2019版高考物理大一輪復習第13單元熱學學案

1、第13單元 熱學高考熱點統(tǒng)計要求2014年2015年2016年2017年分子動理論33(1)33(1)33(1)固體、液體和氣體33(1)33(1)33(1)33(1)33(1)33(1)33(2)33(1)氣體實驗定律、狀態(tài)方程3333(2)33(2)33(2)33333333(2)3333熱力學定律和能量守恒定律33(1)33(1)33(1)3333(2)3333考情分析1.本單元的主要內容是分子動理論的基本觀點、固體和液體的基本性質、氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程及熱力學定律,分子動理論、阿伏伽德羅常數的應用、氣體實驗定律及熱力學第一定律的應用是高考命題的熱點.2.擴散和布朗運動現象、阿

2、伏伽德羅常數、分子力和分子勢能、分子平均動能和溫度、氣體壓強的微觀解釋、油膜法測分子直徑、晶體與液晶、液體的表面張力等是本單元的基礎知識,氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程與熱力學定律是本單元的重點知識,應用氣體實驗定律、熱力學第一定律的解題方法是教學重點.第32講分子動理論內能用油膜法估測分子的大小一、分子動理論1.物體是由大量分子組成的(1)分子直徑大小的數量級為 m.(2)一般分子質量的數量級為 kg.(3)阿伏伽德羅常數NA:1 mol的任何物質所含的分子數,NA=mol-1.2.分子永不停息地做無規(guī)則熱運動(1)擴散現象:相互接觸的物體的分子或原子彼此進入對方的現象.溫度越,擴散越快.(

3、2)布朗運動:在顯微鏡下看到的懸浮在液體中的微小顆粒的永不停息的無規(guī)則運動.布朗運動反映了的無規(guī)則運動,顆粒越,運動越明顯;溫度越,運動越劇烈.3.分子力(1)分子間同時存在著和,實際表現的分子力是它們的.(2)引力和斥力都隨著距離的增大而,但分子間距離變化相等時斥力比引力變化得.(3)分子間的作用力隨分子間距離r變化的關系如圖32-1所示:當rr0時,表現為;當r10r0時,分子力變得十分微弱,可忽略不計.圖32-1二、物體的內能1.分子的平均動能:物體內所有分子動能的平均值.是分子平均動能的標志,物體溫度升高,分子熱運動的增大.2.分子勢能:與分子有關.分子勢能的大小隨分子間距離的變化曲線

4、如圖32-2所示(規(guī)定分子間距離無窮遠時分子勢能為零).圖32-23.物體的內能:物體中所有分子的熱運動與的總和.物體的內能跟物體的、及物體的都有關系.三、用油膜法估測分子的大小將油酸滴在水面上,讓油酸盡可能散開,可認為油酸在水面上形成油膜,如果把分子看作,單層分子油膜的厚度就可以看作油酸分子的直徑,如圖32-3所示,測出油酸的體積V和油膜的面積S,就可以算出分子的直徑d,則d=.圖32-3【思維辨析】(1)布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動.()(2)溫度越高,布朗運動越劇烈.()(3)分子間的引力和斥力都隨分子間距的增大而增大.()(4)-33 =240 K.()(5)分子動能指的是由于分子定

5、向移動具有的能.()(6)當分子力表現為引力時,分子勢能隨分子間距離的增大而增大.()(7)內能相同的物體,它們的分子平均動能一定相同.()【思維拓展】分子的體積如何表示?考點一阿伏伽德羅常數的應用宏觀量與微觀量的轉換橋梁作為宏觀量的摩爾質量Mmol、摩爾體積Vmol、密度與作為微觀量的分子直徑d、分子質量m、分子體積V0都可通過阿伏伽德羅常數聯系起來.如圖32-4所示.圖32-4(1)一個分子的質量:m=.(2)一個分子所占的體積:V0=(估算固體、液體分子的體積或氣體分子平均占有的空間).(3)1 mol物體的體積:Vmol=.(4)質量為M的物體中所含的分子數:n=NA. (5)體積為V

