高考物理总复习（重难点突破+题型探究）第十二章第1课 分子动理论 热力学定律课件.ppt

第一单元热学理论第1课分子动理论热力学定律 第十二章热学 1 布朗运动与分子热运动 2 分子间的相互作用力如图所示 分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小 随分子间距离的减小而增大 但总是斥力变化得较快 r r0时 f引 f斥 分子力f 0 rr0时 f引和f斥都随距离的增大而减小 但f斥比f引减小得更快 分子力f表现为引力 r 10r0 10 9m 时 f引 f斥迅速减弱 几乎为零 分子力f 0 3 分子势能分子势能是由分子间相对位置决定的 它随着物体体积的变化而变化 与分子间距离的关系为 1 当r r0时 分子力表现为引力 随着r的增大 分子引力做负功 分子势能增大 2 当r r0时 分子力表现为斥力 随着r的减小 分子斥力做负功 分子势能增大 3 当r r0时 分子势能最小 但不一定为零 可为负值 因为可选两分子相距无穷远时分子势能为零 4 分子势能曲线如图所示 4 对分子动理论的两点说明 1 布朗运动既不是固体分子的运动 也不是液体 或气体 分子的运动 而是固体小颗粒的运动 2 气体分子做无规则运动时 气体分子速率按一定的规律分布 表现为 中间多 两头少 5 对热力学第一定律的理解 1 改变内能的两种方法 做功和热传递 两种方法的区别 结果等效 都能改变内能 内能与热量区别 内能是状态量 热量是过程量 只有发生热传递 内能发生变化时 才有吸收或放出热量 因此不能说一个系统含有多少热量 2 对公式 u q w符号的规定 3 几种特殊情况 若过程是绝热的 则q 0 w u 外界对物体做的功等于物体内能的增加 若过程中不做功 即w 0 则q u 物体吸收的热量等于物体内能的增加 若过程的始末状态物体的内能不变 即 u 0 则w q 0或w q 外界对物体做的功等于物体放出的热量 布朗运动与分子的无规则运动 例1 2013 广州模拟 双选 下列关于布朗运动的叙述 正确的是 a 悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的b 液体的温度越低 悬浮小颗粒的运动越缓慢 当液体的温度为0 时 固体小颗粒的运动就会停止c 被冻结在冰块中的小炭粒不能做布朗运动 是因为冰中的水分子不运动d 做布朗运动的固体颗粒越小 布朗运动越明显 解析 据布朗运动的特点知a项正确 b项错误 因为分子运动永不停息 不论在固体还是液体中 分子都在永不停息地做无规则运动 故c项错误 当颗粒越小时 各方向上的受力越不易平衡 且颗粒小 质量小 惯性小 运动状态容易改变 布朗运动越明显 故d项正确 答案 ad 分子间相互作用的问题 例2 分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生 并随着分子间距的变化而变化 则 a 分子间引力随分子间距的增大而增大b 分子间斥力随分子间距的减小而增大c 分子间相互作用力随分子间距的增大而增大d 分子间相互作用力随分子间距的减小而增大 解析 分子力随分子间距变化的情形如右图所示 当分子距离等于r0时 分子力为零 当分子距离小于r0时 分子力表现为斥力 当分子距离大于r0时 分子力表现为引力 且引力先变大后变小 最后分子力等于零 答案 b 方法点窍通过把分子间表现出的力画成图象 就能准确把握分子的特点 熟知分子间斥力 引力及合力随分子间的距离的变化规律 分子力做功及分子势能 例3 双选 两分子间的斥力和引力的合力f与分子间距离r的关系如图中曲线所示 曲线与r轴交点的横坐标为r0 相距很远的两分子在分子力作用下 由静止开始相互接近 若两分子相距无穷远时分子势能为零 下列说法正确的是 a 在r r0阶段 f做正功 分子动能增加 势能减小b 在r r0阶段 f做负功 分子动能减小 势能减小c 在r r0时 分子势能最小 动能最大d 在r r0时 分子势能为零 解析 在r r0时 分子作用力表现为引力 在两分子靠近时 引力做正功 分子势能减小 分子动能增大 选项a正确 在r r0时 分子作用力表现为斥力 在两分子靠近时 斥力做负功 分子势能增大 分子动能减小 选项b错误 在r r0时 引力和斥力相等 分子力为零 分子势能最小 分子动能最大 选项c正确 d错误 答案 ac 方法点窍分子势能与分子力做功的关系分子势能的变化与重力势能 电势能等变化相似 以相距较远的两个分子互相靠近为例 1 开始时 分子之间距离r r0 分子力为引力 分子靠近时引力做正功 分子势能减小 2 当分子靠近到r r0时 为分子引力和斥力的转折点 分子力由做正功转变为做负功 势能由减小转变为增大 故此时分子势能最小 3 当分子继续靠近时 r r0 分子力为斥力 斥力做负功 则分子势能增大 热力学定律及能量守恒定律的理解及应用 例4 一定质量的理想气体 分子力不计 体积由v膨胀到v 如果通过压强不变的过程实现 对外做功大小为w1 传递热量的值为q1 内能变化为 u1 如果通过温度不变的过程来实现 对外做功大小为w2 传递热量的值为q2 内能变化为 u2 则 a w1 w2 q1 u2b w1 w2 q1 q2 u1 u2c w1 u2d w1 w2 q1