高中物理选修 热学

1、 考考 点点 点点 击击 1.分子动理论的基本观点和实验依据分子动理论的基本观点和实验依据 2.阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数 3.气体分子运动速率的统计分布气体分子运动速率的统计分布 4.温度的微观解释、内能温度的微观解释、内能 5.气体实验定律气体实验定律 6.理想气体理想气体 7.热力学第一定律热力学第一定律 8.能量守恒定律能量守恒定律 9.热力学第二定律热力学第二定律 10.实验：用油膜法估测分子的大小实验：用油膜法估测分子的大小 考考 情情 播播 报报 1.考查阿伏加德罗常数的意义及分子大小、分子质考查阿伏加德罗常数的意义及分子大小、分子质 量、分子数目等微观量的估算量、分子数目等微

2、观量的估算 2.考查分子的平均动能、热运动和布朗运动考查分子的平均动能、热运动和布朗运动 3.气体实验定律及理想气体概念的理解气体实验定律及理想气体概念的理解 4.热力学第一定律与气体状态变化关系的综合考查热力学第一定律与气体状态变化关系的综合考查 5.能量守恒与热力学定律的综合运用能量守恒与热力学定律的综合运用 6.考查用油膜法估测分子直径大小的原理、操作方法考查用油膜法估测分子直径大小的原理、操作方法 和数据处理和数据处理. 本部分概念、规律繁多，但要求较低，考纲对给定的本部分概念、规律繁多，但要求较低，考纲对给定的 知识点全部是知识点全部是级要求因此，在复习时应注意以下几个级要求因此，在

3、复习时应注意以下几个 方面：方面： 1加强对基本概念和基本规律的理解强化概念和规律加强对基本概念和基本规律的理解强化概念和规律 的记忆，明确以分子动理论、热力学定律和能量守恒定的记忆，明确以分子动理论、热力学定律和能量守恒定 律为核心的热学规律；律为核心的热学规律； 2理解以温度、内能和压强为主体的热学概念要能从理解以温度、内能和压强为主体的热学概念要能从 微观角度、从分子动理论的观点来认识热现象和气体微观角度、从分子动理论的观点来认识热现象和气体 压强的产生；能利用阿伏加德罗常数来联系宏观和微压强的产生；能利用阿伏加德罗常数来联系宏观和微 观在数量上的关系；观在数量上的关系； 3能熟练运用热

4、力学第一、第二定律和能量守恒定律分能熟练运用热力学第一、第二定律和能量守恒定律分 析及讨论物体内能的变化析及讨论物体内能的变化. 一、分子动理论一、分子动理论 1物体是由大量分子组成的物体是由大量分子组成的 (1)分子模型：主要有两种模型，固体与液体分子通常用分子模型：主要有两种模型，固体与液体分子通常用 球模型，气体分子通常用立方体模型球模型，气体分子通常用立方体模型 (2)分子的大小分子的大小 分子直径：数量级是分子直径：数量级是 ； 分子质量：数量级是分子质量：数量级是 ； 测量方法：测量方法： 1027kg10 26kg 油膜法油膜法 10 10 m (3)阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数

5、 1 mol的任何物质都含有的任何物质都含有 的粒子数，的粒子数，na mol 1. 阿伏加德罗常数是联系阿伏加德罗常数是联系 物理量和物理量和 物理量物理量 的的 桥梁桥梁 6.021023 微观微观宏观宏观 相同相同 2分子的热运动分子的热运动 (1)扩散现象扩散现象 定义：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现定义：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现 象扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明象扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明 实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反 应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生

6、的应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的 (2)布朗运动布朗运动 定义：在显微镜下看到的悬浮在液体中的微粒的永不停定义：在显微镜下看到的悬浮在液体中的微粒的永不停 息的息的 运动运动 特点：微粒特点：微粒 ，温度，温度 ，布朗运动越显著，布朗运动越显著 布朗运动是由成千上万个分子组成的布朗运动是由成千上万个分子组成的“分子集团分子集团”即物即物 质微粒的运动，微粒运动的无规则性是液体质微粒的运动，微粒运动的无规则性是液体(气体气体)分子分子 的反映的反映 成因：布朗运动是由于成因：布朗运动是由于 分子不停地做无规则运动，分子不停地做无规则运动， 对微粒撞击作用的对微粒撞击作用的 性引起的由

7、于微粒做无规则运性引起的由于微粒做无规则运 动，从而间接反映了液体分子也做无规则运动动，从而间接反映了液体分子也做无规则运动 无规则无规则 越小越小越高越高 无规则运动无规则运动 液体液体 不平衡不平衡 (3)布朗运动与扩散现象的异同布朗运动与扩散现象的异同 它们都反映了分子在永不停息地做无规则运动它们都反映了分子在永不停息地做无规则运动 它们都随温度的升高而表现得更明显它们都随温度的升高而表现得更明显 布朗运动只能在液体、气体中发生，而扩散现象可布朗运动只能在液体、气体中发生，而扩散现象可 以发生在任何状态的两种物质之间以发生在任何状态的两种物质之间 3分子力分子力 分子间同时存在引力和斥力

8、，且都随分子间距离的增分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增 大而大而 ，随分子间距离的减小而，随分子间距离的减小而 ，但总是斥，但总是斥 力力 变化得较快，如图变化得较快，如图11所示所示 减小减小增大增大 (1)当当rr0时，时，f引 引 f斥 斥， ，f0； (2)当当rr0时，时，f引 引和 和f斥 斥都随距离的增大而减小，但 都随距离的增大而减小，但f斥 斥比 比f引 引减 减 小得更快，小得更快，f表现为引力；表现为引力； (4)当当r10r0(10 9m)时， 时，f引 引和 和f斥 斥都已经十分微弱，可以认为 都已经十分微弱，可以认为 分子间没有相互作用力分子间没有相互

