高考物理一轮复习课件 第12单元热学课件 （广东专版）.ppt

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2 本单元建议安排8课时 第49讲 第50讲 第51讲 单元训练各2课时 第49讲 分子动理论内能用油膜法估测分子的大小 第49讲分子动理论内能用油膜法估测分子的大小 第49讲 编读互动 1 本讲要求了解分子动理论的基本观点 知道其实验依据 理解阿伏加德罗常数的意义 了解分子运动所遵循的统计规律 理解有关内能的概念 温度是分子平均动能标志的意义 复习重点是分子动理论的基本观点 利用阿伏加德罗常数估算分子的大小和数目以及油膜法测分子直径等题目的求解 2 本讲教学可以按下面的思路安排 1 通过例1和变式题掌握如何通过阿伏加德罗常数建立微观量和宏观量间的联系 第49讲 编读互动 2 通过例2和变式题掌握分子间距变化 分子力做功和分子势能变化的关系 3 通过例3和变式题掌握利用单分子油膜实验估测分子直径的一般方法 4 通过例4及变式题了解气体分子速度的分布特点 第49讲 考点自主梳理 知识点一分子动理论1 物体是由大量分子组成的 1 分子直径大小的数量级为 m 2 一般分子质量的数量级为 kg 3 阿伏加德罗常数na 1mol的任何物质所含的粒子数 na mol 1 2 分子永不停息地做无规则热运动 1 扩散现象 相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象 温度越 扩散越快 10 10 10 26 6 02 1023 高 第49讲 考点自主梳理 2 布朗运动 在显微镜下看到的悬浮在液体中的颗粒的永不停息的无规则运动 布朗运动反映了 的无规则运动 颗粒越 运动越明显 温度越 运动越剧烈 3 热运动 永不停息的无规则运动 3 分子间存在着相互作用力 1 分子间同时存在着 和 实际表现的分子力是它们的 2 引力和斥力都随着距离的增大而 但分子间距变化相等时斥力比引力变化得 3 分子间的作用力随分子间距离r变化的关系如图49 1所示 液体分子 小 高 分子 引力 斥力 合力 减小 快 第49讲 考点自主梳理 当r r0时 表现为 r r0时 分子力为 r0 r 10r0时 表现为 r 10r0时 分子力变得十分微弱 可可忽略不计 知识点二物体的内能1 分子的平均动能 物体内所有分子动能的平均值 是分子平均动能的标志 物体温度升高 表明它分子热运动的 增大 2 分子势能 与分子 有关 分子势能的大小随分子间距的变化曲线如图49 2所示 规定分子间距无穷远时分子势能为零 斥力 零 引力 温度 平均动能 间距 第49讲 考点自主梳理 3 物体的内能 物体中所有分子热运动的 与 的总和 物体的内能跟物体的 及物体的 数都有关系 知识点三用油膜法估测分子的大小1 实验目的 估测油酸分子的大小 了解间距测量微观量的原理 方法2 实验原理 如图49 3所示 将油酸滴在水面上 让油酸尽可能散开 可认为油酸在水面上形成 油膜层 如果把分子看作 单分子油膜一层的厚度就可以看作油酸分子的直径 测出油酸滴的体积v和油膜的面积s 就可以算出分子的直径d 分子动能 分子势能 温度 体积 摩尔 或分子 单分子 球形 第49讲 考向互动探究 探究考向一阿伏伽德罗常数的应用1 宏观量与微观量及相互关系阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁 微观量包括分子体积v0 分子平均占据的空间 分子直径d 分子质量m0 一定量物质内的分子数n 宏观量包括物质的体积为v 物质的质量为m 物质的密度 摩尔体积vmol 摩尔质量m等 它们之间的关系 第49讲 考向互动探究 第49讲 考向互动探究 第49讲 考向互动探究 bc 第49讲 考向互动探究 解析 气体的体积是指气体所充满的容器的容积 它不等于气体分子个数与每个气体分子体积的乘积 所以a d错 由质量 体积 密度关系可推知b c正确 第49讲 考向互动探究 变式题从下列各组物理量可以算出氧气的摩尔质量的是 a 氧气的密度和阿伏加德罗常数b 氧气分子的体积和阿伏加德罗常数c 氧气分子的质量和阿伏加德罗常数d 氧气分子的体积和氧气分子的质量 c 第49讲 考向互动探究 解析 氧气的摩尔质量m 氧气分子的质量m和阿伏加德罗常数na的关系是 m na m 故c选项正确 第49讲 考向互动探究 探究考向二分子动理论的应用1 扩散现象 布朗运动与热运动比较布朗运动是无规则运动的液体分子对小颗粒撞击力的不平衡引起的 