重庆市万州区龙宝中学届高考物理总复习分子动理论热力学定律与能量守恒课件

1、选修选修3-3热学热学第第1 1讲讲 分子动理论热力学定律与能量守恒分子动理论热力学定律与能量守恒 抓住抓住四个四个考点考点备选视频展台备选视频展台突破突破三个三个考向考向 随堂随堂基础演练基础演练第第1讲讲分子动理论分子动理论热力学定律热力学定律与能量守恒与能量守恒 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 阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数2.温度是分子平均动能的标志温度是分子平均动能的标志 内能内能3.热力学第一、二定律热力学第一、二定律 能量守恒定律能量守恒定律4.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1.分子模型、与阿伏加德罗常数相关的分子模型、与

2、阿伏加德罗常数相关的估算估算 2.分子间作用力、分子势能与分子间距分子间作用力、分子势能与分子间距的关系的关系 3.热力学定律及能量守恒定律的应用热力学定律及能量守恒定律的应用 显示显示/隐藏隐藏热学热学备选多媒体展台备选多媒体展台1.单分子油膜法估测分子的大小单分子油膜法估测分子的大小2.分子引力实验分子引力实验3.分子势能曲线分子势能曲线4.根据力的平衡判定密闭气体的压强根据力的平衡判定密闭气体的压强5.气体等温变化的定性试验气体等温变化的定性试验6.探究物体等温变化的规律探究物体等温变化的规律7.活塞抽气筒的工作原理活塞抽气筒的工作原理8.理想气体的分子运动模型理想气体的分子运动模型9.

3、由实验定律归纳气态方程由实验定律归纳气态方程10.气体热现象的微观意义气体热现象的微观意义-决定气体压强大小的因素决定气体压强大小的因素11.气体热现象的微观意义气体热现象的微观意义-氧气分子的速率分布规律氧气分子的速率分布规律12.液体表面张力现象及机理液体表面张力现象及机理 01抓住四个考点抓住四个考点【思维驱动思维驱动】 以下关于分子动理论的说法中不正确的是以下关于分子动理论的说法中不正确的是()A物质是由大量分子组成的物质是由大量分子组成的B2 时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动C分子势能随分子间距离的增大，可能先减小后增大分子势能随分

4、子间距离的增大，可能先减小后增大D分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小 解析解析物质是由大量分子组成的，物质是由大量分子组成的，A正确；分子是永不停息地正确；分子是永不停息地做无规则运动的，做无规则运动的，B错误；在分子间距离增大时，如果先是分错误；在分子间距离增大时，如果先是分子斥力做正功，后是分子引力做负功，则分子势能是先减小后子斥力做正功，后是分子引力做负功，则分子势能是先减小后增大的，增大的，C正确；分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大正确；分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力变化得快，而减小，但斥力变化得快，D正确

5、正确答案答案B 考纲点击考纲点击 1.1.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阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数 01抓住四个考点抓住四个考点【知识存盘知识存盘】 1物体是由大量分子组成的物体是由大量分子组成的(1)分子的大小分子的大小一般分子直径的数量级：一般分子直径的数量级：_m估测的方法：估测的方法：_法法(2)分子的质量分子的质量一般分子质量的数量级：一般分子质量的数量级：1026 kg (3)阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数1 mol的任何物质中含有相同的粒子数，用符号的任何物质中含有相同的粒子数，用符号NA表示，表示，NA_mol1. 1010油膜油膜6.021023

6、 01抓住四个考点抓住四个考点2分子永不停息地做无规则热运动分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象温度越高，扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象温度越高，扩散越快扩散越快(2)布朗运动的特点：永不停息、无规则运动；颗粒越小，运动布朗运动的特点：永不停息、无规则运动；颗粒越小，运动越剧烈；温度越高，运动越剧烈；运动轨迹不确定越剧烈；温度越高，运动越剧烈；运动轨迹不确定 01抓住四个考点抓住四个考点(3)布朗运动和热运动的比较布朗运动和热运动的比较 3.分子间存在着相互作用力分子间存在着相互作用力(1)分子间同时存在相互作用的引力和斥力分子间同时存在相互