9、作用力(f0) 二、气体分子运动速率统计规律二、气体分子运动速率统计规律 1气体分子沿各个方向运动的机会气体分子沿各个方向运动的机会(几率几率)相等相等 2大量气体分子的速率分布呈现中间多大量气体分子的速率分布呈现中间多(速率中等的分子数速率中等的分子数 目多目多)两头少两头少(速率大或小的分子数目少速率大或小的分子数目少)的规律的规律 3当温度升高时，当温度升高时，“中间多中间多”的这一的这一“高峰高峰”向速率大的一向速率大的一 方移方移 动，分子的平均速率增大，分子的热运动剧烈，因此说，动，分子的平均速率增大，分子的热运动剧烈，因此说， 温度是分子平均动能的标志温度是分子平均动能的标志 三

10、、理想气体及三个实验定律三、理想气体及三个实验定律 1理想气体理想气体 (1)宏观上讲，理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵宏观上讲，理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵 从气体实验定律的气体实际气体在压强不太大、温度不从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，可视为理想气体太低的条件下，可视为理想气体 (2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分微观上讲，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 的空间的空间 2气体的三个实验定律气体的三个实验定律

11、(1)等温变化等温变化玻意耳定律玻意耳定律 内容：一定质量的某种气体，在内容：一定质量的某种气体，在 不变的情况下，压不变的情况下，压 强与体积成强与体积成 公式：公式： 或或pvc(常量常量) 微观解释：一定质量的某种理想气体，分子的总数是一微观解释：一定质量的某种理想气体，分子的总数是一 定的，在温度保持不变时，分子的平均动能保持不变气定的，在温度保持不变时，分子的平均动能保持不变气 体的体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强就增体的体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强就增 大，反之亦然，所以气体的压强与体积成反比大，反之亦然，所以气体的压强与体积成反比 温度温度 反比反比 p1

12、v1p2v2 (2)等容变化等容变化查理定律查理定律 内容：一定质量的某种气体，在内容：一定质量的某种气体，在 不变的情况下，不变的情况下， 压强与热力学温度成压强与热力学温度成 公式：公式： (常数常数) 推论式：推论式： 微观解释：一定质量的某种理想气体，体积保持不变，微观解释：一定质量的某种理想气体，体积保持不变， 分子的密集程度保持不变当温度升高时，分子的平均动分子的密集程度保持不变当温度升高时，分子的平均动 能增大，因而气体压强增大温度降低，情况相反能增大，因而气体压强增大温度降低，情况相反 体积体积 正比正比 (3)等压变化等压变化盖盖 吕萨克定律吕萨克定律 内容：一定质量的某种气

13、体，在内容：一定质量的某种气体，在 不变的情况下，不变的情况下， 其体积与热力学温度成其体积与热力学温度成 公式：公式： (常数常数) 推论式：推论式： 微观解释：一定质量的某种理想气体，温度升高时，微观解释：一定质量的某种理想气体，温度升高时， 分子的平均动能增大要保持压强不变，只有增大气体分子的平均动能增大要保持压强不变，只有增大气体 体积，减小分子的密集程度才行体积，减小分子的密集程度才行 压强压强 正比正比 1.宏观量：物体的体积宏观量：物体的体积v、摩尔体积、摩尔体积vm、物质的质量、物质的质量m、摩、摩 尔质量尔质量m、物质的密度、物质的密度. 2微观量：分子体积微观量：分子体积v

14、0、分子直径、分子直径d、分子质量、分子质量m0. 3关系关系 (1)分子质量：分子质量：m0 . (2)分子体积：分子体积：v0 (3)物体所含的分子数：物体所含的分子数：n na na或或n na na. 1对于固体和液体，可以认为它们的分子是一个挨一个对于固体和液体，可以认为它们的分子是一个挨一个 紧密排列的，若设分子体积为紧密排列的，若设分子体积为v0，则分子的直径，则分子的直径d (球体模型球体模型)或或d (立方体模型立方体模型) 2对于气体，它们的分子间有很大的空隙，一般建立立对于气体，它们的分子间有很大的空隙，一般建立立 方体模型，求出的立方体边长是两个相邻的气体分子方体模型，

15、求出的立方体边长是两个相邻的气体分子 之间的平均距离，即之间的平均距离，即d ，v0为气体分子所占的空为气体分子所占的空 间，并非气体分子的体积间，并非气体分子的体积 1.(2008北京高考北京高考)假如全世界假如全世界60亿人同时数亿人同时数1 g水水 的分子个数，每人每小时可以数的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间个，不间 断地数，则完成任务所需时间最接近断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德阿伏加德 罗常数罗常数na取取61023 mol 1) ( ) a.10年年b1千年千年 c.10万年万年 d1千万年千万年 解析：解析：1 g水中分子的个数为水中分子的个数为 61023

16、个个 1023 个所需时间为个所需时间为 年年1.27105年，年， 最接近最接近10万年，故选万年，故选c. 答案：答案：c 1平衡状态下气体压强的求法平衡状态下气体压强的求法 (1)参考液片法：选取假想的液体薄片参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计自身重力不计)为研究为研究 对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面 积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强 (2)力平衡法：选与气体接触的液柱力平衡法：选与气体接触的液柱(或活塞或活塞)为研究对象进行为研究对象进行 受力分析，得到液