它虽然不是分子的运动 却反映分子做无规则的热运动 扩散现象是分子的运动 可以发生在固 液 气各态 温度越高 扩散现象越明显 温度越高 布朗运动和扩散现象都越来越激烈 2 分子动能 分子势能 内能 机械能的比较 第49讲 考向互动探究 第49讲 考向互动探究 例2 2010 全国卷 双选 如图49 4所示为两分子系统的势能ep与两分子间距离r的关系曲线 下列说法正确的是 a 当r大于r1时 分子间的作用力表现为引力b 当r小于r1时 分子间的作用力表现为斥力c 当r等于r2时 分子间的作用力为零d 在r由r1变到r2的过程中 分子间的作用力做负功 bc 第49讲 考向互动探究 解析 分子间距等于r0时分子势能最小 即r0 r2 当r小于r1时分子力表现为斥力 当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力 当r大于r2时分子力表现为引力 a错误 b c正确 在r由r1变到r2的过程中 分子斥力做正功 分子势能减小 d错误 第49讲 考向互动探究 点评 对曲线上r r2处的分子势能的理解是解题的关键点 由于图象中ep的正 负表示分子势能的大小 所以r r2处是分子势能最小的位置 也是分子力为零的位置 即平衡位置 此图象虽然与分子力f与分子间距离r的关系图象形状相似 但意义不同 如图所示为分子力f随分子间距离r变化的图象 分子力最小的位置是r r1处而不是r r2处 f r图中 f的正负表示力的方向而不表示大小 第49讲 考向互动探究 变式题 2011 四川卷 气体能够充满密闭容器 说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外 a 气体分子可以做布朗运动b 气体分子的动能都一样大c 相互作用力十分微弱 气体分子可以自由运动d 相互作用力十分微弱 气体分子间的距离都一样大 c 第49讲 考向互动探究 解析 布朗运动是指悬浮在液体或气体中小颗粒的运动 不是分子的运动 选项a错误 大量气体分子的速率按一定规律分布 呈 中间多 两头少 的分布规律 气体分子的动能不都一样大 选项b错误 气体分子是由大量分子组成的 分子之间相距较远 除了相互碰撞或者碰撞器壁外 它们之间的相互作用力十分微弱 可以在空间自由移动 能够充满它所能达到的空间 选项c正确 选项d错误 第49讲 考向互动探究 第49讲 考向互动探究 将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板取下放在坐标格纸上 以边长为1cm的方格为单位 数出轮廓内正方形的格数 不足半格的舍去 超过半格的计为1格 计算出油膜的面积s 2 注意事项 1 在水面上撒石膏粉时 注意不要触动浅盘中的水 撒石膏粉的目的是使油膜的轮廓更清晰 2 油酸在水面上形成油膜时先扩散后收缩 要在稳定后再画轮廓 扩散后又收缩的原因有两个 一是水面受油酸滴冲击凹陷后又恢复 二是酒精挥发后 油膜回缩 3 在有机玻璃板上描绘油酸薄膜轮廓时动作要轻捷而迅速 视线要始终与玻璃垂直 第49讲 考向互动探究 3 误差分析 1 油酸酒精溶液配制后长时间放置 溶液的浓度容易改变 会给实验带来较大误差 2 利用小格子数计算轮廓面积时 轮廓的不规则性容易带来计算误差 3 测量量筒内溶液增加1ml的滴数时 注意正确的观察方法 俯视或仰视会给实验带来较大的误差 4 油膜形状的画线误差 第49讲 考向互动探究 例3 2011 全国卷 在 油膜法估测油酸分子的大小 实验中 有下列实验步骤 往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水 待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上 待薄膜形状稳定 将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上 计算出油膜的面积 根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中 记下量筒内每增加一定体积时的滴数 由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积 第49讲 考向互动探究 将玻璃板放在浅盘上 然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 完成下列填空 1 上述步骤中 