高考综合复习——热学专题

1、仅供个人参考高考综合复习热学专题复习一分子动理论、热力学定律和能量守恒总体感知知识网络第一部分分子动理论知识要点梳理知识点一物质是由大量分子组成的知识梳理1分子体积分子体积很小，它的直径数量级是m。油膜法测分子直径：，V是油滴体积，S是水面上形成的单分子油膜的面积。不得用于商业用途仅供个人参考2分子质量分子质量很小，一般分子质量的数量级是3阿伏伽德罗常数。1摩的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值。疑难导析关于计算分子大小的两种物理模型：1对于固体和液体对于固体和液体，分子间距离比较小，可以认为分子是一个个紧挨着的，设分子体积为，则分子直径：（球体模型），（立方体模型）。2对于气体对于气体

2、，分子间距离比较大，处理方法是建立立方体模型，从而可计算出两气体分子之间的平均间距。说明：（1）不论把分子看成是球体还是立方体，都是一种近似的处理方法，得出的结果虽然稍有不同，但不会影响到分子直径的数量级都是m这一点。（2）估算问题常用到的一些常识性的数据：如室温可取27；地球公转周期为365天；地球自转周期为24h；月球绕地球转动周期为30天；标准状态下气体压强=76cmHg、温度T=273K、体积V=22.4L等。：在用油膜法测定分子直径的实验中，若已知该种油的摩尔质量为M，密度为，油滴质量为m，油滴在液面上扩展后的最大面积为S，以上各量均为国际单位，那么，下列各式中正确的是（）A油分子直

3、径B油分子直径C油滴所含分子数为D油滴所含分子数为答案：BC解析：油滴的体积为，则分子直径，A错，B项正确。油滴中所含的分子数不得用于商业用途，故C对，D错。仅供个人参考知识点二分子永不停息地做无规则热运动知识梳理1分子永不停息做无规则热运动的实验事实：扩散现象和布郎运动。扩散现象在说明分子在不停地运动着的同时，还说明了分子之间有空隙。水和酒精混合后的体积小于原来总体积之和，就是分子之间有空隙的一个例证。2布朗运动布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动。布朗运动不是分子本身的运动，但它间接地反映了液体（气体）分子的无规则运动。3实验中画出的布朗运动路线的折线，不是微粒运动的真实

4、轨迹。因为图中的每一段折线，是每隔30s时间观察到的微粒位置的连线，就是在这短短的30s内，小颗粒的运动也是极不规则的。4布朗运动产生的原因大量液体分子（或气体）永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。简言之：液体（或气体）分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。5影响布朗运动激烈程度的因素固体微粒的大小和液体(或气体)的温度。固体微粒越小，液体分子对它各部分碰撞的不均匀性越明显；质量越小，它的惯性越小，越容易改变运动状态，所以运动越激烈；液体(或气体)的温度越高，固体微粒周围的液体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不平衡性越强，布朗运动越激烈。6

5、能在液体（或气体）中做布朗运动的微粒都是很小的，一般数量级在m，这种微粒肉眼是看不到的，必须借助于显微镜。风天看到的灰砂尘土都是较大的颗粒，它们的运动不能称为布朗运动，另外它们的运动基本属于在气流作用下的定向移动，而布朗运动是无规则运动。疑难导析1布朗运动与扩散现象的异同（1）它们都反映了分子在永不停息地做无规则运动；（2）它们都随温度的升高而表现得更明显；（3）布朗运动只能在液体、气体中发生，而扩散现象可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。2热运动与机械运动由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子并没有统一的运动步调，单独来看，各个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的，但从总体来看，

6、大量分子的运动却有一定的规律，这种规律叫做统计规律。大量分子的集体行为受到统计规律的支配。热运动中每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断地变化。机械运动指宏观物体整体的运动，与热运动是两种不同的运动形式，所以机械运动与热运动的速率不存不得用于商业用途仅供个人参考在对应关系。必须注意，不能把布朗运动叫做热运动。：如图所示是关于布朗运动的实验，下列说法中正确的是（）A图中记录的是分子无规则运动的情况B图中记录的是粒子做布朗运动的轨迹C实验中可以看到，粒子越大，布朗运动越明显D实验中可以看到，温度越高，布朗运动越激烈答案：D解析：布朗运动不是固体分子的无规则运动，而是大量液体分子无规则热运动时

