物理·2018届高考金版学案第一轮总复习第1课时-分子动理论-热力学定律

1、第第1课时分子动理论热力学定律课时分子动理论热力学定律 考点一考点一 分子直径、质量、数目等分子直径、质量、数目等 微观量的估算微观量的估算一、宏观量与微观量的相互关系一、宏观量与微观量的相互关系1微观量：分子体积微观量：分子体积V0、分子直径、分子直径d、分子质量、分子质量m0.2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，物体的，物体的质量质量m、摩尔质量、摩尔质量M、物体的密度、物体的密度.3相互关系(1)一个分子的质量：m0MNAVmNA.(2)一个分子的体积：V0VmNAMNA(注：对气体，V0为分子所占空间体积)(3)物体所含的分子数：nVVmNAmVmNA或

2、nmMNAVMNA.(4)单位质量中所含的分子数：nNAM.二、求解分子直径时的两种模型1把分子看做球形：d36V0.2把分子看做小立方体：d3V0.对于气体， 按上述思路算出的不是分子直径， 而是气体分子间的平均距离【例【例1】(2016淄博模拟淄博模拟)已知某种气体的摩尔质量为已知某种气体的摩尔质量为M，密度为，密度为，阿伏加德罗常数为，阿伏加德罗常数为NA.则该种气体中每个分则该种气体中每个分子的质量为子的质量为_，分子的平均间距为，分子的平均间距为_方方 法法 总总 结结微观量的求解方法微观量的求解方法(1)分子的大小、分子体积、分子质量属微观量分子的大小、分子体积、分子质量属微观量，

3、直接测直接测量它们的数值非常困难量它们的数值非常困难，可以借助较易测量的宏观量结可以借助较易测量的宏观量结合摩尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量合摩尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量，其中阿伏其中阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带(2)建立合适的物理模型建立合适的物理模型，通常把固体、液体分子模拟为通常把固体、液体分子模拟为球形或小立方体形气体分子所占据的空间则建立立方球形或小立方体形气体分子所占据的空间则建立立方体模型体模型1(2016临沂模拟临沂模拟)空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器气接触

4、蒸发器(铜管铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥某空调工作一段时间后，排出越来越少，人会感觉干燥某空调工作一段时间后，排出液 化 水 的 体 积液 化 水 的 体 积 V 1.0 1 03c m3. 已 知 水 的 密 度已 知 水 的 密 度 1.0103kg/m3、摩尔质量、摩尔质量M1.8102kg/mol，阿伏加德，阿伏加德罗常数罗常数NA6.01023mol1.试求试求(结果均保留一位有效数字结果均保留一位有效数字)：(1)该液化水中含有水分子的总数该液化水中含有水分子的总数N；(2)一个水分子的直径一个水分子的直径d. 考

5、点二考点二 分子力、分子势能与分子间分子力、分子势能与分子间 距离的关系距离的关系分子力与分子势能的比较：分子力与分子势能的比较：【例【例2】(多选多选)(2017郑州模拟郑州模拟)两个相距较远的分子仅两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近在此过在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近在此过程中，下列说法正确的是程中，下列说法正确的是_(填正确答案标号填正确答案标号)A分子力先增大，后一直减小分子力先增大，后一直减小B分子力先做正功，后做负功分子力先做正功，后做负功C分子动能先增大，后减小分子动能先增大，后减小D分子势能先增大，后减小分子势能先增大，后减小E分子势能和

6、动能之和不变分子势能和动能之和不变思路指引：思路指引：分子间作用力是分子间引力和分子间斥力的分子间作用力是分子间引力和分子间斥力的合力合力，分子间距离的不同分子间距离的不同，分子间作用力有时表现为引分子间作用力有时表现为引力力，有时表现为斥力有时表现为斥力，如果分力做负功如果分力做负功，分子势能就增分子势能就增加加，如果分力做正功如果分力做正功，分子势能就减小分子势能就减小解析：解析：分子力分子力F与分子间距离的关系是：当与分子间距离的关系是：当rr0时时，F为引力；综上可知为引力；综上可知，当两当两个分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小个分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力

7、是先变大再变小后又变大后又变大，故选项故选项A错误；分子力为引力时错误；分子力为引力时，随着分子间距离随着分子间距离的减小的减小，分子力做正功分子力做正功，分子势能减小分子势能减小，分子力为斥力时分子力为斥力时，随随着分子距离减小着分子距离减小，分子力做负功分子力做负功，分子势能增大分子势能增大，故选项故选项B正正确确，选项选项D错误；因为仅有分子力作用错误；因为仅有分子力作用，故只有分子动能和分故只有分子动能和分子势能之间转化子势能之间转化，即分子势能减小时分子动能增大即分子势能减小时分子动能增大，分子势能分子势能增大时分子动能减小增大时分子动能减小，其总和不变，故选项，其总和不变，故选项C

8、、E正确正确. 答案：答案：BCE2(多选多选)(2016徐州质检徐州质检)如图所示是分子间引力或斥力大小如图所示是分子间引力或斥力大小随分子间距离变化的图象，由此可知随分子间距离变化的图象，由此可知()Aab表示引力图线表示引力图线Bcd表示引力图线表示引力图线C当分子间距离当分子间距离r等于两图线交点等于两图线交点e的横坐标时，分子力一的横坐标时，分子力一定为零定为零D当分子间距离当分子间距离r等于两图线交点等于两图线交点e的横坐标时，分子势能的横坐标时，分子势能一定最小一定最小E当分子间距离当分子间距离r等于两图线交点等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一的横坐标时，分子势能一定为零定为