正确的顺序是 填写步骤前面的数字 2 将1cm3的油酸溶于酒精 制成300cm3的油酸酒精溶液 测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴 现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上 测得所形成的油膜的面积是0 13m2 由此估算出油酸分子的直径为 m 结果保留1位有效数字 5 10 10 第49讲 考向互动探究 建议点拨 油酸酒精溶液滴入水中 酒精溶入水中 当水面面积足够大时 油酸在水面上散开形成单分子油膜 油膜的厚度等于分子直径 本题常见的错误是将油酸酒精溶液的体积视为油膜的体积 或运算过程中各物理量的单位不统一 为避免失误 应认真审题 弄清溶质和溶剂的关系 同时 分子直径的数量级10 10m是检测运算结果的有效方法 第49讲 考向互动探究 第49讲 考向互动探究 答案 1 101m2 第49讲 考向互动探究 第49讲 考向互动探究 探究考向四气体分子速率分布特点1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律 后来有许多实验验证了这一规律 若以横坐标v表示分子速率 以纵坐标f v 表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比 可画出气体分子速率的分布图线如图49 5所示 即 气体分子的速率都呈 中间多 两头少 的分布 1 速率特别大和特别小的分子数的比率非常小 2 在某一速率附近的分子数的比率最大 3 改变气体的种类或气体的温度时 上述分布情况有所差别 但都具有以上特点 温度升高时 速率较大的分子数将增多 图形的峰值将向右移动 第49讲 考向互动探究 例4图49 6是氧气分子在0 和100 下的速率分布图线 由图可知 a 随着温度升高 氧气分子的平均速率变小b 随着温度升高 每一个氧气分子的速率都增大c 随着温度升高 氧气分子中速率小的分子所占比例高d 同一温度下 氧气分子速率分布呈现 中间多 两头少 的规律 d 第49讲 考向互动探究 解析 温度升高 氧气分子的平均速率应变大 a错 热力学规律是一个统计规律 不适用于每个分子 分子平均速率增大 但就各个分子而言 有的分子速率增大 有的分子速率减小 b错 随着温度升高 因氧气分子的平均速率增大 故氧气分子中速率小的分子所占比例应减小 c错 同一温度下 氧气分子速率分布应呈现正态分布 d对 点评 气体分子速率分布是一种正态分布 这是一种统计规律 是对大量分子而言的 对少数分子而言 这一规律是不成立的 第49讲 考向互动探究 变式题 2011 上海卷 某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图49 7所示 图中f v 表示v处单位速率区间内的分子数百分率 所对应的温度分别为t t t 则 a t t t b t t t c t t t t d t t t b 第49讲 考向互动探究 解析 温度升高 气体分子的平均速率增大 气体分子中速率小的分子所占比例应减小 而速率大的分子所占的比例将增大 故t t t 第49讲 备用习题 1 已知金刚石的密度为3 5 103kg m3 某切割机刀口上有体积为4 0 10 8m3的一块金刚石 求这块金刚石中含有的碳原子个数并估算碳原子的直径 答案 7 0 1021个2 2 10 10m 第49讲 备用习题 备选理由 考查根据阿伏伽德罗常数估算微观量的解题方法 第49讲 备用习题 2 2011 承德模拟 利用油膜法估测油酸分子直径的大小 实验器材有 浓度为0 05 体积分数 的油酸酒精溶液 最小刻度为0 1ml的量筒 盛有适量清水的45 50cm2浅盘 痱子粉 橡皮头滴管 玻璃板 彩笔 坐标纸 1 下面是实验步骤 试填写所缺的步骤c a 用滴管将浓度为0 05 的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中 记下滴入1ml酒精油酸溶液时的滴数n b 将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上 用滴管吸取浓度为0 05 的油酸酒精溶液 从低处向水面中央一滴一滴地滴入 直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止 记下滴入的滴数n 第49讲 备用习题 c d 