6、的物體中所含的分子數:n=NA.考向一液體、固體分子模型1 2017江蘇卷 科學家可以運用無規(guī)則運動的規(guī)律來研究生物蛋白分子.資料顯示,某種蛋白的摩爾質量為66 kg/mol,其分子可視為半徑為310-9 m的球,已知阿伏伽德羅常數為6.01023 mol-1.請估算該蛋白的密度.(計算結果保留一位有效數字) 建模點撥固體、液體分子一個一個緊密排列,可將分子看成球體或立方體,如圖32-5所示,分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長,所以d=(球體模型)或d=(立方體模型).圖32-5考向二氣體分子模型2 已知地球大氣層的厚度h遠小于地球半徑R,空氣平均摩爾質量為M,阿伏伽德羅常數為NA,地面大氣

7、壓強為p0,重力加速度大小為g.由此可估算得,地球大氣層空氣分子總數為,空氣分子之間的平均距離為. 建模點撥氣體分子不是一個一個緊密排列的,它們之間的距離很大,所以氣體分子的大小不等于分子所占有的平均空間.如圖32-6所示,此時每個分子占有的空間視為棱長為d的立方體,所以d=.圖32-6考點二分子動理論的應用考向一布朗運動與分子熱運動項目布朗運動分子熱運動活動主體固體小顆粒分子區(qū)別是固體小顆粒的運動,能通過光學顯微鏡直接觀察到是分子的運動,分子不論大小都做熱運動,熱運動不能通過光學顯微鏡直接觀察到共同點都是永不停息地無規(guī)則運動,都隨溫度的升高而變得更加劇烈,都是肉眼所不能看見的聯系布朗運動是小

8、顆粒受到周圍做熱運動的分子撞擊作用不平衡而引起的,它是分子做無規(guī)則運動的反映3 (多選)2016江蘇漣水中學質檢 關于布朗運動,下列說法不正確的是()A.布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動B.布朗運動就是懸浮的固體微粒分子的無規(guī)則運動C.氣體分子的運動是布朗運動D.液體中的懸浮微粒越大,布朗運動就越不明顯E.布朗運動是由液體分子從各個方向對懸浮微粒撞擊作用的不平衡引起的考向二分子間的作用力與分子勢能4 (多選)2017山西晉城二模 將一個分子P固定在O點,另一個分子Q從圖中的A點由靜止釋放,兩分子之間的作用力與間距關系的圖像如圖32-7所示,則下列說法正確的是()圖32-7A.分子Q由A運動到C

9、的過程中,先加速再減速B.分子Q在C點時分子勢能最小C.分子Q在C點時加速度大小為零D.分子Q由A點釋放后運動到C點左側的過程中,加速度先增大后減小再增大E.該圖能表示固、液、氣三種狀態(tài)下分子力隨分子間距變化的規(guī)律 方法技巧(1)分子勢能在平衡位置有最小值,無論分子間距離如何變化,靠近平衡位置,分子勢能減小,反之增大.(2)判斷分子勢能的變化有兩種方法看分子力的做功情況.直接由分子勢能與分子間距離的關系圖線判斷,但要注意其和分子力與分子間距離的關系圖線的區(qū)別.考向三物體的內能1.物體的內能與機械能的比較內能機械能定義物體中所有分子熱運動動能與分子勢能的總和物體的動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱決

10、定因素與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數有關跟宏觀運動狀態(tài)、參考系和零勢能點的選取有關量值任何物體都有內能可以為零測量無法測量可測量本質微觀分子的運動和相互作用的結果宏觀物體的運動和相互作用的結果運動形式熱運動機械運動聯系在一定條件下可以相互轉化,能的總量守恒2.內能和熱量的比較內能熱量區(qū)別是狀態(tài)量,狀態(tài)確定,系統(tǒng)的內能隨之確定.一個物體在不同的狀態(tài)下有不同的內能是過程量,它表示由于熱傳遞而引起的內能變化過程中轉移的能量聯系在只有熱傳遞改變物體內能的情況下,物體內能的改變量在數值上等于物體吸收或放出的熱量5 (多選)關于物體的內能,下列說法不正確的是()A.溫度相等的1 kg和100 g的水內能