9、零解析：解析：在在Fr图象中图象中，随随r增加增加，斥力变化快斥力变化快，所以所以ab为引为引力图线力图线，A对对，B错；两图象相交点错；两图象相交点e为分子所受的引力和为分子所受的引力和斥力大小相等斥力大小相等，即分子间相互作用的受力平衡位置即分子间相互作用的受力平衡位置，分子分子力为力为0，分子势能最小分子势能最小，但不一定为但不一定为0，故故C、D对对，E错错答案：答案：ACD 考点三考点三 热力学第一定律的理解应用热力学第一定律的理解应用1在在UQW中，中，W表示做功情况，说明内能和其他表示做功情况，说明内能和其他形式的能可以相互转化；形式的能可以相互转化；Q表示吸热或放热的情况，说明

10、表示吸热或放热的情况，说明内能可以从一个物体转移到另一个物体，而内能可以从一个物体转移到另一个物体，而UQW是是能量守恒定律的具体体现能量守恒定律的具体体现2三种特殊情况三种特殊情况(1)若过程是绝热的，则若过程是绝热的，则Q0，WU，外界对物体做的，外界对物体做的功等于物体内能的增加功等于物体内能的增加(2)若过程中不做功，即若过程中不做功，即W0，QU，物体吸收的热量，物体吸收的热量等于物体内能的增加等于物体内能的增加(3)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的热，外界对物体做的功等于物体放出的热量

11、量3温度、内能、热量、功的比较温度、内能、热量、功的比较【例【例3】(多选多选)(2014广东卷广东卷)用密封性好、充满气体用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时， 假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体()A体积减小，内能增大体积减小，内能增大B体积减小，压强减小体积减小，压强减小C对外界做负功，内能增大对外界做负功，内能增大D对外界做正功，压强减小对外界做正功，压强减小3(2016济南模拟济南模拟)一定质量的气体，在从状态一定质量的气体，在从状态1变化到变化到状态状态2的过

12、程中，吸收热量的过程中，吸收热量280 J，并对外做功，并对外做功120 J，试，试问：问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J的热的热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？对气体做功？做功多少？解析：解析：(1)由热力学第一定律可得由热力学第一定律可得UWQ120 J280 J160 J，气体的内能增加了气体的内能增加了160 J.(2)由于气体的内能仅与状态有关由于气体的内能仅与状态有关

13、，所以气体从状态所以气体从状态2回到回到状态状态1的过程中内能的变化量应等于从状态的过程中内能的变化量应等于从状态1到状态到状态2的过的过程中内能的变化量程中内能的变化量，则从状态则从状态2到状态到状态1的内能应减少的内能应减少160 J，即即U160 J，又又Q240 J，根据热力学第一定律得根据热力学第一定律得UWQ，所以所以WUQ160 J(240 J)80 J，即外界对气体做功即外界对气体做功80 J.答案：答案：(1)增加了增加了160 J (2)外界对气体做功外界对气体做功80 J 考点四考点四 对热力学第二定律的理解对热力学第二定律的理解1在热力学第二定律的表述中在热力学第二定律

14、的表述中，“自发地自发地”“不产生其他不产生其他影响影响”的涵义的涵义 (1)“自发地自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，指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不需要借助外界提供能量的帮助(2)“不产生其他影响不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只的涵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热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与

15、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热现象的宏观过程都具有方向性3热力学过程方向性实例热力学过程方向性实例【例例4】(2017秦皇岛模拟秦皇岛模拟)根据你学过的热学中的有关根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是知识，判断下列说法中正确的是()A机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能做功转化成机械能B凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体

16、，而不能从递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体低温物体传递给高温物体C尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到制冷机却可以使温度降到293 D第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来动机可以制造出来解析：解析：机械能可以全部转化为内能机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能也可以全部转

17、化为机械能，A正确；凡与热现象有关的宏观过正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性程都具有方向性，在热传递中在热传递中，热量可以自发地从高温物体传热量可以自发地从高温物体传递给低温物体递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助但必须借助外界的帮助外界的帮助，B错误；尽管科技不断进步错误；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能热机的效率仍不能达到达到100%，制冷机也不能使温度降到制冷机也不能使温度降到293 ，只能无限接只能无限接近近273.15 ，却永远不能达到却永远不能达到，C错误；第一类永动机违背错误；第一类永动机违背能量守恒定律能量守恒定律，第二类

18、永动机不违背能量守恒定律第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背而是违背了热力学第二定律了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来第二类永动机不可能制造出来，D错误错误答案：答案：A4(多选多选)关于热力学定律，下列说法正确的是关于热力学定律，下列说法正确的是()A为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量热量B对某物体做功，必定会使该物体的内能增加对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D不可能使热量从低温物体传向高温物体不可能使热量从低温物体传向高温物体E功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程解析：解析：内能的改变可以通过做功或热传递进行内能的改变可以通过做功或热传递进行，故故A正确；正确；对某物体做功对某物体做功，若物体向外放热若物体向外放热，则物体的内能不一定增则物体的内能不一定增加加，B错误；在引起其他变化的情况下错误；在引起其他变化的情况下，从单一热源吸收从单一热源吸收热量可以将其全部变为功热量可以将其全部变为功，C正确；在引起其他变化的情正确；在引起其他变化的情况下况下，可以将热量从