陕西省西安泄湖中学高三物理二轮复习资料 专题6 第2讲 热学.doc

(二)热学知识网络考点预测从近几年的高考来看，热学部分多以选择题的形式出现，试题难度属于容易或中等命题热点集中在下列两个方面1分子动理论、估算分子的大小和数目、物体内能的改变和热力学第二定律，题型多为选择题，且绝大多数选择题只要求定性分析2能源的开发和利用，这是当今的热门话题，应给予关注要点归纳一、理解并识记分子动理论的三个观点描述热现象的一个基本概念是温度凡是跟温度有关的现象都叫做热现象分子动理论是从物质的微观状态来研究热现象的理论它的基本内容是：物体是由大量分子组成的；构成物体的分子永不停息地做无规则运动；分子间存在着相互作用力二、了解分子永不停息地做无规则运动的实验事实组成物体的分子永不停息地做无规则运动，这种运动跟温度有关，所以通常把分子的这种运动叫做热运动1扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子的热运动2布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动关于布朗运动，要注意以下几点：(1)形成条件是固体微粒足够小；(2)温度越高，布朗运动越激烈；(3)观察到的是固体微粒(不是液体分子，也不是固体分子)的无规则运动，反映的是液体分子运动的无规则性；(4)课本中描绘出的图象是某固体微粒每隔30秒的位置的连线，并不是该微粒的运动轨迹三、了解分子力的特点分子力有如下三个特点：分子间同时存在引力和斥力；引力和斥力都随着距离的增大而减小；斥力比引力随距离变化得快四、深刻理解物体内能的概念1由于分子做热运动而具有的动能叫分子动能温度是物体分子热运动的平均动能的标志温度越高，分子做热运动的平均动能就越大2由分子间相对位置决定的势能叫分子势能分子力做正功时分子势能减小；分子力做负功时分子势能增大(所有势能都有同样的结论例如：重力做正功时重力势能减小，电场力做正功时电势能减小)由上面的分析可以得出：当rr0(即分子处于平衡位置)时，分子势能最小不论r从r0开始增大还是减小，分子势能都将增大固体和液体的分子势能与物体的体积有关，体积变化，分子势能也变化注意：当物体的体积增大时，其分子势能不一定增加3物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能五、掌握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量u，即uqw，这叫做热力学第一定律在这个表达式中，当外界对物体做功(气体被压缩)时w取正，物体克服外力做功(气体膨胀)时w取负；当物体从外界吸热时q取正，物体向外界放热时q取负；u为正表示物体的内能增加，u为负表示物体的内能减少六、掌握热力学第二定律1热传导的方向性：热传导的过程是有方向性的这个过程可以向一个方向自发地进行(热量会自发地从高温物体传给低温物体)，但是向相反的方向却不能自发地进行2第二类永动机不可能制成：我们把没有冷凝器，只有单一热源，从单一热源吸收热量，全部用来做功，而不引起其他变化的热机称为第二类永动机这表明机械能和内能的转化过程具有方向性机械能可以全部转化成内能，但内能不能全部转化成机械能，而不引起其他变化3热力学第二定律的表述：(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(按热传导的方向性表述)；(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(按机械能和内能转化过程的方向性表述)；(3)第二类永动机是不可能制成的热力学第二定律使人们认识到，自然界中各种进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，使得它成为独立于热力学第一定律的一个重要的自然规律七、掌握气体的状态参量1温度：温度在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上是物体分子平均动能的标志热力学温度是国际单位制中的基本量之一，符号是t，单位：k(开尔文)；摄氏温度是导出量，符号是t，单位：(摄氏度)两种温度间的关系可以表示为：t(t273.15) k和t t，要注意两种单位制下每一度的间隔是相同的0 k是低温的极限，它表示所有分子都停止了热运动可以无限接近，但永远不能达到2体积：气体总是充满它所在的容器，所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的容积3压强：气体的压强是由于大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的(绝不能用气体分子间的斥力解释)一般情况下不考虑气体本身的重力，所以同一容器内气体的压强处处相等但大气压在宏观上可以看成是大气受地球吸引而产生的重力引起的热点、重点、难点一、与阿伏加德罗常数有关的估算问题阿伏加德罗常数是一个重要的物理量，它是联系微观物理量(如：分子质量、分子体积或直径等)与宏观物理量(如：摩尔质量、摩尔体积、密度、体积等)的桥梁，常常被用来解答一些有关分子大小、分子间距和分子质量等方面的估算问题解决这类问题的基本思路和方法是：首先要熟练掌握微观量与宏观量之间的联系，如：分子的质量m0、摩尔体积v、分子占的体积v0 、分子的个数n，式中na 、m、m、分别为阿伏加德罗常数、物体的质量、密度、摩尔质量、物质的量；其次是善于从问题中找出与所要估算的微观量有关的宏观量此外，还要合理构建体积模型，如：在估算固体和液体的分子大小时，一般采用分子球体模型；而估算气体分子间距(不是分子的大小)时，一般采用立方体模型灵活运用上述关系式并合理构建体积模型是分析、解决与阿伏加德罗常数相关问题的关键例1假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数na取61023 mol1)2008年高考北京理综卷()a10年b1千年c10万年d1千万年【解析】1 g水的分子数nna3.31022，则完成任务所需时间t年1105年，选项c正确答案c【点评】此题是估算题，关键是求出1 g水的分子数，对数学运算能力的要求较高二、扩散现象、布朗运动和分子的热运动例2做布朗运动实验，得到某个观测记录如图69所示图中记录的是2009年高考北京理综卷()图69a分子无规则运动的情况b某个微粒做布朗运动的轨迹c某个微粒做布朗运动的速度时间图线d按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，非分子的运动，故a错误；图中折线为每隔一定时间微粒位置的连线，并非轨迹，b错误、d正确；对于某微粒而言，在不同的时刻速度的大小和方向都是不确定的，故无法描绘其vt图线，c错误答案d三、分子动能、分子势能及其变化、物体的内能及其变化、能量守恒定律、热力学定律例3对一定量的气体，下列说法正确的是2008年高考全国理综卷()a气体的体积是所有气体分子的体积之和b气体分子的热运动越剧烈，气体的温度就越高c气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的d当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少【解析】气体分子间的距离远大于分子大小，所以气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，a选项错误；温度是物体分子平均动能的标志，是表示分子热运动剧烈程度的物理量，b选项正确；气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的，c选项正确；气体膨胀，说明气体对外做功，但不能确定吸、放热情况，故不能确定内能变化情况，d选项错误答案bc【点评】在每年各地的高考题中，一般都会出现一道关于热学的题目，而且常综合考查本单元的较多的基本原理四、气体的压强从微观角度看，气体的压强与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度(单位体积内的分子数)有关气体分子的平均动能越大，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大；气体分子越密集(单位体积内的分子数越多)，每秒撞击器壁单位面积的分子数越多，气体的压强就越大从宏观角度看，气体的压强跟温度和体积有关例4下列说法正确的是2009年高考全国理综卷()a气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力b气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量c气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小d单位体积的气体分子数增加，