17、柱受力分析，得到液柱(或活塞或活塞)的受力平衡方程，求得气体的受力平衡方程，求得气体 的压强的压强 (3)等压面法：在连通器中，同一种液体等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断中间不间断)同一深同一深 度处压强相等度处压强相等 2加速运动系统中封闭气体压强的求法加速运动系统中封闭气体压强的求法 选与气体接触的液柱或活塞为研究对象，进行受力分析，选与气体接触的液柱或活塞为研究对象，进行受力分析， 利用牛顿第二定律列方程求解利用牛顿第二定律列方程求解 2若已知大气压强为若已知大气压强为p0，图，图12中各装置均处于静止中各装置均处于静止 状态，求被封闭气体的压强状态，求被封闭气体的压强重力加

18、速度为重力加速度为g，图，图 (1)、(2)中液体的密度为中液体的密度为，图，图(3)中活塞的质量为中活塞的质量为 m，活塞的横截面积为，活塞的横截面积为s 图图12 解析解析在图在图(1)中，选中，选b液面为研究对象，由二力平衡得液面为研究对象，由二力平衡得f 下下 f上 上，即 ，即p下 下s p上 上s(s为小试管的横截面积 为小试管的横截面积)所求气体所求气体 压强就是压强就是a液面所受压强液面所受压强pa，b液面所受向下的压强液面所受向下的压强p下 下是 是 pa加上液柱加上液柱h所产生的液体压强，由连通器原理可知所产生的液体压强，由连通器原理可知b液面液面 所受向上的压强为大气压强

19、所受向上的压强为大气压强p0，故有，故有paghp0，所以，所以 pap0gh. 在图在图(2)中，以中，以b液面为研究对象，由平衡方程液面为研究对象，由平衡方程f上 上 f下 下有 有 pasphsp0s(s为为u型管的横截面积型管的横截面积)，所以，所以pap0 gh. 在图在图(3)中，以活塞为研究对象，由平衡条件得中，以活塞为研究对象，由平衡条件得 psmgp0s 所以所以pp0 . 答案答案(1)p0gh(2)p0gh(3)p0 定律定律 变化变化 过程过程 同一气体同一气体 的两条图线的两条图线 图线特点图线特点 玻意玻意 耳定耳定 律律 等温等温 变化变化 a：在：在p v图中等

20、温线是双曲线由图中等温线是双曲线由 c知：知：t越大，越大，pv值越大，所以值越大，所以 远离原点的等温线温度高，即远离原点的等温线温度高，即t2t1. b：在：在p 图中等温线是通过原图中等温线是通过原 点的直线由点的直线由pvct得得p(ct) ， 斜率大斜率大t大，即大，即t2t1. 定律定律变化过程变化过程同一气体的两条图线同一气体的两条图线图线特点图线特点 查理查理 定律定律 等容变化等容变化 a：在：在p t图中等容线是图中等容线是 通过通过t轴上轴上273.15的直的直 线由于在同一温度线由于在同一温度(如如0 ) 下，同一气体的压强大时，下，同一气体的压强大时， 体积小，所以体

21、积小，所以v1v2. b：在：在 p t图中等容线是通过原图中等容线是通过原 点的直线由点的直线由 c得得p ( )t，可见体积，可见体积v大时大时 斜率小，所以斜率小，所以v1v2. 定律定律变化过程变化过程同一气体的两条图线同一气体的两条图线图线特点图线特点 盖盖吕吕 萨克萨克 定律定律 等压变化等压变化 a：在：在v t图中等压线图中等压线 是通过是通过t轴上轴上273.15 的直线由于在同一温的直线由于在同一温 度度(如如0 )下，同一气体下，同一气体 的体积大时压强小，所的体积大时压强小，所 以以p1p2. b：在：在v t图图 中等压线是通过原点的中等压线是通过原点的 直线，由直线

22、，由 c得得p ( )t，可见体积，可见体积v大时大时 斜率小，所以斜率小，所以p1p2. 在应用气体图象分析问题时，要看清纵、横坐标轴在应用气体图象分析问题时，要看清纵、横坐标轴 所代表的物理量及涉及温度时所采用的温标；同时还要所代表的物理量及涉及温度时所采用的温标；同时还要 注意垂直于温度轴的辅助线与两不同情况下两图象交点注意垂直于温度轴的辅助线与两不同情况下两图象交点 的意义的意义 3一定质量的理想气体，由状态一定质量的理想气体，由状态a经经b变化到变化到c，如图，如图1 3甲所示，则图乙中能正确反映出这一变化过程的甲所示，则图乙中能正确反映出这一变化过程的 是是 () 图图13 解析：

23、解析：由图甲知：由图甲知：ab过程为气体等容升温，压强增大；过程为气体等容升温，压强增大； bc过程为气体等温降压，根据玻意耳定律，体积增大，过程为气体等温降压，根据玻意耳定律，体积增大， 由此可知图由此可知图c正确正确 答案：答案：c 已知铜的摩尔质量为已知铜的摩尔质量为m(kg/mol)，铜的密度为，铜的密度为 (kg/m3)，阿伏加德罗常数为，阿伏加德罗常数为na(mol 1)下列判断错误的 下列判断错误的 是是 () a1 kg铜所含的原子数为铜所含的原子数为 b1 m3铜所含的原子数为铜所含的原子数为 c1个铜原子的质量为个铜原子的质量为 d1个铜原子的体积为个铜原子的体积为 思路点