11、相同B.物體內能增加,一定要從外界吸收熱量C.熱量只能從內能多的物體轉移到內能少的物體D.在相同物態(tài)下,同一物體溫度降低,它的內能會減少E.物體運動時的內能不一定比靜止時的內能大式題 (多選)2017太原二模 如圖32-8所示,甲分子固定在坐標原點O,乙分子位于x軸上,兩分子之間的相互作用力的合力F與兩分子間距離x的關系如圖中曲線所示,F0表現為斥力,FT1.圖33-3又如圖乙所示,A、B兩點的溫度相等,從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強增大,體積一定減小,所以V2V1.(2)關于一定質量的氣體的不同圖像的比較過程類別圖線特點示例等溫過程p-VpV=CT(其中C為恒量),即p、V之積越大的等溫線溫度越高,線

12、離原點越遠p-p=CT,斜率k=CT,即斜率越大,溫度越高等容過程p-Tp=T,斜率k=,即斜率越大,體積越小等壓過程V-TV=T,斜率k=,即斜率越大,壓強越小7 2017蘭州一模 一定質量的理想氣體體積V與熱力學溫度T的關系圖像如圖33-4所示,氣體在狀態(tài)A時的壓強pA=p0,溫度TA=T0,線段AB與V軸平行,BC的延長線過原點.求:(1)氣體在狀態(tài)B時的壓強pB;(2)氣體在狀態(tài)C時的壓強pC和溫度TC.圖33-4式題 2017上海靜安質檢 一定質量的氣體經歷一系列狀態(tài)變化,其p-圖線如圖33-5所示,變化順序為abcda,圖中ab線段延長線過坐標原點,cd線段與P軸垂直,da線段與軸

13、垂直.氣體在此狀態(tài)變化過程中()圖33-5A.ab,壓強減小、溫度不變、體積增大B.bc,壓強增大、溫度降低、體積減小C.cd,壓強不變、溫度升高、體積減小D.da,壓強減小、溫度升高、體積不變 方法總結氣體狀態(tài)變化的圖像的應用技巧(1)明確點、線的物理意義:求解氣體狀態(tài)變化的圖像問題,應當明確圖像上的點表示一定質量的理想氣體的一個平衡狀態(tài),它對應著三個狀態(tài)參量;圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質量的理想氣體狀態(tài)變化的一個過程.(2)明確斜率的物理意義:在V-T圖像(或p-T圖像)中,比較兩個狀態(tài)的壓強(或體積)大小,可以比較表示這兩個狀態(tài)的點與原點連線的斜率的大小,其規(guī)律是:斜率越大,壓

14、強(或體積)越小;斜率越小,壓強(或體積)越大.考點四理想氣體狀態(tài)方程的求解1.理想氣體(1)宏觀上,理想氣體是指在任何條件下始終遵循氣體實驗定律的氣體,實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下,可視為理想氣體.(2)微觀上,理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力,分子本身沒有體積,即它所占據的空間認為都是可以被壓縮的空間.2.狀態(tài)方程:=C.3.應用狀態(tài)方程解題的一般步驟(1)明確研究對象,即某一定質量的理想氣體;(2)確定氣體在始、末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2;(3)由狀態(tài)方程列式求解;(4)討論結果的合理性.8 2017福建廈門一檢 如圖33-6所示,內壁光滑的水平放置氣