7、作用的引力和斥力(2)分子力是分子间引力和斥力的合力分子力是分子间引力和斥力的合力(3)r0为分子间引力和斥力大小相等时的距离为分子间引力和斥力大小相等时的距离,其数量级为其数量级为1010 m.都是无规则运动，都随温度的升高而变得更加都是无规则运动，都随温度的升高而变得更加剧烈剧烈小颗粒小颗粒分子运动分子运动光学显微镜光学显微镜电子显微镜电子显微镜布朗运动是由于小颗粒受到周围分子热运动的撞布朗运动是由于小颗粒受到周围分子热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映动画：动画：分子引力实验分子引力实验 01抓住四个考点抓住四个考点(4)如图所示，分

8、子间的引力和斥力都如图所示，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快化得较快rr0时，时，F引引F斥斥，分子力，分子力F0；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引引减小得减小得更快，分子力更快，分子力F表现为引力；表现为引力；r10r0(109 m)时，时，F引引、F斥斥迅速减弱，几乎为零，分子力迅速减弱，几乎为零，分子力F0. 01抓住四个考点抓住四个考点状元微博状元微博阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁阿伏加德罗常数

9、是联系宏观量和微观量的桥梁 分子模型分子模型球体球体立方体立方体固体固体液体液体气体气体求分子求分子间的距离间的距离适用适用适用适用审题导析审题导析1.系统的内能只依赖于系统系统的内能只依赖于系统自身的状态自身的状态.2.做功和热传递都可以改变做功和热传递都可以改变系统的内能系统的内能.3.微观角度看，气体的内能微观角度看，气体的内能与分子平均动能及气体分与分子平均动能及气体分子数目有关子数目有关.4.一定质量的水变成同温度一定质量的水变成同温度的水蒸气，分子平均动能的水蒸气，分子平均动能不变，分子势能增加不变，分子势能增加. 01抓住四个考点抓住四个考点【思维驱动思维驱动】 关于对内能的理解

10、，下列说法关于对内能的理解，下列说法不正确的是不正确的是()A系统的内能是由系统的状系统的内能是由系统的状态决定的态决定的B做功可以改变系统的内能，做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能变系统的内能C不计分子之间的分子势能，不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能具有相同的内能D1 g 100 水的内能小于水的内能小于1 g 100 水蒸气的内能水蒸气的内能 考纲点击考纲点击 2.2.温度是分子平均动能的标志内能温度是分子平均动能的标志内能解析解析系统的内能只依赖于系系统的内能只依赖于系统自身的

11、状态统自身的状态,是由系统的状态是由系统的状态决定的决定的,A正确；做功和热传递正确；做功和热传递都可以改变系统的内能都可以改变系统的内能,B错误；错误；质量和温度相同的氢气和氧气质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同的平均动能相同,但它们的物质但它们的物质的量不同的量不同,内能不同内能不同,C错误；在错误；在1 g 100 的水变成的水变成100 水蒸气水蒸气的过程中的过程中,分子间距增大分子间距增大,要克服要克服分子间的引力做功分子间的引力做功,分子势能增分子势能增大大,所以所以1 g 100 水的内能小于水的内能小于1 g 100 水蒸气的内能水蒸气的内能,D正确正确.答案答案BC 0

12、1抓住四个考点抓住四个考点【知识存盘知识存盘】 1温度和温标温度和温标(1)温度：两个系统处于热平衡时，它们具有某个温度：两个系统处于热平衡时，它们具有某个“共同的热学共同的热学性质性质”，我们把表征这一，我们把表征这一“共同热学性质共同热学性质”的物理量定义为温的物理量定义为温度一切达到热平衡的系统都具有相同的度一切达到热平衡的系统都具有相同的_(2)两种温标：摄氏温标和热力学温标两种温标：摄氏温标和热力学温标关系：关系：T_.温度温度273.15t 01抓住四个考点抓住四个考点2分子动能、分子势能和物体的内能分子动能、分子势能和物体的内能 01抓住四个考点抓住四个考点状元微博状元微博1温度

13、是分子平均动能的标志温度是分子平均动能的标志2温度、分子动能、分子势能或内能只对大量分子才有意义温度、分子动能、分子势能或内能只对大量分子才有意义3任何物体都有内能任何物体都有内能4体积增大分子势能不一定增大体积增大分子势能不一定增大(如水变成冰如水变成冰) 改变内能改变内能的方式的方式能量能量转化转化内能内能转移转移做功做功热传递热传递本本质质不不同同内能改变上内能改变上是是等效等效的的 01抓住四个考点抓住四个考点考纲点击考纲点击 3.3.热力学第一、二定律能量守恒定律热力学第一、二定律能量守恒定律给旱区送水的消防车停于水平地面上，在缓慢放水过程中，给旱区送水的消防车停于水平地面上，在缓慢