将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上 以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位 计算轮廓内正方形的个数 算出油酸薄膜的面积scm2 2 用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径为 cm 第49讲 备用习题 备选理由 考查油膜法测分子大小的实验操作方法及数据处理方法 第50讲 固体 液体 气体的性质 第50讲固体 液体 气体的性质 第50讲 编读互动 1 本讲要求能应用分子动理论和物质微观结构的观点解释固体 液体 气体的有关问题 了解固体 液体的基本性质 知道固体 液体的微观结构 能够解释有关固体 液体的某些性质和现象 气体的性质部分要掌握分析气体的状态参量 应用气体实验定律和气体状态方程的解决状态变化问题的方法 这是本讲的重点 第50讲 编读互动 2 本讲教学可以按下面的思路安排 1 通过例1及变式了解晶体的特点和应用 并会区别晶体和非晶体 2 通过例2及变式掌握三个气体实验定律的微观解释 特别要明确压强的决定因素 3 通过例3及变式使学生理解气体实验定律 能够用图像分析气体的物态变化 第50讲 考点自主梳理 知识点一固体1 自然界中的固态物质可以分为晶体和 两种 晶体又分为单晶体和 2 晶体的微观结构 晶体的形状和物理性质与非晶体不同 是因为在各种晶体中 原子 或分子 离子 都是按照规则排列的 具有空间上的 性 知识点二液体1 液体的表面张力 液体的表面张力使液面具有 的趋势 表面张力跟液面相切 跟这部分液面的分界线垂直 非晶体 多晶体 周期 收缩 第50讲 考点自主梳理 2 液晶 具有液体的 性 具有晶体的光学各向 性 知识点三气体1 气体的状态参量 1 压强 气体压强是大量分子对器壁撞击的宏观表现 其决定因素有 和单位体积内的 数 2 体积 气体分子所能达到的空间的体积 即气体所充满容器的容积 3 温度 宏观上温度表示物体的冷热程度 微观上温度是 的标志 热力学温度与摄氏温度的关系 t t k 流动 异 温度 分子 分子平均动能 273 第50讲 考点自主梳理 2 气体分子运动的特点 1 气体分子之间的距离大约是分子直径的 倍左右 气体分子之间的相互作用力十分微弱 可忽略不计 2 气体分子向各个方向运动的机会均等 3 大量分子的热运动速率分布表现为 的统计规律 4 温度一定时 某种气体分子速率分布是确定的 平均速率是确定的 温度升高时 气体分子的 增大 但并非每个分子的速率都增大 3 气体实验定律 10 中间多 两头少 平均速率 第50讲 考点自主梳理 反比 正比 正比 p1v1 p2v2 第50讲 考点自主梳理 4 理想气体状态方程 1 理想气体 把在任何温度 任何压强下都遵从 的气体称为理想气体 在压强不太高 温度不太低时 实际气体可以看做理想气体 理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用 一定质量的某种理想气体的内能仅由 决定 2 理想气体状态方程 质量一定的理想气体 气体实验定律 温度 第50讲 考向互动探究 第50讲 考向互动探究 第50讲 考向互动探究 2 晶体的各向异性及其微观解释如图50 1所示 这是在一个平面上晶体物质微粒的排列情况 从图上可以看出 在沿不同方向所画的等长直线ab ac ad上物质微粒的数目不同 直线ab上物质微粒较多 直线ad上较少 直线ac上更少 正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同 才引起晶体的不同方向上物理性质的不同 注意 晶体具有各向异性 并不是说每一种晶体都能在各种物理性质上都表现出各向异性 例如云母 石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性 沿不同方向传热的快慢不同 方铅矿晶体在导电性上表现出显著的各向异性 沿不同方向电阻率不同 第50讲 考向互动探究 立方形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性 沿不同方向的弹性不同 方解石晶体在光的折射上表现出各向异性 沿不同方向的折射率不同 第50讲 考向互动探究 例1 2010 课标全国卷 双选 关于晶体和非晶体 下列说法正确的是 a 金刚石 食盐 玻璃和水晶都是晶体b 晶体的分子 或原子 离子 排列是有规则的c 