15、缸被兩個活塞分成A、B、C三部分,兩活塞間用輕桿連接,活塞厚度不計,在E、F兩處設有限制裝置,使左邊活塞只能在E、F之間運動,E、F之間的容積為0.1V0.開始時左邊活塞在E處,A部分的容積為V0,A部分內氣體的壓強為0.9p0(p0為大氣壓強),溫度為297 K;B部分的容積為1.1V0,B部分內氣體的壓強為p0,溫度恒為297 K;C部分內為真空.現緩慢加熱A部分內氣體,直至溫度升為399.3 K.求:(1)活塞剛離開E處時的溫度TE;(2)A部分內氣體最后的壓強p.圖33-6式題 2017南昌十校二模 如圖33-7所示,兩端開口、粗細均勻的足夠長玻璃管插在大水銀槽中,管的上部有一定長度的

16、水銀柱,兩段空氣柱被封閉在左、右兩側的豎直管中.開啟上部連通左、右水銀的閥門A,當溫度為300 K時,平衡時水銀柱的位置如圖所示,h1=h2=5 cm,L1=50 cm,大氣壓強為75 cmHg.(1)求右管內空氣柱的長度L2;(2)關閉閥門A,當溫度升至405 K時,求左側豎直管內空氣柱的長度L3.(大氣壓強保持不變)圖33-7 方法總結對于兩部分氣體的問題,一定要找好兩部分氣體之間的關系,比如壓強關系、體積關系等,分別找出兩部分氣體的初、末狀態(tài)的壓強、體積和溫度,根據理想氣體狀態(tài)方程列式求解.考點五熱力學定律的理解與應用考向一熱力學第一定律的理解和應用1.改變內能的兩種方式的比較做功熱傳遞

17、區(qū)別內能變化情況外界對物體做功,物體的內能增加;物體對外界做功,物體的內能減少物體吸收熱量,內能增加;物體放出熱量,內能減少從運動形式上看宏觀的機械運動向物體的微觀分子熱運動的轉化通過分子之間的相互作用,使同一物體的不同部分或不同物體間的分子熱運動發(fā)生變化,是內能的轉移從能量的角度看其他形式的能與內能相互轉化的過程不同物體之間或同一物體不同部分之間內能的轉移能的性質變化情況能的性質發(fā)生了變化能的性質不變聯系做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內能的效果上是相同的2.溫度、內能、熱量、功的比較含義特點溫度表示物體的冷熱程度,是物體分子平均動能大小的標志,它是大量分子熱運動的集體表現,對個別分子來

18、說,溫度沒有意義狀態(tài)量內能物體內所有分子動能和勢能的總和,它是由大量分子的熱運動和分子的相對位置所決定的熱量是熱傳遞過程中內能的改變量,熱量用來量度熱傳遞過程中內能轉移的多少過程量功做功過程是機械能或其他形式的能和內能之間的轉化過程3.對公式U=Q+W符號的規(guī)定符號WQU+外界對物體做功物體吸收熱量內能增加-物體對外界做功物體放出熱量內能減少4.幾種特殊情況(1)若過程是絕熱的,則Q=0,W=U,外界對物體做的功等于物體內能的增加量.(2)若過程中不做功,即W=0,則Q=U,物體吸收的熱量等于物體內能的增加量.(3)若過程的初、末狀態(tài)物體的內能不變,即U=0,則W+Q=0或W=-Q,外界對物體

19、做的功等于物體放出的熱量.9 (多選)2017全國卷 如圖33-8所示,用隔板將一絕熱氣缸分成兩部分,隔板左側充有理想氣體,隔板右側與絕熱活塞之間是真空.現將隔板抽開,氣體會自發(fā)擴散至整個氣缸.待氣體達到穩(wěn)定后,緩慢推壓活塞,將氣體壓回到原來的體積.假設整個系統(tǒng)不漏氣.下列說法正確的是()圖33-8A.氣體自發(fā)擴散前后內能相同B.氣體在被壓縮的過程中內能增大C.在自發(fā)擴散過程中,氣體對外界做功D.氣體在被壓縮的過程中,外界對氣體做功E.氣體在被壓縮的過程中,氣體分子的平均動能不變式題 (多選)2017全國卷 如圖33-9所示,一定質量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā),經過等容過程ab到達狀態(tài)b,再經過等

