高二物理学热学习题北师大.ppt

分子动理论能量守恒 物体 大量分子组成 无规则运动 相互作用力 扩散现象 布朗运动 分子动能 温度 分子势能 体积 内能 改变物体内能的方式 做功 热传递 热力学第一定律 能量转化和守恒 热力学第二定律 热力学第三定律 分子动理论能量守恒 下一页 上一页 一 物质是由大量分子组成的 1 分子动理论的基本内容 物质是由大量分子组成的 分子永不停息地做无规则运动 分子间存在着相互作用力 2 一般认为分子直径大小的数量级为10 10m 3 阿伏加德罗常数NA 6 02 1023mol 1 是联系微观世界和宏观世界的桥梁 它把物质的摩尔质量 摩尔体积这些宏观物理量和分子质量 分子体积这些微观物理量联系起来了 NA V M N n NA 4 用单分子油膜法估测分子大小的原理 直径V 指油膜体积 S 指油膜面积 反馈 下一页 上一页 返回 例1 体积为1 0 10 3cm3的一滴石油 滴在湖面上后 扩展成面积是4 0m2的单分子油膜 由此可知石油分子的直径为 m 结果取两位有效数字 2 5 10 10 下一页 上一页 返回 例2 一滴露水的质量约是9 10 5g 它含有 个水分子 阿伏伽德罗常数取NA 6 0 1023mol 1 1mol的水质量是18g 3 1018 知识点 下一页 上一页 返回 1 已知铜的摩尔质量M 63 5g cm3 铜的密度是 8 9g cm3 试估算铜原子的质量和铜原子的直径 返回 解 铜原子质量m M NA 63 5 6 02 1023 1 06 10 22g 铜原子的体积v M NA 63 5 8 9 6 02 1023 1 2 10 23cm3 铜原子的直径D 2 8 10 8cm 二 分子的热运动 1 物体里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 布朗运动 内容 布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动 成因 液体分子无规则运动时 频繁地 无规则地撞击悬浮在液体中的微粒 使微粒发生了无规则运动 可见 布朗运动的原因是分子无规则运动的结果 但我们所直接看到的并不是分子的运动 而是分子运动的一种表现 注意 形成条件是 只要微粒足够小 温度越高 布朗运动越激烈 观察到的是固体微粒 不是液体或固体分子 的无规则运动 反映的是液体分子运动的无规则性 实验中描绘出的是某固体微粒每隔30秒的位置的连线 不是该微粒的运动轨迹 下一页 上一页 返回 影响布朗运动剧烈程度的因素 微粒的大小 在其它条件相同的情况下 微粒的质量越小 越容易改变运动状态 因此在受分子撞击后做无规则的运动越剧烈 液体的温度 温度越高 分子无规则运动得越剧烈 对悬浮微粒撞击的频率及强度越高 所以微粒无规则运动得越剧烈 扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子在永不停息地做无规则热运动 反馈 下一页 上一页 返回 例3 关于布朗运动的下列叙述中正确的是 A 花粉微粒的无规则运动也就是分子的无规则运动B 温度越低 花粉的运动越剧烈C 花粉微粒越大 同一瞬间受到越多分子的撞击 不规则运动就越剧烈D 花粉微粒的无规则运动 反映了液体分子的无规则运动 下一页 上一页 返回 例4 右图中关于布朗运动的实验 下列说法正确的是 A 图中记录的是分子的无规则运动的情况B 图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹C 实验中可以看到 微粒越大 布朗运动越明显D 实验中可以看到 温度越高 布朗运动越激烈 知识点 下一页 上一页 返回 2 关于布朗运动 下列说法中正确的是 A 布朗运动是指液体分子的无规则运动 B 布朗运动是液体分子对小颗粒撞击时产生的冲击力不平衡引起的 C 图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹 D 温度越高 布朗运动越激烈 B D 返回 三 分子间的相互作用力 分子力有如下几个特点 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 斥力比引力变化得快 反馈 下一页 上一页 返回 分子间作用力 指引力和斥力的合力 随分子间距离而变的规律是 r r0时表现为斥力 r r0时分子力为零 r r0时表现为引力 r 10r0以后 分子力变得十分微弱 可以忽略不计 例5 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 A F斥和F引同时存在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斥越大D 分子之间的距离越小 F引越大 F斥越小 知识点 下一页 上一页 返回 3 当两个分子之间距离为ro时 正好处于平衡状态 下面关于分子间相互作用的引力和斥力的各种说法中正确的是 A F引和F斥是同时存在的 B 分子之间的距离越小 F引越小 F斥越大 C 破镜不能重圆 是由于分子间存在斥力 D 当分子间距离等于2ro时 它们之间既有引力又有斥力 而且引力大于斥力 A D 返回 四 物体的内能 1 定义 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 2 注意 物体的内能在微观上决定于分子数目 分子动能和分子势能 在宏观上决定于物质的量 温度和体积 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越大 