高考物理大一轮复习 第13单元 热学 第33讲 固体、液体、气体的性质 热力学定律课件.ppt

教材知识梳理 考点互动探究 教师备用习题 一 固体和液体1 固体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 晶体中原子 或分子 离子 按照一定的规则排列 具有空间上的性 3 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 4 液晶 具有液体的性 具有晶体的光学各向性 非晶体 多晶体 周期 收缩 流动 异 二 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 气体分子所能到达空间的体积 即气体所充满的容器的容积 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为t t k 气体分子的平均动能 分子 分子平均动能 273 15 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 气体分子之间的相互作用力十分微弱 可忽略不计 2 大量分子的热运动速率分布表现为 的统计规律 3 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 10 中间多 两头少 平均速率 反 正 正 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 在压强不太大 温度不太低时 实际气体可以看作理想气体 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 三 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w加上物体从外界吸收的热量q等于物体的增量 表达式为 u 2 热力学第二定律 1 内容 不可能使热量由温物体传递到温物体 而不引起其他变化 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 2 微观意义 一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性的方向进行 3 热力学第三定律 热力学零度不可能达到 内能 w q 低 高 单一 做功 增大 四 物体的内能1 能量守恒定律 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 在转化或转移的过程中 能量的总量 2 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 凭空产生 凭空消失 一个物体 另一个物体 保持不变 能量守恒定律 热力学第二定律 考点一固体和液体的性质 考向一固体的性质 规律总结 1 单晶体具有各向异性 但不是在各种物理性质上都表现出各向异性 2 只要是具有各向异性的物体必定是晶体 且是单晶体 3 只要是具有确定熔点的物体必定是晶体 反之 必是非晶体 4 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 考向二液体的性质 规律总结 1 表面张力的形成原因 表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大 分子间的相互作用力表现为引力 2 表面张力的方向 和液面相切 垂直于这部分液面的分界线 3 表面张力的效果 表面张力使液体表面具有收缩趋势 使液体表面积趋于最小 而在体积相同的条件下 球形的表面积最小 考向三饱和汽压和湿度的理解 规律总结 1 饱和汽压跟液体的种类有关 在相同的温度下 不同液体的饱和汽压一般是不同的 2 饱和汽压跟温度有关 饱和汽压随温度的升高而增大 3 饱和汽压跟体积无关 在温度不变的情况下 饱和汽压不随体积的变化而变化 考点二气体实验定律和气体压强的微观解释 2 利用气体实验定律解决问题的基本思路 考向一玻意耳定律 考向二查理定律 考向三盖 吕萨克定律 考点三气体实验定律的图像问题 1 利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量 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 在图33 3甲中 虚线为等容线 a b分别是虚线与t2 t1两条等温线的交点 可以认为从b状态通过等容升压到a状态 温度必然升高 所以t2 t1 图33 3又如图乙所示 a b两点的温度相等 从b状态到a状态压强增大 体积一定减小 所以v2 v1 方法总结 气体状态变化的图像的应用技巧 1 明确点 线的物理意义 求解气体状态变化的图像问题 应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态 它对应着三个状态参量 图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程 2 明确斜率的物理意义 在v t图像 或p t图像 中 比较两个状态的压强 或体积 大小 可以比较表示这两个状态的点与原点连线的斜率的大小 其规律是 斜率越大 压强 或体积 越小 斜率越小 压强 或体积 越大 考点四理想气体状态方程的求解 1 理想气体 1 宏观上 理想气体是指在任何条件下始终遵循气体实验定律的气体 实际气体在压强不太大 温度不太低的条件下 可视为理想气体 2 微观上 理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力 分子本身没有体积 即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间 方法总结 对于两部分气体的问题 一定要找好两部分气体之间的关系 比如压强关系 体积关系等 分别找出两部分气体的初 末状态的压强 体积和温度 根据理想气体状态方程列式求解 考点五热力学定律的理解与应用 考向一热力学第一定律的理解和应用 1 改变内能的两种方式的比较 2 温度 内能 热量 功的比较 3 对公式 u q w符号的规定 4 几种特殊情况 1 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量 2 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量 3 若过程的初 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 规律总结 1 做功情况看气体的体积 体积增大 气体对外做功 w为负 体积缩小 外界对气体做功 w为正 2 如果研究对象是理想气体 由于理想气体没有分子势能 所以当它的内能变化时 主要体现在分子平均动能的变化上 从宏观上看就是温度发生了变化 考向二热力学第二定律的理解和应用 1 对热力学第二定律的理解 1 自发地 说明了热传递等热力学宏观现象的方向性 不需要借助外界提供能量的帮助 2 不产生其他影响 的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成 对周围环境不产生热力学方面的影响 如吸热 放热 做功等 2 热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述 都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性