20、溫過程bc到達狀態(tài)c,最后經等壓過程ca回到狀態(tài)a.下列說法正確的是()圖33-9A.在過程ab中氣體的內能增加B.在過程ca中外界對氣體做功C.在過程ab中氣體對外界做功D.在過程bc中氣體從外界吸收熱量E.在過程ca中氣體從外界吸收熱量 規(guī)律總結(1)做功情況看氣體的體積:體積增大,氣體對外做功,W為負;體積縮小,外界對氣體做功,W為正.(2)如果研究對象是理想氣體,由于理想氣體沒有分子勢能,所以當它的內能變化時,主要體現在分子平均動能的變化上,從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化.考向二熱力學第二定律的理解和應用1.對熱力學第二定律的理解(1)“自發(fā)地”說明了熱傳遞等熱力學宏觀現象的方向性,不需

21、要借助外界提供能量的幫助.(2)“不產生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學宏觀過程只在本系統(tǒng)內完成,對周圍環(huán)境不產生熱力學方面的影響.如吸熱、放熱、做功等.2.熱力學第二定律的實質熱力學第二定律的每一種表述,都揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性,進而使人們認識到自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性.10 (多選)關于熱力學定律,下列說法正確的是()A.不可能從單一熱源吸收熱量,并把它全部用來做功B.可能從單一熱源吸收熱量,并把它全部用來做功C.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體D.機械能轉變?yōu)閮饶艿膶嶋H宏觀過程是不可逆過程E.與熱現象有關的變化過程都具有方向性 規(guī)律總結熱量不可能自發(fā)地從

22、低溫物體傳到高溫物體,但在有外界影響的條件下,熱量可以從低溫物體傳到高溫物體,例如電冰箱;在引起其他變化的條件下內能可以全部轉化為機械能,例如氣體的等溫膨脹過程.式題 (多選)關于第二類永動機,下列說法正確的是()A.能將從單一熱源吸收的熱量全部用來做功,而不引起其他變化的熱機叫作第二類永動機B.第二類永動機違反了能量守恒定律,所以不可能制成C.第二類永動機不可能制成,說明機械能可以全部轉化為內能,內能卻不可能全部轉化為機械能D.第二類永動機不可能制成,說明機械能可以全部轉化為內能,內能卻不可能在不引起其他變化的同時全部轉化為機械能E.第二類永動機不違反能量守恒定律,但違反熱力學第二定律 規(guī)律

23、總結兩類永動機的比較第一類永動機第二類永動機不消耗能量卻可以源源不斷地對外做功的機器從單一熱源吸熱,全部用來對外做功而不引起其他變化的機器違背能量守恒定律,不可能實現不違背能量守恒定律,但違背熱力學第二定律,不可能實現第34講選修3-3計算題型突破考點一變質量氣體計算題分析變質量問題時,可以通過巧妙地選擇合適的研究對象,使這類問題轉化為一定質量的氣體問題,用相關規(guī)律求解.1.充氣問題向球、輪胎等封閉容器中充氣是一個典型的變質量的氣體問題.只要選擇容器內原有氣體和即將打入的氣體作為研究對象,就可把充氣過程中的氣體質量變化的問題轉化為定質量問題.2.抽氣問題從容器內抽氣的過程中,容器內的氣體質量不