14、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，则胎内气体内气体()A从外界吸热从外界吸热 B对外界做负功对外界做负功C分子平均动能减小分子平均动能减小 D内能增加内能增加 解析解析胎内气体发生的是等温变化，在缓慢放水过程中，压强胎内气体发生的是等温变化，在缓慢放水过程中，压强减小，体积增大，因温度不变，所以分子平均动能和内能不变，减小，体积增大，因温度不变，所以分子平均动能和内能不变，而体积增大，气体膨胀对外界做正功，根据热力学第一定律可而体积增大，气体膨胀对外界做正功，根据热力学第一定律可知气体一定从外界吸热，知气体一定从外界

15、吸热，A对对答案答案A 【思维驱动思维驱动】 01抓住四个考点抓住四个考点【知识存盘知识存盘】 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能增量等于外界向它传递的热内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和量与外界对它所做的功的和(2)表达式：表达式：U_2热力学第二定律热力学第二定律(1)表述一：热量不能表述一：热量不能_从低温物体传到高温物体从低温物体传到高温物体(2)表述二：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，表述二：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而而_ QW自发地自发地不产生其他影响不产生其他影响 01抓住四个考点抓住

16、四个考点3能量守恒定律能量守恒定律(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式种形式_为另一种形式，或者是从一个物体为另一种形式，或者是从一个物体_到别到别的物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变的物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变(2)条件性：能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的条件性：能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的例如，机械能守恒定律具有适用条件，能是否守恒是有条件的例如，机械能守恒定律具有适用条件，而能量守恒定律是无条件的，是一切自然现象都遵守的基本规而能量守恒定律是

17、无条件的，是一切自然现象都遵守的基本规律律(3)两类永动机两类永动机第一类永动机第一类永动机不消耗任何能量，却源源不断地对外做功的机器不消耗任何能量，却源源不断地对外做功的机器不能制成的原因：违背不能制成的原因：违背_定律定律第二类永动机第二类永动机从单一热库吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他从单一热库吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化的机器变化的机器不能制成的原因：违背了不能制成的原因：违背了_ 转化转化转移转移能量守恒能量守恒热力学第二定律热力学第二定律 01抓住四个考点抓住四个考点状元微博状元微博1三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

18、Q0，WU.(2)若过程中不做功，即若过程中不做功，即W0，QU.(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.2在热力学第二定律的表述中，在热力学第二定律的表述中，“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，不需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在本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响如吸热、

19、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、做功等放热、做功等 01抓住四个考点抓住四个考点考纲点击考纲点击 4.4.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用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：向体积为向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到溶液总量为的纯油酸中加入酒精，直到溶液总量为V2；用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体滴时体积为积为V0；先往边长为先往边长为3040 cm的浅盘里倒入的浅盘里倒入2 cm深的水；深的水；用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油

20、酸薄膜形状稳定后，将事用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正的小正方形的坐标纸上；方形的坐标纸上；计算出轮廓范围内正方形的总数为计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格的两个格算，其中不足半个格的两个格算一格，多于半个格的算一格一格，多于半个格的算一格上述实验步骤中有遗漏和错误，遗漏的步骤是上述实验步骤中有遗漏和错误，遗漏的步骤是_;错误的步

21、骤是错误的步骤是_(指指明步骤，并改正明步骤，并改正)，油酸分子直径的表达式，油酸分子直径的表达式d_. 【思维驱动思维驱动】 将痱子粉均匀撒将痱子粉均匀撒在水面上在水面上 ，应该是不足半个格的舍去，多于半个格的算一格，应该是不足半个格的舍去，多于半个格的算一格 V1V0/NV2a2n 动画：动画：单分子油膜法估测分子的大小单分子油膜法估测分子的大小 01抓住四个考点抓住四个考点 01抓住四个考点抓住四个考点【知识存盘知识存盘】 01抓住四个考点抓住四个考点 01抓住四个考点抓住四个考点注意事项注意事项1实验前应检查方盘是否干净实验前应检查方盘是否干净2方盘中的水应保持稳定状态，最好静置一段时