24、拨思路点拨解答本题时应注意以下三个方面：解答本题时应注意以下三个方面： (1)由摩尔质量的定义确定由摩尔质量的定义确定1个原子的质量个原子的质量 (2)由摩尔体积的定义确定由摩尔体积的定义确定1个原子的体积个原子的体积 (3)确定某物体的原子数时，先确定其物质的量确定某物体的原子数时，先确定其物质的量 解析解析原子个数原子个数 a正确；同理正确；同理n na b错误；错误；1个铜原子质量个铜原子质量m0 (kg)，c正确；正确；1个个 铜原子体积铜原子体积v0(m3)，d正确正确 答案答案b (1)对于固体、液体和气体均可由对于固体、液体和气体均可由m 计算分子计算分子(或原子或原子) 质量质

25、量 (2)对于固体、液体和气体均可由对于固体、液体和气体均可由v0 计算平均每个分子计算平均每个分子 (或原子或原子)所占的空间，但对固体和液体来说，平均每个分子所占的空间，但对固体和液体来说，平均每个分子 (或原子或原子)所占的空间即认为分子的体积所占的空间即认为分子的体积. 有一个排气口直径为有一个排气口直径为2.0 mm的压力锅，如图的压力锅，如图14 甲所示，排气口上用的限压阀甲所示，排气口上用的限压阀a的质量为的质量为34.5 g，图乙为水的，图乙为水的 饱和汽压跟温度关系的曲线，则当压力锅煮食物限压阀被向饱和汽压跟温度关系的曲线，则当压力锅煮食物限压阀被向 上顶起时，锅内的压强为上

26、顶起时，锅内的压强为_ atm，此时锅内的温度为，此时锅内的温度为 _.(g取取10 m/s2, ,1标准大气压即标准大气压即1 atm1.0105 pa) 思路点拨思路点拨分析限压阀分析限压阀a的受力情况，由物体的平衡条件可的受力情况，由物体的平衡条件可 以求解压力锅内气体的压强以求解压力锅内气体的压强 解析解析限压阀被顶起时，压力锅内最大压强应为：限压阀被顶起时，压力锅内最大压强应为： 1 atm1.1 atm2.1 atm. 由图乙查得锅内温度为由图乙查得锅内温度为122左右左右 答案答案2.1122 分析限压阀受力，由平衡条件求解压强时，压强的单分析限压阀受力，由平衡条件求解压强时，压

27、强的单 位为国际单位位为国际单位“pa”，其他各量也均为国际单位制单位，所，其他各量也均为国际单位制单位，所 以本题要注意单位换算以本题要注意单位换算. 一定质量的理想气体经历如图一定质量的理想气体经历如图15所示的一系列过程，所示的一系列过程， ab、bc、cd和和da这四段过程在这四段过程在pt图上都是直线段，图上都是直线段，ab和和cd的的 延长线通过坐标原点延长线通过坐标原点o，bc垂直于垂直于ab，由图可以判断，由图可以判断() aab过程中气体体积不断减小过程中气体体积不断减小 bbc过程中气体体积不断减小过程中气体体积不断减小 ccd过程中气体体积不断增大过程中气体体积不断增大

28、dda过程中气体体积不断增大过程中气体体积不断增大 思路点拨思路点拨解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点： (1)在在pt图上过原点的倾斜直线的意义图上过原点的倾斜直线的意义 (2)图线斜率的意义图线斜率的意义 解析解析在在pt图上，过原点的倾斜直线表示气体做等容图上，过原点的倾斜直线表示气体做等容 变化，体积不变，故有变化，体积不变，故有vavb，vcvd，而图线的斜率越大，而图线的斜率越大， 气体的体积越小，故有气体的体积越小，故有vavbvcvd，可判断，可判断b、d 选项正确选项正确 答案答案bd 不同的倾斜直线对应的气体的体积大小的比较方法：不同的倾斜直线对应的气体的体

29、积大小的比较方法： (1)平行于平行于p轴作一条直线与轴作一条直线与pt图线相交，交点对应气体的温图线相交，交点对应气体的温 度相等，则度相等，则p大的，大的，v小小 (2)平行于平行于t轴作一条直线与轴作一条直线与pt图线相交，交点对应气体的压图线相交，交点对应气体的压 强相等，则强相等，则t大的，大的，v大大 1下述关于分子引力与斥力的说法中正确的是下述关于分子引力与斥力的说法中正确的是 () a两块铅块压紧以后能成为一个整体，说明分子间有引两块铅块压紧以后能成为一个整体，说明分子间有引 力存在力存在 b打破的玻璃不能拼成一个整体，说明分子间存在斥力打破的玻璃不能拼成一个整体，说明分子间存

30、在斥力 c拉断绳子很困难，说明分子间有引力拉断绳子很困难，说明分子间有引力 d压缩固体、液体很困难，说明分子间有斥力压缩固体、液体很困难，说明分子间有斥力 解析：解析：分子力是一种短程力，只有当分子间的距离满足分子力是一种短程力，只有当分子间的距离满足r 10r0时，分子力才能起作用破碎的玻璃放在一起，由于接时，分子力才能起作用破碎的玻璃放在一起，由于接 触面的错落起伏，只有极少数分子能接近到距离很小的程度，触面的错落起伏，只有极少数分子能接近到距离很小的程度， 绝大部分分子间距离是较大的，因此总的分子引力非常小，绝大部分分子间距离是较大的，因此总的分子引力非常小， 不足以使它们连在一起，因此

