分子動理論內(nèi)能熱力學(xué)定律

分子動理論內(nèi)能熱力學(xué)定律第1頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三分子動理論的基本觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)

阿伏加德羅常數(shù)

(考綱要求Ⅰ)1．物體是由大量分子組成的 (1)分子很小：

①直徑數(shù)量級為______m.

②質(zhì)量數(shù)量級為_____________kg. (2)分子數(shù)目特別大：

阿伏加德羅常數(shù)NA＝__________mol－1.10－1010－26～10－276.02×1023第2頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三2．分子的熱運(yùn)動 (1)布朗運(yùn)動：

①永不停息、_______運(yùn)動．

②顆粒越小，運(yùn)動越_____．

③溫度越高，運(yùn)動越_____．

④運(yùn)動軌跡不確定，只能用不同時(shí)刻的位置連線確定______做無規(guī)則運(yùn)動．

⑤不能直接觀察分子的無規(guī)則運(yùn)動，而是用懸浮的____________的無規(guī)則運(yùn)動來反映液體分子的無規(guī)則運(yùn)動． (2)熱運(yùn)動：物體分子永不停息地_______運(yùn)動，這種運(yùn)動跟溫度_____(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)．無規(guī)則明顯激烈微粒固體小顆粒無規(guī)則有關(guān)第3頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三3．分子間的相互作用力 (1)引力和斥力同時(shí)存在，都隨分子間距離的增大而_____，隨分子間距離的減小而_____，_____比引力變化更快． (2)分子力的特點(diǎn)：

①r＝r0時(shí)(r0的數(shù)量級為10－10m)，F(xiàn)引＝F斥，分子力F＝0；

②r<r0時(shí)，F(xiàn)引<F斥，分子力F表現(xiàn)為_____；

③r>r0時(shí)，F(xiàn)引>F斥，分子力F表現(xiàn)為_____；

④r>10r0時(shí)，F(xiàn)引、F斥迅速減為零，分子力F＝__．減小增大斥力引力0斥力第4頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三(3)分子力隨分子間距離的變化圖象如圖1－1所示．圖1－1第5頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三

判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”．(1)布朗運(yùn)動就是液體分子的運(yùn)動． (

)(2)布朗運(yùn)動是固體小顆粒中固體分子的運(yùn)動． (

)(3)分子間同時(shí)存在引力與斥力，分子力是二者合力的表現(xiàn)． (

)答案

(1)×

(2)×

(3)√第6頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三溫度是分子平均動能的標(biāo)志、內(nèi)能

(考綱要求Ⅰ)1．溫度

一切達(dá)到_______的系統(tǒng)都具有相同的溫度．2．兩種溫標(biāo)

攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)．

關(guān)系：T＝_________K.3．分子的動能 (1)分子動能是___________所具有的動能； (2)分子熱運(yùn)動的平均動能是所有分子熱運(yùn)動的動能的平均值，_____是分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志；熱平衡t＋273.15分子熱運(yùn)動溫度第7頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三 (3)分子熱運(yùn)動的總動能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動動能的_____．4．分子的勢能 (1)意義：由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的_________決定的能． (2)分子勢能的決定因素：

微觀上——決定于___________和分子排列情況；

宏觀上——決定于_____和狀態(tài)．總和相對位置分子間距離體積第8頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三5．物體的內(nèi)能 (1)等于物體中所有分子的熱運(yùn)動_____與分子_____的總和，是狀態(tài)量． (2)對于給定的物體，其內(nèi)能大小由物體的_____和_____決定． (3)物體的內(nèi)能與物體的位置高低、運(yùn)動速度大小_____(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)．動能勢能溫度體積無關(guān)第9頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三

判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”．(1)溫度是分子平均動能的標(biāo)志． (

)(2)溫度、分子動能、分子勢能或內(nèi)能只對大量分子才有意義． (

)(3)任何物體都有內(nèi)能． (

)(4)體積增大分子勢能一定增大． (

)(5)當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢能隨分子間距離的增大而增大． (

)(6)內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動能一定相同．(

)答案

(1)√

(2)√

(3)√

(4)×

(5)√

(6)×第10頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三

熱力學(xué)第一定律

(考綱要求Ⅰ)1.改變物體內(nèi)能的兩種方式 (1)_____；(2)熱傳遞．2．熱力學(xué)第一定律

(1)內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的_____與外界對它所做的功的和． (2)表達(dá)式：ΔU＝______．

