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专题十 构建物理模型 巧解热学估算题 构建物理模型 巧解热学估算题物理估算题一般是指依据一定的物理概念和规律 运用物理方法和近似计算方法 对所求物理量的数量级或物理量的取值范围 进行大致的 合理的推算 其特点是在 理 不在 数 它要求考生在分析和解决问题时 要善于抓住事物的本质特征和影响事物发展的主要因素 忽略次要因素 从而使问题得到简捷的解决 迅速获得合理的结果 而与之相对应的方法称为估算法 解答估算题的基本方法是 一 估算中涉及到的主要物理量阿伏加德罗常数是联系宏观量 如物体的质量m 体积v 密度 等 和微观量 如分子的质量m0 体积v0 直径d等 的桥梁 在热学估算中除阿伏加德罗常数na外 经常涉及的宏观量有 物体的质量m 体积v 密度 物质的摩尔质量m 摩尔体积v等 经常估算的微观量有 分子质量m0 分子体积v0 分子所占空间体积v0 分子直径d 相邻分子间距离l等 最常用的是阿伏加德罗常数na 物质的摩尔质量m 物质的密度 二 估算中常用的两种模型估算中常用的分子模型有两种 即 球体模型 将分子看成小球 小立方体模型 将分子看成小立方体 用两种不同模型计算的结果 数值上有差异但数量级不变 一般估算分子直径常用球体模型 估算分子间距离常用小立方体模型 三 估算中应注意的问题由于气体分子间的距离远大于分子本身的大小 所以应注意区分 分子体积 分子所占空间的体积 对于固体 液体 分子间距离很小 可认为分子是一个挨一个紧密排列的 估算的是分子体积 对于气体只能够估算分子所占空间的体积 例题 已知金刚石的密度为 3 5 103kg m3 现有体积为v 4 10 8m3的一小块金刚石 它含有多少个碳原子 假如金刚石的碳原子是紧密地挨在一起 试估算碳原子的直径 保留两位有效数字 解析 这块金刚石的质量为 m v 3 5 103 4 10 8kg 1 4 10 4kg它含有的碳原子的个数为 n 6 02 1023个 7 0 1021个 则一个碳原子的体积约为 v0 m3 5 7 10
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