31、不足以使它们连在一起，因此b选项是错误的，故选选项是错误的，故选a、c、 d. 答案：答案：acd 2某人用原子级显微镜观察高真空度的空间，发现有一对某人用原子级显微镜观察高真空度的空间，发现有一对 分子分子a和和b环绕一个共同环绕一个共同“中心中心”旋转，如图旋转，如图16所示，从所示，从 而形成一个而形成一个“类双星类双星”体系，并且发现此体系，并且发现此“中心中心”离离a分子分子 较近，这两个分子间的距离用较近，这两个分子间的距离用r表示已知当表示已知当rr0时两分子时两分子 间的分子力为零则在上述间的分子力为零则在上述“类双星类双星”体系中，体系中，a、b两分两分 子间有子间有 ()

32、a间距间距rr0 b间距间距rr0 ca的质量大于的质量大于b的质量的质量 da的速率大于的速率大于b的速率的速率 解析：解析：分子分子a和和b环绕一个共同环绕一个共同“中心中心”旋转，分子间引力提旋转，分子间引力提 供向心力，故分子间距离供向心力，故分子间距离rr0；又；又f=m2r，v=r，而它们的，而它们的 相同且相同且rarb，所以有，所以有mamb、vavb.故故a、c正确正确. 答案：答案：ac 3已知某气体的摩尔体积为已知某气体的摩尔体积为22.4 l/mol，摩尔质量为，摩尔质量为18 g/ mol，阿伏加德罗常数为，阿伏加德罗常数为6.021023 mol 1，由以上数据 ，

33、由以上数据 可以估算出这种气体可以估算出这种气体 () a每个分子的质量每个分子的质量 b每个分子的体积每个分子的体积 c每个分子占据的空间每个分子占据的空间 d分子之间的平均距离分子之间的平均距离 解析：解析：实际上气体分子之间的距离远比分子本身的线度大实际上气体分子之间的距离远比分子本身的线度大 得多，即气体分子之间有很大空隙，故不能根据得多，即气体分子之间有很大空隙，故不能根据v 计计 算分子体积，这样算得的应是该气体每个分子所占据的空算分子体积，这样算得的应是该气体每个分子所占据的空 间，故间，故c正确；可认为每个分子平均占据了一个小立方体正确；可认为每个分子平均占据了一个小立方体 空

34、间，空间， 即为相邻分子之间的平均距离，即为相邻分子之间的平均距离，d正确；每个分正确；每个分 子的质量显然可由子的质量显然可由m 估算，估算，a正确正确 答案：答案：acd 4如图如图17所示，所示，dabc表示一定质量的某种气体状表示一定质量的某种气体状 态变化的一个过程，则下列说法正确的是态变化的一个过程，则下列说法正确的是 () ada是一个等温过程是一个等温过程 bab是一个等温过程是一个等温过程 ca与与b的状态参量相同的状态参量相同 dbc体积减小，压强体积减小，压强 减小，温度不变减小，温度不变 解析：解析：da是一个等温过程，是一个等温过程，a对；对；a、b两状态温度不同，两

35、状态温度不同， ab是一个等容过程是一个等容过程(体积不变体积不变)，b、c错；错；bc，v增大，增大， p减小，减小，t不变，不变，d错错 答案：答案：a 5(2009新海检测新海检测)如图如图18一小段水银封闭了一段空气，一小段水银封闭了一段空气， 玻璃管竖直静放在室内有关说法正确的是玻璃管竖直静放在室内有关说法正确的是 () a现发现水银柱缓慢上升了一小现发现水银柱缓慢上升了一小 段距离，这表明气温一定上升了段距离，这表明气温一定上升了 b若外界大气压强不变，现发现水若外界大气压强不变，现发现水 银柱缓慢上升了一小段距离，这银柱缓慢上升了一小段距离，这 表明气温上升了表明气温上升了 c若

36、发现水银柱缓慢下降一小段距离，这可能是外界的若发现水银柱缓慢下降一小段距离，这可能是外界的 气温下降所至气温下降所至 d若把管子转至水平状态，稳定后水银未流出，此时管若把管子转至水平状态，稳定后水银未流出，此时管 中空气的体积将大于原来竖直状态时的体积中空气的体积将大于原来竖直状态时的体积 解析：解析：若水银柱上移，表示气体体积增大，可能的原因是外若水银柱上移，表示气体体积增大，可能的原因是外 界压强减小而温度没变，也可能是压强没变而气温升高，界压强减小而温度没变，也可能是压强没变而气温升高，a 错，错，b对；同理水银柱下降可能是气温下降或外界压强变大对；同理水银柱下降可能是气温下降或外界压强

37、变大 所致，所致，c对；管子置于水平时，压强减小，体积增大，对；管子置于水平时，压强减小，体积增大，d对对 答案：答案：bcd 一、内能一、内能 1温度和温标温度和温标 (1)温度：从宏观上看，温度是表示物体温度：从宏观上看，温度是表示物体 的物理量，的物理量， 当两个系统达到当两个系统达到 时必然有共同的温度；从微观上时必然有共同的温度；从微观上 看，温度是分子热运动的看，温度是分子热运动的 的标志的标志 (2)温标：如果要定量地描述温度，就必须有一套方法，这套温标：如果要定量地描述温度，就必须有一套方法，这套 方法就是温标方法就是温标 常见的温标有常见的温标有 温标和温标和 温标温标 冷热