分子势能不一定随体积的增大而增大 判断分子势能如何变化 关键是判断分子力是做正功 还是做负功 或根据物态变化的吸放热来判断 物体的内能与机械能无关 反馈 下一页 上一页 返回 例6 温度都是0 的10克冰和10克水比较 A 由于水是液体易流动 所以水中分子的平均动能比冰中的大 B 质量相同 温度相同 内能也相同 C 由于温度相同 所以冰和水中每一个分子动能都相等 D 水的内能比冰大 知识点 下一页 上一页 返回 4 以下说法正确的是 A 高温物体一定比低温物体内能多 B 一定质量的0 水结成0 冰 内能一定减小 C 物体的温度升高 不考虑热胀冷缩 内能一定减小 D 物体在粗糙的水平面上作减速运动时 机械能减小 内能也减小 B C 返回 5 以下说法正确的是 A 将物体的内能转化为内能 必须通过做功的过程来实现 B 热量总是从内能多的物体传给内能少的物体 C 物体吸收热量 对外做功 内能一定减小 D 一定质量的气体吸收热量 而保持体积不变 内能一定增加 A D 返回 6 一定质量的气体 在被压缩的过程中外界对气体做功300J 但这一过程中气体的内能减少了300J 问气体在此过程中是吸热还是放热 吸收或放出的热量是多少 返回 解 外界对物体做功 W 300J 气体的内能减少了 U 300J 根据热力学第一定律得Q U W 300J 300J 600JQ是负值 表示气体放热 因此气体放出了600J的热量 五 热力学三定律能量守恒 做功和热传递都能改变物体的内能 也就是说 做功和热传递对改变物体的内能是等效的 但从能量转化和守恒的观点看又是有区别的 做功是其他能和内能之间的转化 功是内能转化的量度 而热传递是内能间的转移 热量是内能转移的量度 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 Q W 这在物理学中叫做热力学第一定律 符号法则 下一页 上一页 返回 热力学第二定律的表述 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 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 第二类永动机是不可能制成的 热力学第三定律 热力学零度是不可达到的 T t 273 15K和 T t 能量守恒定律 能量即不会凭空产生 也不会凭空消失 它只能从一种形式转化为另一种形式 或者从一个物体转移到别的物体 在转化或转移的过程中其总量不变 热力学第二定律使人们认识到 自然界种进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性 反馈 下一页 上一页 返回 例6 下列说法中正确的是 A 物体甲自发传递热量给物体乙 说明甲物体的内能一定比乙物体的内能大 物体的温度越高 其分子的平均动能越大 因为能量守恒 所以 能源危机 是不可能发生的 物体内能增加 一定是物体从外界吸收了热量 下一页 上一页 返回 例 气缸中的气体从外界吸收了4 2 103J的热量 同时气体推动活塞对外界做了2 2 103J的功 那么气体的内能 A 增加了2 0 103JB 减少了2 0 103JC 增加了6 4 103JD 减少了6 4 103J 下一页 上一页 返回 例 第一类永动机违背了定律 第二类永动机违背了定律 能量守恒 热力学第二 下一页 上一页 返回 例 根据热力学第二定律判断 以下说法中正确的是 不可能使热量由低温物体传到高温物体 物体的机械能不可能全部转化为内能 不可能从单一热源吸收热量并把这些热量全部用来做功 而不引起其他变化 致冷系统将冰箱内温度较低的食品的热量传给外界较高温度的空气 这违反了 热量只能从温度较高的物体传到温度较低的物体 的规律 知识点 下一页 上一页 返回 例10 一定温度下 气体分子的速率分布情况是 A 各个分子的速率相等 各个分子的速率不相等 每一个分子的速率都是不变的 各个分子的速率不同 速率很大和很小的分子数较少 具有中等速率的分子数较多 各个分子的速率不同 在不同速率范围内 分子数的分布是均匀的 下一页 上一页 返回 8 下列说法中正确的是 A 两个温度不同的的物体相互接触时 热量既能自发地从高温物体传递到低温物体 也能自发地从低温物体物体传递给高温物体 B 若机器的各处均是光滑的 则它可以把从热源吸收的热量全部用来对外做功 而不引起其他变化 C 第二类永动机不可能制成 表示机械能和内能的转化过程具有方向性 D 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界的宏观过程具有方向性 C D 六 气体的压强 1 气体分子运动的特点是 气体分子间的作用力可忽略不计 气体无一定的体积和形状 气体分子向各个方向运动的数目相等 用分子动理论解释气体压强的产生 气体压强的微观意义 气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁而产生一个持续的均匀的压力 压强的大小跟两个因素有关 气体分子的平均动能 分子的密集程度 下一页 上一页 返回 例12 对于一定质量的气体 下列有关气体的压强 体积 温度之间关系的说法正确的是 如果保持气体的体积不变 那么温度升高 压强减小 如果保持气体的体积不变 那么温度降低 压强增大 如果保持气体的温度不变 那么体积越小 压强越小 如果保持气体的温度不变 那么体积越小 压强越大 下一页 上一页 返回 用气体分子热运动的观点解释热现象时 可用以下两个公式解释 P n0 表示气体单位体积内的分子数 EK 表示分子的平均动能 气体的体积 压强 温度间的关系 一定质量的气