24、斷減小,這屬于變質量問題.分析時,將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象,可把抽氣過程中的氣體質量變化的問題轉化為定質量問題.3.分裝問題將一個大容器里的氣體分裝到多個小容器中的問題也是一個典型的變質量問題.分析這類問題時,可以把大容器中的氣體和多個小容器中的氣體看成整體來作為研究對象,可將變質量問題轉化為定質量問題.4.漏氣問題容器漏氣過程中氣體的質量不斷發(fā)生變化,屬于變質量問題,不能用相關方程求解.如果選容器內剩余氣體為研究對象,便可使問題變成一定質量的氣體狀態(tài)變化,再用相關方程求解即可.1 容積為510-3 m3的容器內盛有理想氣體,若用最大容積為0.110-3 m3的活塞抽氣

25、筒抽氣,在溫度不變的情況下抽氣10次,容器內剩余氣體的壓強是最初壓強的幾分之幾?式題 2017廣東惠州模擬 如圖34-1所示,噴灑農藥用的某種噴霧器,其藥液桶的總容積為14 L,裝入藥液后,封閉在藥液上方的空氣體積為2 L,氣壓為1 atm.打氣筒活塞每次可以打進氣壓為1 atm、體積為0.2 L的空氣.(不考慮環(huán)境溫度的變化)(1)要使藥液上方的氣體壓強增大到5 atm,應打氣多少次?(2)如果藥液上方的氣體壓強達到5 atm時停止打氣,并開始向外噴藥,那么當噴霧器不能再向外噴藥時,筒內剩下的藥液還有多少升?圖34-1考點二“氣缸類”計算題“氣缸類”計算題解題的關鍵是壓強的計算,對于活塞和氣

26、缸封閉的氣體壓強的計算,可根據情況靈活地隔離活塞或氣缸為研究對象,受力分析時一定要找到研究對象跟哪些氣體接觸,接觸氣體對它都有力的作用,氣體的壓力一定與接觸面垂直并指向受力物體.2 2017山西聯考 如圖34-2所示,上端開口的光滑圓柱形絕熱氣缸豎直放置,質量m=5 kg,橫截面積S=50 cm2的活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內,在氣缸內距缸底某處設有體積可忽略的卡環(huán)a、b,使活塞只能向上滑動,開始時活塞擱在a、b上,缸內氣體的壓強等于大氣壓強,溫度為300 K.現通過內部電熱絲緩慢加熱氣缸內氣體,直至活塞恰好離開 a、b.已知大氣壓強p0=1.0105 Pa,g取10 m/s2.(1)

27、求加熱后氣缸內氣體的溫度;(2)繼續(xù)加熱氣缸內的氣體,使活塞緩慢上升H=0.1 m(活塞未滑出氣缸),若氣體的內能的變化量為18 J,則此過程中氣體是吸熱還是放熱?傳遞的熱量是多少?圖34-2式題 2017全國卷 如圖34-3所示,容積均為V的氣缸A、B下端有細管(容積可忽略)連通,閥門K2位于細管的中部,A、B的頂部各有一閥門K1、K3;B中有一可自由滑動的活塞(質量、體積均可忽略).初始時,三個閥門均打開,活塞在B的底部;關閉K2、K3,通過K1給氣缸充氣,使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關閉K1.已知室溫為27 ,氣缸導熱.(1)打開K2,求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強;(2)接

28、著打開K3,求穩(wěn)定時活塞的位置;(3)再緩慢加熱汽缸內氣體使其溫度升高20 ,求此時活塞下方氣體的壓強.圖34-3考點三“液柱類”計算題對于水和水銀封閉氣體壓強的計算,我們經常用參考液片法,選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象,分析液片兩側受力情況,建立平衡方程消去面積,得到液片兩側壓強相等,進而求得氣體壓強.例如,圖34-4中粗細均勻的U形管中封閉了一定質量的氣體A,在其最低處取一液片B,由其兩側受力平衡可知(pA+ph0)S=(p0+ph+ph0)S,即pA=p0+ph.圖34-43 2016全國卷 一U形玻璃管豎直放置,左端開口,右端封閉,左端上部有一光滑的輕活塞.初始時,管內汞