38、程度冷热程度 平均动能平均动能 摄氏摄氏热力学热力学 热平衡热平衡 (3)热力学温度与摄氏温度的关系热力学温度与摄氏温度的关系 热力学温度热力学温度(t)的单位：开尔文，符号：的单位：开尔文，符号：k； 摄氏温度摄氏温度(t)的单位：摄氏度，符号：的单位：摄氏度，符号：. 换算关系：换算关系：tt k，t t. 273.15 2分子平均动能分子平均动能 所有分子的动能的所有分子的动能的 分子的平均动能在宏观上只与分子的平均动能在宏观上只与 物体的物体的 有关有关 3分子势能分子势能 由分子间的由分子间的 决定的能分子势能在宏观上与物体决定的能分子势能在宏观上与物体 的的 有关，在微观上与分子间

39、的有关，在微观上与分子间的 有关有关 平均值平均值 温度温度 相互位置相互位置 体积体积距离距离 4物体的内能物体的内能 (1)内能：物体中所有分子的内能：物体中所有分子的 与与 的总和的总和 (2)决定因素：决定因素： 、 和物质的总量和物质的总量 热运动动能热运动动能分子势能分子势能 温度温度体积体积 5改变内能的两种方式改变内能的两种方式 名称名称 比较项目比较项目 做功做功热传递热传递 内能变化内能变化 在绝热过程中，外界对在绝热过程中，外界对 物体做功，物体的内物体做功，物体的内 能能 ；物体对外界；物体对外界 做功，物体的内能做功，物体的内能 在单纯的热传递过在单纯的热传递过 程中

40、，物体程中，物体 热热 量，内能增加；物量，内能增加；物 体体 热量，内能热量，内能 减少减少 增加增加 减少减少 吸收吸收 放出放出 名称名称 比较项目比较项目 做功做功热传递热传递 物理实质物理实质 其他形式的能与内其他形式的能与内 能之间的能之间的 不同物体间或同一物不同物体间或同一物 体的不同部分之间内体的不同部分之间内 能的能的 相互联系相互联系 做一定量的功或传递一定量的热在改变内做一定量的功或传递一定量的热在改变内 能的效果上是相同的能的效果上是相同的 转化转化 转移转移 1温度是分子平均动能的标志，不同物质，温度相同时，温度是分子平均动能的标志，不同物质，温度相同时， 其分子平

41、均动能均相同其分子平均动能均相同 2当一个系统的内能发生改变时，其原因可能是由做功引当一个系统的内能发生改变时，其原因可能是由做功引 起的，也可能是由热传递引起的，还可能是两种情况同时起的，也可能是由热传递引起的，还可能是两种情况同时 发生发生 二、热力学定律与能量守恒定律二、热力学定律与能量守恒定律 1热力学第一定律热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内容：一个热力学系统的 等于外界向它传递的等于外界向它传递的 热量与外界对它所做的功的和热量与外界对它所做的功的和 (2)表达式：表达式：u . 内能增加内能增加 qw (3)符号法则符号法则 符号符号wqu 外界对物体做功外界对物体做

42、功物体吸收热量物体吸收热量内能增加内能增加 物体对外界做功物体对外界做功物体放出热量物体放出热量内能减少内能减少 (4)几种特殊情况几种特殊情况 若过程是绝热的，则若过程是绝热的，则q0，w ，外界对物体做，外界对物体做 的功等于物体内能的增加的功等于物体内能的增加 若过程中不做功，即若过程中不做功，即w0，则，则q ，物体吸收的，物体吸收的 热量等于物体内能的增加热量等于物体内能的增加 若过程的始、末状态物体的内能不变，即若过程的始、末状态物体的内能不变，即u0，则，则 wq0或或wq，外界对物体做的功等于物体放出，外界对物体做的功等于物体放出 的热量的热量 u u 2能量守恒定律能量守恒定

43、律 能量既不会凭空能量既不会凭空 ，也不会凭空，也不会凭空 ，它只能从，它只能从 一一 种形式种形式 成为另一种形式，或者从一个物体成为另一种形式，或者从一个物体 到到 别的物体；在转化和转移过程中其总量别的物体；在转化和转移过程中其总量 产生产生消失消失 转移转移 保持不变保持不变 转化转化 3热力学第二定律热力学第二定律 (1)表述方式表述方式 克劳修斯表述：热量不能自动地从克劳修斯表述：热量不能自动地从 物体传递到物体传递到 物体物体 开尔文的表述：不可能从单一热库开尔文的表述：不可能从单一热库 使这完使这完 全变成功，而不产生其他影响全变成功，而不产生其他影响 (2)热力学第二定律的实

44、质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，进而使人们认识到自然界中进行的宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的 涉及热现象的宏观过程都具有方向性涉及热现象的宏观过程都具有方向性 低温低温 高温高温 吸收热量吸收热量 1.对两种方式的理解对两种方式的理解 (1)“等效等效”的意义：在改变物体的内能上做功和热传递可以的意义：在改变物体的内能上做功和热传递可以 起到同样的效果，即要使物体改变同样的内能，通过做起到同样的效果，即要使物体改变同样的内能，通过做 功或者热传递都可以实现若不知道过程，

45、我们无法分功或者热传递都可以实现若不知道过程，我们无法分 辨出是通过做功还是热传递实现的这种改变辨出是通过做功还是热传递实现的这种改变 (2)做功和热传递的本质区别做功和热传递的本质区别 从运动形式上看：做功是宏观的机械运动向物体的微从运动形式上看：做功是宏观的机械运动向物体的微 观分子热运动的转化；热传递则是通过分子之间的相互观分子热运动的转化；热传递则是通过分子之间的相互 作用，使同一物体的不同部分或不同物体间的分子热运作用，使同一物体的不同部分或不同物体间的分子热运 动发生变化，是内能的转移动发生变化，是内能的转移 从能量的角度看：做功是其他形式的能向内能的转化从能量的角度看：做功是其他

