物理高考金版学案第一轮总复习时分子动理论热力学定律学习教案

1、会计学1物理高考金版学案第一轮总复习时分子物理高考金版学案第一轮总复习时分子(fnz)动理论热力学定律动理论热力学定律第一页，共35页。第第1课时分子动理论课时分子动理论(lln)热力学定热力学定律律第1页/共35页第二页，共35页。第2页/共35页第三页，共35页。 考点一考点一 分子分子(fnz)直径、质量、数直径、质量、数目等目等 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：物体宏观量：物体(wt)的体积的体积V、摩尔体积、摩尔体积Vm，物体物体(wt)的质

2、量的质量m、摩尔质量、摩尔质量M、物体、物体(wt)的密的密度度.第3页/共35页第四页，共35页。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 nmMNAVMNA.(4)单位质量中所含的分子数：nNAM.第4页/共35页第五页，共35页。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第5页/共35页第六页，共35页。【例【例1】(2016淄博模拟淄博

3、模拟)已知某种气体已知某种气体(qt)的摩尔质的摩尔质量为量为M，密度为，密度为，阿伏加德罗常数为，阿伏加德罗常数为NA.则该种气体则该种气体(qt)中每个分子的质量为中每个分子的质量为_，分子的平均间距为，分子的平均间距为_第6页/共35页第七页，共35页。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，直接测量它们的数分子的大小、分子体积、分子质量属微观量，直接测量它们的数值非常困难，可以借助较易测量的宏观量结合摩尔体积、摩尔质量值非常困难，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，其中阿伏加德罗常数是联系宏观量和

4、微观量等来估算这些微观量，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的桥梁和纽带(2)建立合适的物理模型，通常把固体、液体分子模拟建立合适的物理模型，通常把固体、液体分子模拟(mn)为球形为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或小立方体形气体分子所占据的空间则建立立方体模型第7页/共35页第八页，共35页。1(2016临沂模拟临沂模拟)空调在制冷过程中，室内空气中的水空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器蒸气接触蒸发器(铜管铜管)液化成水，经排水管排走，空气中液化成水，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，水分越来越少，人会感觉干燥

5、某空调工作一段时间后，排出液化水的体积排出液化水的体积V1.0103cm3.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，阿伏加德罗常数加德罗常数NA6.01023mol1.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)该液化水中含有该液化水中含有(hn yu)水分子的总数水分子的总数N；(2)一个水分子的直径一个水分子的直径d.第8页/共35页第九页，共35页。第9页/共35页第十页，共35页。 考点二考点二 分子分子(fnz)力、分子力、分子(fnz)势能势能与分子与分子(fnz)间间 距离的关系距离的关系分子力与分子

6、势能分子力与分子势能(shnng)的比较：的比较：第10页/共35页第十一页，共35页。第11页/共35页第十二页，共35页。【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在分子力作用(zuyng)下由静止开始运动，直至不再靠下由静止开始运动，直至不再靠近在此过程中，下列说法正确的是近在此过程中，下列说法正确的是_(填正确答案填正确答案标号标号)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

7、分子势能和动能之和不变分子势能和动能之和不变第12页/共35页第十三页，共35页。思路思路(sl)指引：分子间作用力是分子间引力和分子间斥力的指引：分子间作用力是分子间引力和分子间斥力的合力，分子间距离的不同，分子间作用力有时表现为引力，合力，分子间距离的不同，分子间作用力有时表现为引力，有时表现为斥力，如果分力做负功，分子势能就增加，如果有时表现为斥力，如果分力做负功，分子势能就增加，如果分力做正功，分子势能就减小分力做正功，分子势能就减小第13页/共35页第十四页，共35页。解析：分子力解析：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，当两个分

8、子由相距为引力；综上可知，当两个分子由相距较远逐渐达到最近较远逐渐达到最近(zujn)过程中分子力是先变大再变小后又变大，故过程中分子力是先变大再变小后又变大，故选项选项A错误；分子力为引力时，随着分子间距离的减小，分子力做正错误；分子力为引力时，随着分子间距离的减小，分子力做正功，分子势能减小，分子力为斥力时，随着分子距离减小，分子力做功，分子势能减小，分子力为斥力时，随着分子距离减小，分子力做负功，分子势能增大，故选项负功，分子势能增大，故选项B正确，选项正确，选项D错误；因为仅有分子力错误；因为仅有分子力作用，故只有分子动能和分子势能之间转化，即分子势能减小时分子作用，故只有分子动能和分

9、子势能之间转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，故选项动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，故选项C、E正确正确. 答案：答案：BCE第14页/共35页第十五页，共35页。2(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如图所示是分子间引力或斥力大小随分子间距离小随分子间距离(jl)变化的图象，由此可知变化的图象，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(jl)r等于两图线交点等于两图线交点e的横坐标时，分子的横坐标时，分子力一定为零力一定为零D当分子间距离当分子间