单晶体和多晶体有固定的熔点 非晶体没有固定的熔点d 单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的 非晶体是各向同性的 bc 第50讲 考向互动探究 解析 金刚石 食盐 和水晶都是晶体 而玻璃是非晶体 选项a错误 晶体的分子的排列是有规律的 选项b正确 晶体具有固定熔点 非晶体没有固定的熔点 选项c正确 单晶体各向异性 多晶体 非晶体各向同性 选项d错误 点评 判断是否是晶体的主要依据是看其是否有固定熔点 判断是否是单晶体的主要依据是其物理性质是否各向异性 特别要注意的是各向同性只能说明其不是单晶体 但不能判断其是多晶体还是非晶体 与晶体相关的命题主要集中在判断该物质是否是晶体 非晶体和多晶体及分析其特性上 解决此类命题的关键是对晶体和非晶体定义的理解 第50讲 考向互动探究 变式题 2011 福建卷 如图50 2所示 曲线m n分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程 图中横轴表示时间t 纵轴表示温度t 从图中可以确定的是 a 晶体和非晶体均存在固定的熔点t0b 曲线m的bc段表示固液共存状态c 曲线m的ab段 曲线n的ef段均表示固态d 曲线m的cd段 曲线n的fg段均表示液态 b 第50讲 考向互动探究 解析 晶体有固定熔点 非晶体没有固定熔点 选项a错误 水平的一段bc所对的纵坐标就是该晶体的熔点 在这一段既有固态的晶体 也有液态的晶体 即处于固液共存状态 选项b正确 ab段表示晶体处于固态 cd段表示晶体处于液态 但由于非晶体没有固定熔点 无法确定ef fg处于什么状态 选项c d错误 第50讲 考向互动探究 第50讲 考向互动探究 饱和汽 与液体处于动态平衡的蒸汽 未饱和汽 没有达到饱和状态的蒸汽 2 饱和汽压 定义 饱和汽所具有的压强 特点 液体的饱和汽压与温度有关 温度越高 饱和汽压越大 且饱和汽压与饱和汽的体积无关 3 湿度 定义 空气的干湿程度 描述湿度的物理量a 绝对湿度 空气中所含水蒸气的压强 b 相对湿度 空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压之比 第50讲 考向互动探究 例2 2011 山东卷 双选 人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程 以下说法正确的是 a 液晶的分子势能与体积有关b 晶体的物理性质都是各向异性的c 温度升高 每个分子的动能都增大d 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 ad 第50讲 考向互动探究 解析 物体的分子势能均与体积有关 a对 即使是单晶体也只有某些物理性质是各向异性 而多晶体的物理性质是各向同性 b错 温度升高 分子的平均动能增大 但不是每个分子的动能都增大 c错 由于液体的表面张力作用才使露珠呈球状 d对 点评 对液体的性质这部分内容 复习时要侧重于理解 要能够区分晶体与液晶 知道表面张力的含义 下面的变式题则是考查对空气湿度这一概念的理解 对广东考生而言 湿度这一概念与我们的生活密切联系 所以要对这一概念加以理解 第50讲 考向互动探究 变式题关于空气湿度 下列说法正确的是 a 当人们感到潮湿时 空气的绝对湿度一定较大b 当人们感到干燥时 空气的相对湿度一定较小c 空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示d 空气的相对湿度定义为水的饱和蒸气压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比 bc 解析 相对湿度是水蒸气的实际压强与同温度下饱和汽压的比 第50讲 考向互动探究 第50讲 考向互动探究 第50讲 考向互动探究 利用垂直于坐标轴的辅助线可分析同质量 不同温度的两条等温线 不同体积的两条等容线 不同压强的两条等压线的关系 例如图50 4中a b是辅助线与两条等容线的交点 可以认为从b状态通过等温升压到a状态 体积必然减小 所以所以v1 v2 第50讲 考向互动探究 例3 2010 广东卷 如图50 5所示 某种自动洗衣机进水时 与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气 通过压力传感器感知管中的空气压力 从而控制进水量 设温度不变 洗衣缸内水位升高 则细管中被封闭的空气 