能的增加量ΔU，即ΔU＝Q＋W，這叫做熱力學(xué)第一定律．在這個表達式中，當(dāng)外界對物體做功(氣體被壓縮)時W取正，物體克服外力做功(氣體膨脹)時W取負；當(dāng)物體從外界吸熱時Q取正，物體向外界放熱時Q取負；ΔU為正表示物體的內(nèi)能增加，ΔU為負表示物體的內(nèi)能減少．

六、掌握熱力學(xué)第二定律

1．熱傳導(dǎo)的方向性：熱傳導(dǎo)的過程是有方向性的．這個過程可以向一個方向自發(fā)地進行(熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體)，但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進行．

2．第二類永動機不可能制成：我們把沒有冷凝器，只有單一熱源，從單一熱源吸收熱量，全部用來做功，而不引起其他變化的熱機稱為第二類永動機．這表明機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性——機械能可以全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，但內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化成機械能，而不引起其他變化．

3．熱力學(xué)第二定律的表述：(1)不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化(按熱傳導(dǎo)的方向性表述)；(2)不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化(按機械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述)；(3)第二類永動機是不可能制成的．熱力學(xué)第二定律使人們認識到，自然界中各種進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性．它揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性，使得它成為獨立于熱力學(xué)第一定律的一個重要的自然規(guī)律．

七、掌握氣體的狀態(tài)參量

1．溫度：溫度在宏觀上表示物體的冷熱程度；在微觀上是物體分子平均動能的標(biāo)志．熱力學(xué)溫度是國際單位制中的基本量之一，符號是T，單位：K(開爾文)；攝氏溫度是導(dǎo)出量，符號是t，單位：℃(攝氏度)．兩種溫度間的關(guān)系可以表示為：T＝(t＋273.15)K和ΔT

＝Δt，要注意兩種單位制下每一度的間隔是相同的．0K是低溫的極限，它表示所有分子都停止了熱運動．可以無限接近，但永遠不能達到．

2．體積：氣體總是充滿它所在的容器，所以氣體的體積總是等于盛裝氣體的容器的容積．

3．壓強：氣體的壓強是由于大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的．(絕不能用氣體分子間的斥力解釋)一般情況下不考慮氣體本身的重力，所以同一容器內(nèi)氣體的壓強處處相等．但大氣壓在宏觀上可以看成是大氣受地球吸引而產(chǎn)生的重力引起的．熱點、重點、難點

一、與阿伏加德羅常數(shù)有關(guān)的估算問題

阿伏加德羅常數(shù)是一個重要的物理量，它是聯(lián)系微觀物理量(如：分子質(zhì)量、分子體積或直徑等)與宏觀物理量(如：摩爾質(zhì)量、摩爾體積、密度、體積等)的橋梁，常常被用來解答一些有關(guān)分子大小、分子間距和分子質(zhì)量等方面的估算問題．解決這類問題的基本思路和方法是：首先要熟練掌握微觀量與宏觀量之間的聯(lián)系,如：分子的質(zhì)量m0＝、摩爾體積V＝、分子占的體積V0＝、分子的個數(shù)N＝,式中NA

、m、ρ、M、分別為阿伏加德羅常數(shù)、物體的質(zhì)量、密度、摩爾質(zhì)量、物質(zhì)的量；其次是善于從問題中找出與所要估算的微觀量有關(guān)的宏觀量．此外，還要合理構(gòu)建體積模型，如：在估算固體和液體的分子大小時，一般采用分子球體模型；而估算氣體分子間距(不是分子的大小)時，一般采用立方體模型．靈活運用上述關(guān)系式并合理構(gòu)建體積模型是分析、解決與阿伏加德羅常數(shù)相關(guān)問題的關(guān)鍵．

●例1

假如全世界60億人同時數(shù)1g水的分子個數(shù)，每人每小時可以數(shù)5000個，不間斷地數(shù)，則完成任務(wù)所需時間最接近(阿伏加德羅常數(shù)NA取6×1023mol－1)[2008年高考·北京理綜卷](

)

A．10年 B．1千年 C．10萬年 D．1千萬年

【解析】1g水的分子數(shù)N＝×NA＝3.3×1022，則完成任務(wù)所需時間t＝年＝1×105年，選項C正確．

[答案]

C

【點評】此題是估算題，關(guān)鍵是求出1g水的分子數(shù)，對數(shù)學(xué)運算能力的要求較高．

二、擴散現(xiàn)象、布朗運動和分子的熱運動

●例2

做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖6－9所示．圖中記錄的是[2009年高考·北京理綜卷]()

A．分子無規(guī)則運動的情況

B．某個微粒做布朗運動的軌跡

C．某個微粒做布朗運動的速度—時間圖線圖6－9

D．按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線

【解析】布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運動，非分子的運動，故A錯誤；圖中折線為每隔一定時間微粒位置的連線，并非軌跡，B錯誤、D正確；對于某微粒而言，在不同的時刻速度的大小和方向都是不確定的，故無法描繪其v－t圖線，C錯誤．

[答案]

D

三、分子動能、分子勢能及其變化、物體的內(nèi)能及其變化、能量守恒定律、熱力學(xué)定律

●例3

對一定量的氣體，下列說法正確的是[2008年高考·全國理綜卷Ⅱ](

)

A．氣體的體積是所有氣體分子的體積之和

B．氣體分子的熱運動越劇烈，氣體的溫度就越高

C．氣體對器壁的壓強是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的

D．當(dāng)氣體膨脹時，氣體分子之間的勢能減小，因而氣體的內(nèi)能減少

【解析】氣體分子間的距離遠大于分子大小，所以氣體的體積遠大于所有氣體分子的體積之和，A選項錯誤；溫度是物體分子平均動能的標(biāo)志，是表示分子熱運動劇烈程度的物理量，B選項正確；氣體壓強的微觀解釋是大量氣體分子頻繁撞擊產(chǎn)生的，C選項正確；氣體膨脹，說明氣體對外做功，但不能確定吸、放熱情況，故不能確定內(nèi)能變化情況，D選項錯誤．

[答案]

BC

【點評】在每年各地的高考題中，一般都會出現(xiàn)一道關(guān)于熱學(xué)的題目，而且常綜合考查本單元的較多的基本原理．

四、氣體的壓強從微觀角度看，氣體的壓強與氣體分子的平均動能和氣體分子的密集程度(單位體積內(nèi)的分子數(shù))有關(guān)．氣體分子的平均動能越大，分子撞擊器壁時對器壁產(chǎn)生的作用力越大，氣體的壓強就越大；氣體分子越密集(單位體積內(nèi)的分子數(shù)越多)，每秒撞擊器壁單位面積的分子數(shù)越多，氣體的壓強就越大．從宏觀角度看，氣體的壓強跟溫度和體積有關(guān)．

●例4下列說法正確的是[2009年高考·全國理綜卷Ⅰ](

)

A．氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力

B．氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子單位時間作用在器壁上的平均沖量

C．氣體分子熱運動的平均動能減小,氣體的壓強一定減小