46、形式的能向内能的转化 过程，热传递是内能之间的转移，前者能的性质发生了过程，热传递是内能之间的转移，前者能的性质发生了 变化，后者能的性质不变变化，后者能的性质不变 2温度、内能、热量、功的比较温度、内能、热量、功的比较 概念概念温度温度内能内能热量热量功功 含义含义 表示物体的表示物体的 冷热程度，冷热程度， 是物体分子是物体分子 平均动能大平均动能大 小的标志，小的标志， 它是大量分它是大量分 子热运动的子热运动的 集体表现，集体表现， 对个别分子对个别分子 来说，温度来说，温度 没有意义没有意义 物体内所有分物体内所有分 子热运动动能子热运动动能 和分子势能的和分子势能的 总和，它是由总

47、和，它是由 大量分子的热大量分子的热 运动和分子的运动和分子的 相互位置所决相互位置所决 定的能定的能 热量表示热传热量表示热传 递过程中内能递过程中内能 的改变量，用的改变量，用 来量度热传递来量度热传递 过程中内能转过程中内能转 移的多少移的多少 做功过程是做功过程是 机械能或其机械能或其 他形式的能他形式的能 和内能之间和内能之间 的转化过程的转化过程 联系联系 温度和内能是状态量，热量和功则是过程量发生热传递温度和内能是状态量，热量和功则是过程量发生热传递 的前提条件是存在温差，传递的是热量而不是温度，实质的前提条件是存在温差，传递的是热量而不是温度，实质 上是内能的转移上是内能的转移

48、 1关于物体的内能及其变化，下列说法中正确的是关于物体的内能及其变化，下列说法中正确的是 () a物体的温度改变时，其内能一定改变物体的温度改变时，其内能一定改变 b物体对外做功，其内能不一定改变；向物体物体对外做功，其内能不一定改变；向物体 传递热量，其内能不一定改变传递热量，其内能不一定改变 c对物体做功，其内能一定改变；物体向外传对物体做功，其内能一定改变；物体向外传 递热量，其内能一定改变递热量，其内能一定改变 d若物体与外界不发生热交换，则物体的内能若物体与外界不发生热交换，则物体的内能 一定不变一定不变 解析：解析：一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决一定质量的物体，其内能由温

49、度和体积共同决 定物体的温度改变时，其内能不一定改变，所以定物体的温度改变时，其内能不一定改变，所以a 错做功和热传递是改变内能的两种方式若物体对外做错做功和热传递是改变内能的两种方式若物体对外做 功功w，同时吸热，同时吸热q，当，当wq时物体的内能减少，时物体的内能减少，wq时时 内能不变，内能不变，wq时内能增加，故时内能增加，故b正确同理正确同理c、d错误错误 答案：答案：b 1.对热力学第一定律的理解对热力学第一定律的理解 热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变 内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量与做内能的过程是等效的，而且

50、给出了内能的变化量与做 功和热传递之间的定量关系应用时热量的单位应统功和热传递之间的定量关系应用时热量的单位应统 一为国际单位制中的焦耳，并注意各量的正、负一为国际单位制中的焦耳，并注意各量的正、负 2热力学第二定律的方向性实例热力学第二定律的方向性实例 (1)高温物体高温物体 低温物体低温物体 (2)功功 热热 (3)气体体积气体体积v1 气体体积气体体积v2(较大较大) (4)不同气体不同气体a和和b 混合气体混合气体ab 3热力学第一、二定律间的关系热力学第一、二定律间的关系 热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量 守恒的特殊表达形式及热

51、量与内能改变的定量关系守恒的特殊表达形式及热量与内能改变的定量关系 而热力学第二定律指出了能量守恒能否实现的条件而热力学第二定律指出了能量守恒能否实现的条件 和过程进行的方向，指出了一切与热现象有关的自和过程进行的方向，指出了一切与热现象有关的自 然过程是不可逆的，除非靠外界影响所以二者既相然过程是不可逆的，除非靠外界影响所以二者既相 互联系，又相互补充互联系，又相互补充 4对能量守恒的理解对能量守恒的理解 (1)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少 量与增加量相等量与增加量相等 (2)某个物体能量的减少，一定存在其他物体能量的增加，

52、某个物体能量的减少，一定存在其他物体能量的增加， 且减少量和增加量一定相等且减少量和增加量一定相等 (3)在利用能量守恒解题时，要注意先搞清变化过程中有几在利用能量守恒解题时，要注意先搞清变化过程中有几 种形式的能在转化或转移，分析初、末状态，确定种形式的能在转化或转移，分析初、末状态，确定e增 增、 、 e减 减各为多少，再由 各为多少，再由e增 增 e减 减列式计算 列式计算 1应用热力学第一定律时要明确研究的对象是哪个物应用热力学第一定律时要明确研究的对象是哪个物 体或者是哪个热力学系统计算时，要依照符号法体或者是哪个热力学系统计算时，要依照符号法 则代入数据，对结果的正、负也同样依照规