10、距离(jl)r等于两图线交点等于两图线交点e的横坐标时，分子的横坐标时，分子势能一定最小势能一定最小E当分子间距离当分子间距离(jl)r等于两图线交点等于两图线交点e的横坐标时，分子的横坐标时，分子势能一定为零势能一定为零第15页/共35页第十六页，共35页。解析：在解析：在Fr图象中，随图象中，随r增加，斥力变化快，所以增加，斥力变化快，所以ab为引力为引力(ynl)图图线，线，A对，对，B错；两图象相交点错；两图象相交点e为分子所受的引力为分子所受的引力(ynl)和斥力大小相和斥力大小相等，即分子间相互作用的受力平衡位置，分子力为等，即分子间相互作用的受力平衡位置，分子力为0，分子势能最小

11、，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第16页/共35页第十七页，共35页。 考点三考点三 热力学第一定律的理解热力学第一定律的理解(lji)应用应用1在在UQW中，中，W表示做功情况，说明表示做功情况，说明(shumng)内能内能和其他形式的能可以相互转化；和其他形式的能可以相互转化；Q表示吸热或放热的情况，说明表示吸热或放热的情况，说明(shumng)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是能量守恒定律的具体体现是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，

12、则Q0，WU，外界对物体做的功等，外界对物体做的功等于物体内能的增加于物体内能的增加第17页/共35页第十八页，共35页。(2)若过程中不做功若过程中不做功(zugng)，即，即W0，QU，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(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量，外界对物体做的功等于物体放出的热量3温度、内能、热量、功的比较温度、内能、热量、功的比较第18页/共35页第十九页，共35页。第19页/共35页第二十页，共35页。【例【例3】(多选多选)(2014广东

13、卷广东卷)用密封性好、充满气体的塑料用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周(szhu)被挤压时，被挤压时， 假假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体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，压强减小第20页/共35页第二十一页，共35页。第21页/共35页第二十二页，共35页。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(zhungti)1变化到状态

14、变化到状态(zhungti)2的过程中，吸收的过程中，吸收热量热量280 J，并对外做功，并对外做功120 J，试问：，试问：(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如果这些气体又返回原来的状态(zhungti)，并放，并放出了出了240 J的热量，那么在返回的过程中是气体对外界的热量，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？做功，还是外界对气体做功？做功多少？第22页/共35页第二十三页，共35页。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

15、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，所以气体从状态由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从状态2回到状态回到状态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的过程中内能的变的过程中内能的变化量，则从状态化量，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，即外界(wiji)对气体做对气体做功功80 J.答案：答案：(1)增加了增加了160 J (2)外界外界(wiji)

16、对气体做功对气体做功80 J第23页/共35页第二十四页，共35页。 考点四考点四 对热力学第二定律对热力学第二定律(dngl)的理解的理解1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，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在本系统(xtng)内完成，对周围环境不产生热力学方面内完成，对周围环境不产生热力学

17、方面的影响如吸热、放热、做功等的影响如吸热、放热、做功等第24页/共35页第二十五页，共35页。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热力学第二定律的每一种表述(bio sh)，都揭示了大量分子参与，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涉及热现象宏观过程的方向性，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的宏观过程都具有方向性第25页/共35页第二十六页，共35页。3热力学过程热力学过程(guchng)方向性实例方向性实例第26页/共35页第二十七页，共35页。【例【例4】(2017秦皇岛模拟秦皇岛模拟)根据你学

18、过的热学中的有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关知识，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凡与热现象有关的宏观过程(guchng)都具有方向性，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，而在热传递中，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不能从低温物体传递给高温物体第27页/共35页第二十八页，共35页。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，

19、制冷机却可以使温度降到冷机却可以使温度降到293 D第一类永动机违背能量第一类永动机违背能量(nngling)守恒定律，第二类永守恒定律，第二类永动机不违背能量动机不违背能量(nngling)守恒定律，随着科技的进步和守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来发展，第二类永动机可以制造出来第28页/共35页第二十九页，共35页。解析：机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化解析：机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，时也可以全部转化为机械能，A正确；凡与热现象有关的宏观正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从

20、高温物过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，须借助外界的帮助，B错误；尽管科技不断进步，热机的效率错误；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到仍不能达到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，只能无限接近无限接近(jijn)273.15 ，却永远不能达到，却永远不能达到，C错误；第一错误；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，而是违背了热力学第二定律，第

21、二类永动机不可能制定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，造出来，D错误错误答案：答案：A第29页/共35页第三十页，共35页。4(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可以从单一可以从单一(dny)热源吸收热量，使之完全变为功热源吸收热量，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第30页/共35页第三十一页，共35页。解析：内能的改变可以通过做功或热传递进行，故解析：内能的改变可以通过做功或热传递进行，故A正确；正确；对某物体做功，若物体向外放热，则物体的内能不一定增加，对某物体做功，若物体向外放热，则物体的内能不一定增加，B错误；在引起其他变化的情况下，从单一热源吸收热量可错误；在引起其他变化的情况下，从单一热源吸收热量可以将其全部变为功，以将其全部变为功，C正确；在引起其他变化的情况下，可正确；在引起其他变化的情况下，可以将热量从低温物体传向高温物体，以将热量从低温物体传