29、柱及空氣柱長度如圖34-5所示.用力向下緩慢推活塞,直至管內兩邊汞柱高度相等時為止.求此時右側管內氣體的壓強和活塞向下移動的距離.已知玻璃管的橫截面積處處相同;在活塞向下移動的過程中,沒有發(fā)生氣體泄漏;大氣壓強p0=75.0 cmHg.環(huán)境溫度不變.圖34-5式題 2016全國卷 在水下氣泡內空氣的壓強大于氣泡表面外側水的壓強,兩壓強差p與氣泡半徑r之間的關系為p=,其中=0.070 N/m.現讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣泡緩慢上升,已知大氣壓強p0=1.0105 Pa,水的密度=1.0103 kg/m3,重力加速度大小g取10 m/s2.(1)求在水下10 m處氣泡內外的壓強差

30、;(2)忽略水溫隨水深的變化,在氣泡上升到十分接近水面時,求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值.考點四“狀態(tài)圖線綜合應用類”計算題(1)p-V圖像、V-T圖像、p-T圖像的理解.要能夠識別p-V圖像、p-T圖像、V-T圖像中的等溫線、等容線和等壓線,能從圖像上解讀出狀態(tài)參量和狀態(tài)變化過程.依據理想氣體狀態(tài)方程=C,得到p=CTT,認識p-圖像、V-T圖像、p-T圖像斜率的意義.作平行于橫軸(或縱軸)的平行線,與同一坐標系內的兩條p-V線(或p-線)、兩條V-T線或兩條p-T線交于兩點,兩點橫坐標(或縱坐標)相同,依據縱坐標(或橫坐標)關系,比較第三物理量的關系.(2)對于熱力學定律與氣體實驗定

31、律的綜合問題,主要是會根據圖像判斷做功情況和內能變化情況,然后根據熱力學第一定律判斷吸、放熱情況.做功情況看氣體的體積:體積增大,氣體對外做功,W為負;體積縮小,外界對氣體做功,W為正.如果研究對象是理想氣體,則由于理想氣體沒有分子勢能,所以當它的內能變化時,主要體現在分子平均動能的變化上,從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化.4 2017大連二模 一定質量的理想氣體,狀態(tài)從ABCDA的變化過程可用如圖34-6所示的p-V圖線描述,其中DA為等溫線,氣體在狀態(tài)A時溫度為TA=300 K,求:(1)氣體在狀態(tài)C時的溫度;(2)若氣體在AB過程中吸熱1000 J,則在AB過程中氣體內能如何變化?變化了多少

32、?圖34-6式題 2017黑龍江牡丹江一中摸底 一定質量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過程的p-V圖像如圖34-7所示.已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27 .(1)該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別為多少攝氏度?(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱還是放熱?傳遞的熱量是多少?圖34-7教師詳解(聽課手冊)第十三單元熱學第32講分子動理論內能用油膜法估測分子的大小【教材知識梳理】核心填空一、1.(1)10-10(2)10-26(3)6.0210232.(1)高(2)液體分子小高3.(1)引力斥力合力(2)減小快(3)斥力零引力二、1.溫度平均動能2.間距3.動能分子勢能

33、溫度體積分子的摩爾數(或分子數)三、單層分子球形思維辨析(1)()(2)()(3)()(4)()(5)()(6)()(7)()思維拓展(1)球體模型:將分子視為球體,V0=(d表示分子直徑);(2)立方體模型:將分子視為立方體V0=d3(d表示分子間距).固體、液體分子體積V0=(V表示摩爾體積),但對氣體V0表示一個氣體分子平均占據的體積,因為氣體分子之間的間隙不能忽略.【考點互動探究】考點一例11103 kg/m3解析 摩爾體積V=r3NA由密度=,解得=代入數據得=1103 kg/m3例2解析 大氣壓是由地球大氣層的重力產生,設大氣層質量為m,地球表面積為S可知mg=p0S,S=4R2大