53、则来解则代入数据，对结果的正、负也同样依照规则来解 释其意义释其意义 2功和能具有相同的单位，但两者是完全不同的两个功和能具有相同的单位，但两者是完全不同的两个 概念，且能量守恒中仅涉及能量，不涉及功概念，且能量守恒中仅涉及能量，不涉及功 2对一定量的气体，下列说法正确的是对一定量的气体，下列说法正确的是 () a在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定 对外界做功对外界做功 b在压强不断增大的过程中，气体一定对外界在压强不断增大的过程中，气体一定对外界 做功做功 c在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加 d在与外界没有

54、发生热量交换的过程中，内能在与外界没有发生热量交换的过程中，内能 一定不变一定不变 解析：解析：气体体积缓慢增大，对外做功，故气体体积缓慢增大，对外做功，故a对；由对；由 常量可知，压强常量可知，压强p增大，有可能是因为温度增大，有可能是因为温度t升高，故升高，故b错；错； 由热力学第一定律知，做功和热传递都可以改变物体的由热力学第一定律知，做功和热传递都可以改变物体的 内能，在体积被压缩的过程中，如果气体对外放热，内内能，在体积被压缩的过程中，如果气体对外放热，内 能不一定增加，故能不一定增加，故c错；同理，在错；同理，在d项中，与外界没有热项中，与外界没有热 量交换，如果气体对外做功或外界

55、对气体做功，内能一量交换，如果气体对外做功或外界对气体做功，内能一 定改变，定改变，d错错 答案：答案：a 如图如图21所示，甲分子固定在坐标原点所示，甲分子固定在坐标原点o，乙分，乙分 子位于子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间的距离轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间的距离 的关系如图中曲线所示的关系如图中曲线所示f0为斥力，为斥力，f0为引力为引力a、b、 c、d为为x轴上四个特定的位置现把乙分子从轴上四个特定的位置现把乙分子从a处由静止释放，处由静止释放， 则则 () a乙分子由乙分子由a到到b做加速运动，做加速运动， 由由b到到c做减速运动做减速运动 b乙分子由乙分子由a

56、到到c做加速运动，做加速运动， 到达到达c时速度最大时速度最大 c乙分子由乙分子由a到到b的过程中，两分子间的分子势能一直减小的过程中，两分子间的分子势能一直减小 d乙分子由乙分子由b到到d的过程中，两分子间的分子势能一直增大的过程中，两分子间的分子势能一直增大 思路点拨思路点拨乙分子向甲分子运动的过程中，由分子力做乙分子向甲分子运动的过程中，由分子力做 功，来判断速度及分子势能的变化功，来判断速度及分子势能的变化 解析解析乙分子由乙分子由a运动到运动到c的过程，一直受到甲分子的引力的过程，一直受到甲分子的引力 作用而做加速运动，到作用而做加速运动，到c时速度达到最大而后受甲的斥力做时速度达到

57、最大而后受甲的斥力做 减速运动，减速运动，a错错b对；乙分子由对；乙分子由a到到b的过程所受引力做正功，的过程所受引力做正功， 分子势能一直减小，分子势能一直减小，c正确；而乙分子从正确；而乙分子从b到到d的过程，先是的过程，先是 引力做正功，分子势能减少，后来克服斥力做功，分子势引力做正功，分子势能减少，后来克服斥力做功，分子势 能增加，故能增加，故d错错 答案答案bc 当分子间引力与斥力相等时，分子势能为最小，如本当分子间引力与斥力相等时，分子势能为最小，如本 题的题的c点，当乙分子向点，当乙分子向c运动时，分子势能减小，远离运动时，分子势能减小，远离c运动运动 时，分子势能增大时，分子势

58、能增大. 一定质量的气体分子之间的作用力表现为引力，从一定质量的气体分子之间的作用力表现为引力，从 外界吸收了外界吸收了4.2105 j的热量，同时气体对外做了的热量，同时气体对外做了6105 j的功，的功， 问：问： (1)气体的内能变化多少？气体的内能变化多少？ (2)分子势能是增加还是减少？分子势能是增加还是减少？ (3)分子平均动能如何变化？分子平均动能如何变化？ 思路点拨思路点拨解答此题时应注意以下四点：解答此题时应注意以下四点： (1)内能的变化内能的变化u用热力学第一定律求解用热力学第一定律求解 (2)u的符号的含义的符号的含义 (3)分子势能变化与分子力做功正负的关系分子势能变

59、化与分子力做功正负的关系 (4)由内能的定义判断分子平均动能的增减由内能的定义判断分子平均动能的增减 解析解析(1)因气体从外界吸收热量，所以因气体从外界吸收热量，所以 q4.2105 j， 气体对外做功气体对外做功6105 j，则外界对气体做功，则外界对气体做功 w6105 j， 据热力学第一定律据热力学第一定律uwq，得，得 u6105 j4.2105 j1.8105 j， 所以气体内能减少了所以气体内能减少了1.8105 j. (2)因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大了，分因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大了，分 子力做负功，气体的分子势能增加了子力做负功，气体的分子势能

60、增加了 (3)因为气体内能减少了，而分子势能增加了，所以分子平因为气体内能减少了，而分子势能增加了，所以分子平 均动能必然减少了，且分子平均动能的减少量一定大于分均动能必然减少了，且分子平均动能的减少量一定大于分 子势能的增加量子势能的增加量 答案答案(1)减少减少1.8105 j(2)增加增加(3)减少减少 (1)当做功和热传递两种过程同时发生时，内能的变化就要用当做功和热传递两种过程同时发生时，内能的变化就要用 热力学第一定律进行综合分析热力学第一定律进行综合分析 (2)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，w为为 负；体积缩小，外界对