名师课堂辅导讲座高中部分.ppt

分子热运动，热和功，气体,2004年名师课堂辅导讲座高中部分,刘颖 高级教师,一、分子动理论的内容： （一）物体是由大量分子组成的 1、分子的体积很小，分子直径的数量级为10-10m，分子直径可用油膜法测量D= 。 2、分子的数量很大，1mol任何微粒数都等于阿伏加德罗常数NA=6.021023个/mol 3、分子之间有空隙 水和酒精混合后体积变小 扩散现象,例1、用下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数（ ） A 水的密度和水的摩尔质量 B 水的摩尔质量和水分子的体积 C 水分子的体积和水分子的质量 D 水分子的质量和水的摩尔质量,D,注意，在做估算问题时， 由于气体分子间距较大 对气体不适用，一般固体分子可以等效成立方体，液体，气体分子可以等效成球。 1nm=10-9米,（二）分子永不停息地做无规则运动 1、证明分子的无规则运动的实验 （1）扩散现象 （2）布朗运动 现象：液体中的悬浮微粒不停地做无规则运动，是1827年英国植物学家布朗发现的。悬浮微粒越小，温度越高，现象越明显。 实质：液体分子无规则运动撞击悬浮微粒的结果，是液体分子无规运动的反映。,图象：教材中的图象不是悬浮微粒的运动轨迹。 2、热运动：分子的无规则运动叫热运动。 3、温度： （1）物理意义：宏观：物体的冷热程度 微观：分子无规则运动平 均动能的标志,（2）热力学温度 与摄氏温标的关系：单位长相同，坐标原点不同。T=t+273 绝对零度不可实现。,例2、在显微镜下观察稀释了的墨汁，将会看到（ ） A 水分子的运动情况 B 墨汁分子的运动情况 C 水分子对碳颗粒的作用 D 碳颗粒的无规则运动,D,（三）分子间有相互作用力 1、相互作用力特点： （1）引力和斥力同时存在，距离对斥力的影响大。 （2）分子力从本质上说是电磁力，距离增大时，引力和斥力都减小；距离减小时，引力和斥力都增大。,（3）r=r0时，f引=f斥，分子力为0 rr0时，f引f斥，分子力表现为引力 rr0时，f引f斥，分子力表现为斥力 （4）物体被拉断很费力，也不能无限度地被压缩，说明分子力有时表现为引力，有时表现为斥力。 （5）分子力是短程力，当分子间距离大于10-9m，即10r0时，分子力趋近于0，可忽略不计。,例3、分子间的相互作用力由引力f引和斥力f斥两部分组成，则下正确的是（ ） A f引和f斥是同时存在的 B f引总是大于f斥，其合力总表现为引力 C 分子之间的距离越小，f引越小，f斥就越大，其合力表示的斥力 D 分子之间的距离越小，f引越大，f斥越小，其合力表现为引力,A,二、物体的内能 （一）分子动能：由于分子的热运动而具有的动能，温度越高，分子的平均动能越大。 （二）分子势能：由于分子间存在相互作用力而具有的由它们的相对位置所决定的势能。 注意：分子势能与物体的体积有关，但不是体积的单值函数，分子力、分子势能与分子间距的关系如下列图象所示。,（三）物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫物体的热力学能，也叫内能，俗称热能U=U(n,T,V)，n为物质的量。 （四）内能的改变，热和功 1、改变内能的两种方式：做功和热传递。它们在改变内能上是等效的，在实质上是不同的：做功是能量的转化，热传递是能量的转移。在热传递的过程中吸收或放出热的多少叫热量。,2、热力学第一定律： 外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加U，即 U=W+Q 内能增加U0，减少U0，物体对外做功W0，放热Q0。,（五）能量守恒定律：能量既不会产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中总能量不变。 第一类永动机不可能是因为它违背能的转化与守恒定律，不消耗任何能量，却可以源源不断对外做功的机器叫做第一类永动机。,（六）热力学第二定律： 表述：1、不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化。 2、不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功而不引起其他变化，即第二类永动机不可能制成，它违背热力学第二定律。,例4、当氢气和氧气温度相同时，下述说法中正确的是（ ） A 两种气体分子的平均动能相等 B 氢气分子的平均速率等于氧气分子的平均速率 C 两种气体分子热运动的总动能相等 D 两种气体中每个分子热运动的速率相等,A,例5、1kg 0的水，变成同温度的冰，其内能将会_（填增大，减小或不变），其分子势能将会_。,减小,减小,（七）计算热量的常用公式 1、Q=qm（q为燃烧值） 2、Q=Lm（L为汽化热） 3、Q=m（为熔解热） 4、Q=Cmt（C为比热，t为升高或降低的温度）,三、气体 （一）描述气体的状态参量 1、体积V：气体充满容器的容积。 2、温度T 3、压强P： 1）产生原因：气体分子无规则运动撞击器壁的结果,2）大气压：大气分子无规则运动产生的 由于大气有重力而产生的（初中概念） 3）压强单位：Pa或cmHg柱 4）压强的计算： 方法：牛顿定律,类型：1）汞柱试管型： 对汞柱受力分析： 列平衡方程 P0S=hsg+PS P=P0-hg 若汞柱有竖直向上加速度a，则方程为 P0-hsg-PS=hsa P=P0-h(g+a),P0S,hsg,ps,活塞气缸型 对活塞受力分析 PS=mg+P0S P=P0+,（二）研究一定质量的理想气体的方法 1、满足理想气体状态方程 =恒量 2、理想气体的内能仅为温度的函数T，U，即U=U(T)。 3、满足热力学第一定律U=W+Q,例6：一定质量的理想气体，初始状态为p、V、T，经过一系列状态变化后，压强仍为p，则下列过程中可能实现的是（ ） A 先等温膨胀，再等容降温 B 先等温压缩，再等容升温 C 先等容升温，再等温压缩 D 先等容降温，再等温压缩,D,分析：由 =恒量： A、T不变时，V，P；V不变时TP，压强持续减小，不可能恢复到P。 B C的分析与A相同。 D、V不变时，T，P；T不变时，V，P。P可能复原。,例7：对于一定质量的某种理想气体，如果与外界没有热交换，则（ ） A 若气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大 B 若气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定减小 C 若气体分子的平均距离增大，则气体分子的平均动能一定增大 D 若气体分子的平均距离增大，则气体分子的平均动能一定不变,A,分析：A、B答案，