(3)ΔU＝______中正、負(fù)號法則：做功熱量Q＋WQ＋W第11頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三物理量意義符號WQΔU＋外界對物體做功物體_____熱量內(nèi)能_____－物體對外界做功物體_____熱量內(nèi)能_____吸收放出增加減少第12頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三能量守恒定律(考綱要求

Ⅰ)1.內(nèi)容

能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式_____為另一種形式，或者是從一個(gè)物體_____到別的物體，在_____或_____的過程中其_____保持不變2．條件性

能量守恒定律是自然界的_________，某一種形式的能是否守恒是有條件的．3．第一類永動機(jī)是不可能制成的，它違背了_____________．轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移總量普遍規(guī)律能量守恒定律轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移第13頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三1．以下關(guān)于分子動理論的說法中不正確的是 (

)． A．物質(zhì)是由大量分子組成的 B．－2℃時(shí)水已經(jīng)結(jié)為冰，部分水分子已經(jīng)停止了熱運(yùn)動 C．分子勢能隨分子間距離的增大，可能先減小后增大 D．分子間的引力與斥力都隨分子間距離的增大而減小

解析物質(zhì)是由大量分子組成的，A正確；分子是永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動的，B錯(cuò)誤；在分子間距離增大時(shí)，如果先是分子斥力做正功，后是分子引力做負(fù)功，則分子勢能是先減小后增大的，C正確；分子間的引力與斥力都隨分子間距離的增大而減小，但斥力變化得快，D正確．

答案

B基礎(chǔ)自測第14頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三2．關(guān)于對內(nèi)能的理解，下列說法正確的是 (

)． A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的 B．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但是單純地對系統(tǒng)傳熱不

能改變系統(tǒng)的內(nèi)能

C．不計(jì)分子之間的分子勢能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣

和氧氣具有相同的內(nèi)能

D．1g100℃水的內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣的內(nèi)能第15頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三解析系統(tǒng)的內(nèi)能是一個(gè)只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，所以是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，A正確；做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，B錯(cuò)誤；質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣的平均動能相同，但它們的物質(zhì)的量不同，內(nèi)能不同，C錯(cuò)誤；在1g100℃的水變成100℃水蒸氣的過程中，分子間距增大，要克服分子間的引力做功，分子勢能增大，所以1g100℃水的內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣的內(nèi)能，D正確．答案

AD第16頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三3．下列關(guān)于布朗運(yùn)動的說法，正確的是 (

)． A．布朗運(yùn)動是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動 B．布朗運(yùn)動是指懸浮在液體中的固體分子的無規(guī)則運(yùn)動 C．布朗運(yùn)動說明了液體分子與懸浮顆粒之間存在著相

互作用力

D．觀察布朗運(yùn)動會看到，懸浮的顆粒越小，溫度越

高，布朗運(yùn)動越劇烈第17頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三解析布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，小顆粒由許多分子組成，所以布朗運(yùn)動不是分子的無規(guī)則運(yùn)動，也不是指懸浮顆粒內(nèi)固體分子的無規(guī)則運(yùn)動，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤．布朗運(yùn)動雖然是由液體分子與懸浮顆粒間相互作用引起的，但其重要意義是反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動，而不是反映分子間的相互作用，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤．觀察布朗運(yùn)動會看到固體顆粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動越劇烈．故D選項(xiàng)正確．答案

D第18頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三4．有甲、乙兩個(gè)分子，甲分子固定不動，乙分子由無窮遠(yuǎn)處逐漸向甲靠近，直到不再靠近為止，在整個(gè)過程中，分子勢能的變化情況是 (

)． A．不斷增大 B．不斷減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大

解析分子力做功與分子勢能變化的關(guān)系和彈簧相似，即分子力做正功分子勢能減小，分子力做負(fù)功分子勢能增大．當(dāng)乙分子由無窮遠(yuǎn)處向r0移動時(shí)，分子力做正功，分子勢能減?。划?dāng)乙分子由r0向甲分子繼續(xù)靠近時(shí)，要克服分子斥力做功，分子勢能增大．所以移動的整個(gè)過程，分子勢能是先減小后增大，當(dāng)分子間的距離為r0時(shí)，分子勢能最小．本題正確選項(xiàng)為D.