34、氣分子數n=氣體分子間距大,所以把每一個氣體分子平均占據的空間認為是一個立方體模型,立方體邊長即為分子間平均距離,假設為a,因為大氣層的厚度遠小于地球半徑,所以大氣層每一層的截面積都為地球的表面積S,大氣層體積V=Sh=4R2h,V=na3聯立解得a=考點二例3ABC解析 布朗運動是液體分子撞擊懸浮微粒的不平衡引起的,間接反映了液體分子的無規(guī)則運動,選項A、B錯誤,E正確;氣體分子的運動不是布朗運動,選項C錯誤;布朗運動的劇烈程度與液體的溫度以及顆粒的大小有關,液體中的懸浮微粒越大,布朗運動就越不明顯,選項D正確.例4BCD解析 分子Q由A運動到C的過程中,一直受引力作用,速度一直增大,動能增

35、加,分子勢能減少,在C點的分子勢能最小,選項A錯誤,選項B正確;分子Q在C點時受到的分子力為零,故在C點時的加速度大小為零,選項C正確;分子Q由A點釋放后運動到C點過程中,受到先增大后減小的引力,然后再向C點左側運動時則受到逐漸增大的斥力,故加速度先增大后減小再增大,選項D正確;此圖只能表示固、液兩種狀態(tài)下分子力隨分子間距變化的規(guī)律,氣體分子間距一般大于10r0,選項E錯誤.例5ABC解析 影響內能大小的因素是體積、溫度、物態(tài)和分子總數,1 kg水和100 g水的質量不同,水分子總數不同,所以內能不同,故選項A錯誤;改變內能有做功和熱傳遞兩種方式,所以物體內能增加,不一定要從外界吸收熱量,也可

36、以是外界對物體做功,選項B錯誤;熱量能從內能多的物體轉移到內能少的物體,也能從內能少的物體轉移到內能多的物體,選項C錯誤;在相同物態(tài)下,同一物體溫度降低,分子的平均動能減小,內能減少,選項D正確;物體運動的快慢與分子運動的快慢無關,物體運動快,分子的平均動能不一定大,內能不一定大,選項E正確.變式題BCE解析 根據圖像可以看出分子力的大小變化,在橫軸下方的為引力,上方的為斥力,分子力做正功,分子勢能減小,分子力做負功,分子勢能增大,分子乙從a到b受到引力作用,從靜止開始做加速運動,從b到c,仍受引力繼續(xù)加速,選項A錯誤;從a到c,一直受引力,故一直加速,所以到c點時,速度最大,選項B正確;從a

37、到c的過程中,分子乙受到引力作用,力的方向與運動方向一致,故分子力做正功,所以分子勢能減小,選項C正確;從a到c,分子力做正功,分子勢能減小,從c到d,分子力做負功,分子勢能增加,選項D錯誤,選項E正確.考點三例6將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上解析 在步驟中,應將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上;油酸分子直徑為d=,一滴純油酸的體積為V=,油膜的面積為S=Na2,聯立解得d=.變式題8.010-37.510-10解析 在圍成的方格中,不足半格的舍去,多于半格的算一個,共有80個方格,故油酸薄膜的面積為S=801 cm1 cm=80 cm2=8.010-3 m2.每滴油酸酒精溶液中含有油酸的體積V=0.2% mL=610-6 cm3.油酸分子的直徑為d= m=7.510-10 m.1.(多選)下列關于分子運動的說法不正確的是()A.氣體分子單位時間內與單位面積器壁碰撞的次數,僅與單位體積內的分子數有關B.布朗運動是液體分子的運動,它說明分子不停息地做無規(guī)則熱運動C.當分子間的引力和斥力平衡時,分子勢能最小D.如果氣體分子總數不變,而氣體溫度升高,氣體分子的平均動能一定增大,因此壓強也一定增大E.內能不同的物體,它們分子熱運動的平均動能可能相同解析 ABD氣體分子單位時間內與單位面積器