7、与悬浮在液体中的小颗粒发生碰撞，从而使小颗粒做无规则运动，即布朗运动是分子热运动的反映温度越高，分子运动越激烈，布朗运动也越激烈，可见A错误，D正确粒子越小，某一瞬间跟它撞击的分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，即布朗运动越显著，故C错图中每个拐点记录的是粒子每隔30s的位置；而在30s内粒子做的也是无规则运动，而不是直线运动，故B错。知识点三分子间存在着相互作用力知识梳理1分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。分子间的引力和斥力只与分子间距离(相对位置)有关，与分子的运动状态无关。2分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小，随分子间的距离r的

8、减小而增大，但斥力的变化比引力的变化快。3分子力F和距离r的关系如图所示，F0为斥力，F0为引力，横轴上方的虚线表示分子间斥力随r的变化图线，横轴下方的虚线表示分子间引力随r的变化图线，实线为分子间引力和斥力的合力F（分子力）随r的变化图线。（1）当时，分子间引力和斥力相平衡，分子处于平衡位置，其中为分子直径的数量级，约为m。（2）当（3）当时，时，对外表现的分子力F为斥力。，对外表现的分子力F为引力。（4）当时，分子间相互作用力变得十分微弱，可认为分子力F为零（如气体分子间可认为作用力为零）。疑难导析1引起分子间相互作用力的原因不得用于商业用途仅供个人参考分子间相互作用力是由原于内带正电的原

9、子核和带负电的电子间相互作用而引起的。2对气体很难被压缩的解释有的同学认为：气体被压缩时，当体积压缩到一定程度后就很难再继续压缩了，这是由于气体分子间的分子力表现为斥力的缘故。其实这种说法是不正确的。因为气体分子间的距离往往都是大于的，表现出来的分子力是引力。至于很难压缩是由于气体的体积减小，单位体积内的分子数增加，单位面积上受到气体分子的碰撞作用增大，即压强增大，所以就难压缩。：分子间同时存在吸引力和排斥力，下列说法正确的是（）A当物体内部分子间的吸引力大于排斥力时，物体的形态表现为固体B当物体内部分子间的吸引力小于排斥力时物体的形态表现为气体C当分子间的距离增大时，分子间的吸引力和排斥力都

10、减小D当分子间的距离减小时，分子间的吸引力增大而排斥力减小答案：C解析：气体的分子间距约为，分子力约为零，所以选项B错误；物体的形态表现为固体时，分子间距约为，分子力约为零，所以选项A错误；当分子间距增大时，分子间的吸引力和排斥力都减小，选项C正确；分子间距减小时，分子间的吸引力和排斥力都增大斥力比引力增加得更快，表现为斥力，选项D错误知识点四温度和温标知识梳理1热平衡定律如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，这个结论称为热平衡定律。一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。2温度和温标（1）温度宏观上表示物体的冷热程度。从分子运动论的观点来看，温度标志着

11、物体内部分子无规则热运动的激烈程度，温度越高，物体内部分子的热运动越激烈，分子的平均动能就越大。温度的高低是物体分子平均动能大小的宏观标志。（2）温度的数值表示方法叫做温标。常用温标有两种：Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse摄氏温标热力学温标不得用于商业用途仅供个人参考温标Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse零度的规定Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse温度名称冰水混

12、合物的温度273.15摄氏温度热力学温度温度符号温度的单位名称温度的单位符号关系t摄氏度T开尔文K特别提醒：（1）热力学温度的零度叫做绝对零度，它是低温的极限，可以无限接近但不能达到。（2）热力学温度是国际单位制中七个物理量之一，因此它的单位属基本单位。（3）用热力学温标表示的温度和用摄氏温标表示的温度，虽然起点不同，但所表示温度的间隔是相同的,eqoac(,T=)eqoac(,t)。（4）温度是大量分子热运动的集体行为，对个别分子来说温度没有意义。疑难导析对温度的理解：1宏观上（1）温度的物理意义：表示物体冷热程度的物理量。不得用于商业用途仅供个人参考（2）与热平衡的关系：各自处于热平衡状态