答案

D第19頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三5．一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功7.0×104J，氣體內(nèi)能減少1.3×105J，則此過程(

)． A．氣體從外界吸收熱量2.0×105J B．氣體向外界放出熱量2.0×105J C．氣體從外界吸收熱量6.0×104J D．氣體向外界放出熱量6.0×104J

解析根據(jù)熱力學(xué)第一定律，W＋Q＝ΔU，所以Q＝ΔU－W＝－1.3×105J－7.0×104J＝－2.0×105J，即氣體向外界放出熱量2.0×105J.

答案

B第20頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三6．設(shè)某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為μ，原子間的平均距離為d，已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該物質(zhì)的密度ρ可表示為(

)．答案

AB第21頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三1．分子動能、分子勢能和物體的內(nèi)能熱點(diǎn)一分子動理論內(nèi)能對應(yīng)“高考題組”見PPT課件，供參考分子動能分子勢能內(nèi)能定義分子無規(guī)則運(yùn)動的動能(即熱運(yùn)動)分子間有作用力，由分子間相對位置決定的勢能物體中所有分子的熱運(yùn)動的動能和分子勢能的總和第22頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三影響因素微觀分子運(yùn)動的快慢分子相對位置，分子力分子動能與分子勢能之和宏觀溫度體積溫度、體積、物質(zhì)的量改變方式升高或降低溫度增大或減小體積做功和熱傳遞(二者本質(zhì)不一樣)第23頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三2.巧用圖象理解分子力與分子勢能 (1)分子間同時(shí)存在引力和斥力，斥力隨分子間距離變化比引力快，分子力隨分子間距離變化的關(guān)系如圖1－2甲所示，當(dāng)分子間距離的數(shù)量級大于10－9m時(shí)，分子間的作用力可忽略不計(jì)．圖1－2第24頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三 (2)分子勢能與分子間距離的關(guān)系如圖1－2乙所示，當(dāng)分子間距離r＝r0時(shí)，分子力為0，分子勢能最?。?．改變內(nèi)能的方式第25頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三【典例1】(2013·課標(biāo)Ⅰ，33(1))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，直至不再靠近．在此過程中，下列說法正確的是 (

)． A．分子力先增大，后一直減小 B．分子力先做正功，后做負(fù)功 C．分子動能先增大，后減小 D．分子勢能先增大，后減小 E．分子勢能和動能之和不變第26頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三解析分子力F與分子間距r的關(guān)系是：當(dāng)r<r0時(shí)F為斥力；當(dāng)r＝r0時(shí)F＝0；當(dāng)r>r0時(shí)F為引力．綜上可知，當(dāng)兩分子由相距較遠(yuǎn)逐漸達(dá)到最近過程中分子力是先變大再變小后又變大，A項(xiàng)錯(cuò)誤．分子力為引力時(shí)做正功，分子勢能減小，分子力為斥力時(shí)做負(fù)功，分子勢能增大，故B項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤．因僅有分子力作用，故只有分子動能與分子勢能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化，即分子勢能減小時(shí)分子動能增大，分子勢能增大時(shí)分子動能減小，其總和不變，C、E項(xiàng)均正確．答案

BCE第27頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三(1)判斷分子勢能變化的兩種方法方法一：根據(jù)分子力做功判斷：分子力做正功，分子勢能減?。环肿恿ψ鲐?fù)功，分子勢能增加．方法二：利用分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖線判斷．如圖1－3所示．圖1－3第28頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三(2)分析物體的內(nèi)能問題應(yīng)當(dāng)明確以下幾點(diǎn)①內(nèi)能是對物體的大量分子而言的，不存在某個(gè)分子內(nèi)能的說法．②決定內(nèi)能大小的因素為溫度、體積、分子數(shù)，還與物態(tài)有關(guān)系．③通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能．④溫度是分子平均動能的標(biāo)志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能相同．第29頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三【跟蹤短訓(xùn)】1．對于一定質(zhì)量的N2在不同物態(tài)下的內(nèi)能，氣態(tài)的N2可視為理想的氣體，下列說法中正確的是 (