a 体积不变 压强变小b 体积变小 压强变大c 体积不变 压强变大d 体积变小 压强变小 b 第50讲 考向互动探究 主编剖析 热学知识知识在高考中所占的比例约8 考试要求只在知道 了解的层面 本题就只考查了对玻意耳定律的理解 需要能够用该定律去分析一些实际问题 在复习这一内容时切忌找难 偏 繁的试题来训练 第50讲 考向互动探究 解析 由连通器原理知 同一水平面处液体的压强相同 故p水 p0 p气 p0为大气压 p水增大 则p气增大 由玻意耳定律知 温度不变时 压强增大 则体积减小 b项正确 第50讲 考向互动探究 变式题 2010 江苏卷 为了将空气装入气瓶内 现将一定质量的空气等温压缩 空气可视为理想气体 如图50 6所示的图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积v关系的是 b 第50讲 考向互动探究 第50讲 备用习题 1 关于液晶 下列说法中正确的是 a 液晶是一种晶体b 液晶分子的空间排列是稳定的 具有各向异性c 液晶的光学性质随温度的变化而变化d 液晶的光学性质不随温度的变化而变化 c 第50讲 备用习题 解析 c液晶的微观结构介于晶体和液体之间 虽然液晶分子在特定的方向排列比较整齐 具有各向异性 但分子的排列是不稳定的 所以a b错误 外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化 从而改变液晶的某些性质 如温度 压力 外加电压等因素的变化 都会引起液晶光学性质的变化 备选理由 考查液晶的概念 结构和特性 第50讲 备用习题 2 双选 由饱和汽和饱和汽压的概念 选出下列结论中哪些是正确的 a 饱和汽和液体之间的动态平衡 是指汽化和液化同时进行的过程中 且进行的速率相等b 一定温度饱和汽的密度为一定值 温度升高 饱和汽的密度增大c 一定温度下的饱和汽压 随饱和汽的体积增大而增大d 饱和汽压跟绝对温度成正比 ab 第50讲 备用习题 解析 ab由动态平衡概念可知选项a正确 在一定温度下 饱和汽的密度是一定的 它随着温度升高而增大 故选项b正确 一定温度下的饱和汽压与体积无关 选项c错误 饱和汽压随温度升高而增大 原因是 温度升高时 饱和汽的密度增大 温度升高时 气体分子平均速率增大 理想气体状态方程不适用于饱和汽 饱和汽压和绝对温度的关系不成正比 饱和汽压随温度的升高增大得比线性关系更快 选项d错误 备选理由 考查饱和蒸汽压的概念 第51讲 热力学定律及能量守恒 第51讲热力学定律及能量守恒 第51讲 编读互动 1 本讲复习的重点是热力学第一定律 高考对本讲内容的考题主要集中在物体内能改变的分析 利用热力学第一定律分析系统内能的变化 利用能量守恒解决实际问题 气体的状态参量变化与内能改变的关系 利用热力学第二定律研究热现象的方向性等内容上 2 本讲教学可以按下面的思路安排 1 复习本讲时 应着重注意 知道做功和热传递是改变内能的两个途径 第51讲 编读互动 弄清分子平均动能与温度关系 分子势能的变化与分子间距关系 内能改变与做功和热传递的关系 理解能量转化与守恒定律 热力学第一定律 热力学第二定律 了解第一类永动机 第二类永动机 2 通过例1及变式加深对热力学第一定律的理解 能够进行做功 热传递和内能改变的数值计算 3 通过例2及变式研究热力学第一定律与气体实验定律和理想气体状态方程的综合问题 4 通过例3及变式理解热力学第二定律 深刻体会热现象的方向性问题 第51讲 考点自主梳理 知识点一热力学定律1 热力学第一定律一般情况下 如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程 那么外界对物体所做的功加上物体从外界吸收的热量等于物体 的增加 表达式 u 2 热力学第二定律 1 不可能使热量由 温物体传递到 温物体 而不引起其他变化 内能 w q 低 高 第51讲 考点自主梳理 2 不可能从 热源吸收热量并把它全部用来对外 而不引起其他变化 3 射线 射线是能量很高的 波长很短 在10 10m以下 它的电离作用更小 穿透能力 3 热力学零度不可能达到 知识点二能量转化和守恒定律1 能量转化和守恒定律能量既不会 也不会 它只能从一种形式转化为另一种形式 或者从 转移到 在能的转化或转移的过程中其总量 单一 做功 大 大 创造 消失 一个物体 另一个物体 保持不变 第51讲 考点自主梳理 2 两类永动机第一类永动机是不可能制成的 因为它违反了 第二类永动机也是不可能制成的 