13、的两个系统，相互接触时，它们相互之间发生了热量的传递，热量从高温系统传递给低温系统，经过一段时间后两系统温度相同，达到一个新的平衡状态。2微观上（1）反映物体内分子热运动的剧烈程度，是大量分子热运动平均动能的标志。（2）温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对个别分子来说温度是没有意义的。特别提醒：两个系统达到热平衡时，不再发生热量的传递，它们的温度必相同，但它们的压强、体积不一定相同。：关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的是（）A只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态B两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统的温度是相等的C热平衡就是平衡态D处于热平衡的几个系统的温

14、度一定相等答案：BD解析：一般来说，描述系统状态的参量不只温度一个，根据平衡态的定义可以确定A错，根据热平衡的定义可知B和D正确，平衡态是指某一系统而言的，热平衡是两个系统相互影响的最终结果，可见C错，故应选BD。知识点五物体的内能知识梳理1分子动能、分子势能、内能的比较见下表：分子的动能分子势能物体的内能分子无规则运动（即热运物体中所有分子热运动的动能和分定义由分子间相对位置决定的势能动）的动能子势能的总和决定大小的因素温度是物体分子热运动的平均动能的标志温度升高，分子热运动的平均动能就增大分子势能（）随分子间距离（r）变化物体内所有分子势能的总和跟物体的体积有关物体的内能在宏观上与质量、温

15、度、体积有关当分子间作用力忽略不计时，就不具有分子势能。因此理想气体就不具有分子势能。一定质量理想气体的内能只由温度决定备注温度、内能等，只对大量分子才有意义，不能像研究机械运动那样，取单个分子或几个分子作为研究对象，应用以上物理量去描述它们，那样做也是没有意义的不得用于商业用途仅供个人参考2分子势能跟分子间距离r有关（1）一般选取两分子间距离很大（所示：）时，分子势能为零。分子势能跟分子间距离r关系如图（2）在在的条件下，分子力为引力，当两分子逐渐靠近至过程中，分子力做正功，分子势能减小。的条件下，分子力为斥力，当两分子间距离增大至过程中，分子力也做正功，分子势能也减小。当两分子间距离时，分

16、子势能最小。疑难导析1分子势能的分析分子势能是由于分子之间有相互作用力，当分子间距离发生变化时，分子力要做功，使能量状态发生变化。分子势能与其它势能相似：分子力做正功，势能减小，分子力做负功（克服分子力做功），势能增大；分子势能是相对的，只有确定零点后才有确切值；当选无穷远为势能的零点，那么物体的分子势能小于零，因为两个分子之间从很远到接近过程中，首先体现的是引力，靠近过程，引力做正功，势能减小，当时势能最小；分子动能和分子势能可以相互转化，固体分子总是在固定位置振动，就是分子动能和势能相互转化，若分子有足够大的动能，它就可以克服其它分子对它的束缚力而离开这个物体。物体的分子势能与物体的体积有

17、密切关系，物体体积改变，物体的分子势能必定发生改变。2物体的内能跟机械能的区别（1）能量的形式不同：物体的内能和物体的机械能分别跟两种不同的运动形式相对应，内能是由于组成物体的大量分子的热运动及分子间的相对位置而使物体具有的能。而机械能是由于整个物体的机械运动及其与它物体间相对位置而使物体具有的能。（2）决定能量的因素不同：内能只与（给定）物体的温度和体积有关，而与整个物体的运动速度跟物体的相对位置无关。机械能只与物体的运动速度和跟其他物体的相对位置有关，与物体的温度体积无关。（3）一个具有机械能的物体，同时也具有内能；一个具有内能的物体不一定具有机械能。（4）内能和其它形式的能可以相互转化，在转化的过程中满足能量守恒定律。特别提醒：（1）物体的体积越大，分子势能不一定就越大，如0的水结成0的冰后体积变大，但分子势能却减小了。（2）理想气体分子间相互作用力为零，故分子势能忽略不计，一定质量的理想气体内能只与温度有关。不得用于商业用途（3）机械能和内能都是对宏观物体而言的，不存在某个分子