)． A．固態(tài)的N2熔化為同溫度的液態(tài)N2時(shí)內(nèi)能增大 B．固態(tài)的N2熔化為同溫度的液態(tài)N2時(shí)，由于分子力做

負(fù)功將分子動能轉(zhuǎn)化為分子勢能，即其內(nèi)能保持不變 C．液態(tài)N2汽化為同溫度的氣體時(shí)內(nèi)能增大 D．氣態(tài)的N2溫度升高時(shí)內(nèi)能因所有分子動能增大而增大第30頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三解析固態(tài)的N2熔化為同溫度的液態(tài)N2時(shí)因需要吸收熱量其內(nèi)能增大，A正確，B錯(cuò)誤；液態(tài)N2汽化為同溫度的氣體時(shí)，因?yàn)榉肿拥钠骄鶆幽苤慌c物體的溫度有關(guān)，所以N2的分子平均動能不變，而分子勢能增大，即內(nèi)能增大，C正確；氣態(tài)的N2溫度升高時(shí)，分子的平均動能增大，但并不是所有分子的動能都增大，D錯(cuò)誤．答案

AC第31頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三2．[2013·福建理綜，29(1)]下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是 (

)．第32頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三解析分子間作用力f的特點(diǎn)是：r<r0時(shí)f為斥力，r＝r0時(shí)f＝0，r>r0時(shí)f為引力；分子勢能Ep的特點(diǎn)是r＝r0時(shí)Ep最小，因此只有B項(xiàng)正確．答案

B第33頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三1．熱學(xué)問題中三個(gè)重要的名詞 (1)宏觀量：物質(zhì)的體積V、摩爾體積Vmol、物質(zhì)的質(zhì)量M、摩爾質(zhì)量Mmol、物質(zhì)的密度ρ. (2)微觀量：分子的體積V0、分子的直徑d、分子的質(zhì)量m. (3)阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1，是聯(lián)系宏觀世界和微觀世界的橋梁．2．兩種模型熱點(diǎn)二微觀量的估算第34頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三第35頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三【典例2】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(銅管)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，排出液化水的體積V＝1.0×103cm3.已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1.試求：(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)N； (2)一個(gè)水分子的直徑d.第36頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三答案

(1)3×1025個(gè)(2)4×10－10m第37頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁第38頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三【跟蹤短訓(xùn)】3．一滴油酸酒精溶液含質(zhì)量為m的純油酸，滴在液面上擴(kuò)散后形成的最大面積為S.已知純油酸的摩爾質(zhì)量為M、密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列表達(dá)式中正確的有 (

)．第39頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三答案

BC第40頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三4．已知銅的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol)，銅的密度為ρ(kg/m3)，阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol－1)．下列判斷錯(cuò)誤的是(

)．第41頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三答案

B第42頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三對熱力學(xué)第一定律的理解(1)熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過程是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系，即ΔU＝Q＋W.(2)幾種特殊情況①若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量．②若過程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量．③若過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q.外界對物體做的功等于物體放出的熱量．熱點(diǎn)三熱力學(xué)定律的理解與應(yīng)用第43頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三【典例3】如圖1－4所示，水平放置的密封氣缸內(nèi)的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分，隔板可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動，右側(cè)氣體內(nèi)有一電熱絲．氣缸壁和隔板均絕熱．初始時(shí)隔板靜止，左右兩邊氣體溫度相等．現(xiàn)給電熱絲提供一微弱電流，通電一段時(shí)間后切斷電源．當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時(shí)，與初始狀態(tài)相比 (

)．圖1－4 A．右邊氣體溫度升高，左邊氣體溫度不變 B．左右兩邊氣體溫度都升高第44頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三C．左邊氣體壓強(qiáng)增大D．右邊氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲放出的熱量答案

BC第45頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三應(yīng)用熱力學(xué)第一定律應(yīng)注意熱力學(xué)第一定律反映功、熱量與內(nèi)能改變量之間的定量關(guān)系：ΔU＝W＋Q，使用時(shí)注意