因为它违反了 能的转化和守恒定律 热力学第二定律 第51讲 考向互动探究 探究考向一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 1 做功和热传递的区别 热传递是指内能在物体之间转移 由高温物体转移到低温物体 做功过程中 其他形式的能与内能相互转化 做功和热传递都能改变物体的内能 效果相同 2 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 物体的内能发生变化时 才有吸收或放出热量的说法 因此不能说一个系统含有多少热量 第51讲 考向互动探究 第51讲 考向互动探究 例1 2010 重庆卷 给旱区送水的消防车停于水平地面 在缓慢放水过程中 若车胎不漏气 胎内气体温度不变 不计分子间势能 则胎内气体 a 从外界吸热b 对外界做负功c 分子平均动能减少d 内能增加 a 第51讲 考向互动探究 解析 在缓慢放水的过程中 气体的体积增加 对外界做正功 b错 温度不变 即内能保持不变 d错 根据热力学第一定律 u w q 得气体要从外界吸收热量 a对 温度是气体分子平均动能的标志 温度不变则分子平均动能不变 c错 点评 例1的情境源于生活 很好地体现了 从生活走向物理 从物理走向生活 这一学习物理的宗旨和新课程理念 解决此类问题的关键还是从热力学第一定律入手 抓住理想气体内能只与温度有关的特点进行处理 第51讲 考向互动探究 变式题 双选 对于一定量的理想气体 下列说法正确的是 a 若气体的压强和体积都不变 其内能也一定不变b 若气体的内能不变 其状态也一定不变c 若气体的温度随时间不断升高 其压强也一定不断增大d 当气体温度升高时 气体的内能一定增大 ad 第51讲 考向互动探究 解析 理想气体内能只与温度有关 当气体温度升高时 气体的内能一定增大 d正确 若气体的压强和体积都不变 其温度一定不变 内能不变 选项a正确 若气体的内能不变 则温度一定不变 但压强和体积都有可能变化 选项b错误 当气体的温度升高时 其体积变化情况未知 压强可能增大 可能不变 也可能减小 选项c错误 第51讲 考向互动探究 第51讲 考向互动探究 第51讲 考向互动探究 例2 2011 广州一模 双选 一定质量的理想气体由状态a变化到状态b 压强随体积变化的关系如图51 1所示 这个过程 a 气体的密度一直变小b 气体的温度一直降低c 气体一直对外界做功d 气体一直向外界放热 ac 第51讲 考向互动探究 技巧点拨 本题先分析图象 理想气体由状态a变化到状态b是等压变化 利用盖 吕萨克定律可知 体积增大则温度升高 而理想气体的内能只与温度有关 说明内能增加 再利用热力学第一定律即可知ac正确 第51讲 考向互动探究 解析 理想气体由状态a变化到状态b 体积增大 密度必然减小 a正确 由等温曲线图特点可知 气体温度升高 气体对外做功 b错误 c正确 根据热力学第一定律 w 0 e 0 则q 0 即气体要从外界吸热 故d错误 第51讲 考向互动探究 变式题 2010 福建卷 如图51 2所示 一定质量的理想气体密封在绝热 即与外界不发生热交换 容器中 容器内装有一可以活动的绝热活塞 今对活塞施以一竖直向下的压力f 使活塞缓慢向下移动一段距离后 气体的体积减小 若忽略活塞与容器壁间的摩擦力 则被密封的气体 a 温度升高 压强增大 内能减少b 温度降低 压强增大 内能减少c 温度升高 压强增大 内能增加d 温度降低 压强减小 内能增加 c 第51讲 考向互动探究 第51讲 考向互动探究 第51讲 考向互动探究 第51讲 考向互动探究 第51讲 考向互动探究 例3如图51 3所示为电冰箱的工作原理示意图 压缩机工作时 强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环 在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量 经过冷凝器时制冷剂液化 放出热量到箱体外 1 下列说法正确的是 a 热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外b 电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界 是因为其消耗了电能c 电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律d 电冰箱的工作原理违反热力学第二定律 bc 第