22、间，痱子粉均方盘中的水应保持稳定状态，最好静置一段时间，痱子粉均匀撒在水面上匀撒在水面上3向水面滴油酸酒精溶液时，针尖应竖直、靠近水面，如果离向水面滴油酸酒精溶液时，针尖应竖直、靠近水面，如果离水面太高，可能无法形成油膜最好在水面太高，可能无法形成油膜最好在1 cm左右左右4计算油膜面积时，以坐标纸上方格的数目来计算，不足半个计算油膜面积时，以坐标纸上方格的数目来计算，不足半个的舍去，多于半个的算的舍去，多于半个的算1个个 热学问题中的重要名词热学问题中的重要名词(1)宏观量：物质的体积宏观量：物质的体积V、摩尔体积、摩尔体积Vmol、物质质量、物质质量M、摩、摩尔质量尔质量Mmol、物质密度

23、、物质密度.(2)微观量：分子的体积微观量：分子的体积V0、分子的直径、分子的直径d、分子的质量、分子的质量m.(3)阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NA6.021023个个/mol，是联系宏观世界，是联系宏观世界和微观世界的桥梁和微观世界的桥梁 02突破三个考向突破三个考向考向考向一分子模型、与阿伏加德罗常数相关的估算一分子模型、与阿伏加德罗常数相关的估算 审题导析审题导析注意：宏观量注意：宏观量M、 与微观量分子质量与微观量分子质量m、体积、体积V、分子直、分子直径径D之间的关系之间的关系.02突破三个考向突破三个考向02突破三个考向突破三个考向【借题发挥借题发挥】 【变式跟踪变式跟踪1】 空

24、调在制冷过空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器触蒸发器(铜管铜管)液化成水，经液化成水，经排水管排走，空气中水分越来排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥某空调越少，人会感觉干燥某空调工作一段时间后，排出液化水工作一段时间后，排出液化水的体积的体积V1.0103 cm3.已知水已知水的密度的密度1.0103 kg/m3、摩、摩尔质量尔质量M1.8102 kg/mol，阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NA6.01023 mol1.试求：试求：(结果均保留一位结果均保留一位有效数字有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总该液化水中含有水分子的总数数N；(2)一

25、个水分子的直径一个水分子的直径d. 02突破三个考向突破三个考向02突破三个考向突破三个考向考向考向二分子间作用力、分子势能与分子间距的关系二分子间作用力、分子势能与分子间距的关系 1.在在rr0阶段阶段,F为引力为引力, 随随r减小减小,F做正功做正功,分子势能分子势能减小减小,动能增加动能增加.2.在在rr0阶段，当阶段，当r减小时减小时F做正功，做正功，分子势能减小，分子动能增加，分子势能减小，分子动能增加，故选项故选项A正确正确在在r0物体对外界做功物体对外界做功 W0物体向外界放出热量物体向外界放出热量 Q0物体内能减少物体内能减少 U0【变式跟踪变式跟踪3】 (1)第一类永动机不可

26、能制成是因为其违反了第一类永动机不可能制成是因为其违反了_，第二类永动机不可能制成是因为其违反了，第二类永动机不可能制成是因为其违反了_(2)在一个大气压下，水在沸腾时，在一个大气压下，水在沸腾时，1 g水吸收水吸收2 263.8 J的热量后的热量后由液态变成同温度的气态，其体积由由液态变成同温度的气态，其体积由1.043 cm3变成变成1 676 cm3，求：求：1 g水所含的分子个数；水所含的分子个数；体积膨胀时气体对外界做的功；体积膨胀时气体对外界做的功；气体的内能变化气体的内能变化(大气压强大气压强p01.0105 Pa，水的摩尔质量，水的摩尔质量为为M18 g/mol，阿伏加德罗常数，阿伏加德罗常数NA6.01023 mol1)02突破三个考向突破三个考向能量守恒定律能量守恒定律 热力学第二定律热力学第二定律(2)答案：答案：3.31022个个167.5 J增加增加2 096.3 J 02突破三个考向突破三个考向03随堂基础演练随堂基础演练随堂基础演练随堂基础演练 答案及解析答案及解析D D BDBD B B BC