2019高考物理专题复习-3-3热学知识点全

1、专题复习 热学（固体、液、气）考点1、分子动理论的基本观点 阿伏罗德罗常数古希腊 德谟克里特提出“原子”的概念阿伏加德罗常数（NA6.021023mol1）是联系微观量与宏观量的桥梁微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m；宏观量：物质体积V、摩尔体积Vmol、物质质量、摩尔质量Mmol、物质密度（1）分子质量：（2）分子体积：（对气体，V0应为气体分子占据的空间大小）（3）分子直径：球体模型： （固体、液体一般用此模型）立方体模型：（气体一般用此模型） （对气体，d应理解为相邻分子间的平均距离）（4）分子的数量：，注意公式的使用条件固体、液体可估算分子质量、大小（认为分子一个挨一个紧密排

2、列）；气体不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量；分子直径的数量级为1010m考点2、用油膜法估测分子的大小（实验、探究）1、实验原理：利用油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子大小（模型法、估算法）2、实验步骤：（1）用注射器吸入一定体积事先配好的油酸酒精溶液，均匀地滴出，记下滴出的滴数，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0；利用已知的浓度算出这滴溶液中纯油酸的体积V（2）在浅盘中倒入约2cm深的水，在水面上均匀地撒一层薄薄的痱子粉，用注射器轻轻地滴一滴油酸溶液在水面上（3）待油酸溶液全部散开，形状稳定后，用一玻璃板轻轻盖在浅盘上，然后用水笔把油酸溶液的轮廓画在玻璃板上，并估算出油

3、酸溶液在水面上散开后的面积S（4）用公式d=V/S，算出油酸的厚度，此即油酸分子的直径【典型例题2】在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定 将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上完成下列填空

4、：(1)上述步骤中，正确的顺序是 (填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2由此估算出油酸分子的直径为 m(结果保留l位有效数字)考点3、分子热运动 布朗运动1、扩散现象：不同物质彼此进入对方的现象（分子热运动）温度越高，扩散越快直接说明：组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈；间接说明：分子间有间隙分子的扩散在科学研究和生产技术中有很多应用。在电子技术领域，利用真空、高温条件下固体原子的扩散，可以向半导体材料中掺入其

5、他元素，制成各种半导体器件；机械工业中常常在某些轴、齿轮等零件表面掺上碳、氮等元素，以增加其耐磨、耐腐蚀等特殊性能。2、布朗运动：1827年，英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象。 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扩散现象是分子运动的直接证明，布朗运动间接说明了液体分子的无规则运动布朗运动发生的原因是受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的，因而布朗运动说明了分子在永不停息地做无规则运动 当悬浮微粒足够小时，受到的来自各个方向的液体分子的碰撞作用不平衡。由于来自各个方向碰撞作用所产生合力的大小、方向是无规则，因而微粒运动的方向及运

6、动的快慢都是无规则的。微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的分子数越少，碰撞作用的不平衡性表现得越明显，布朗运动就越明显。悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟微粒相撞的分子数越多，从不同方向撞击微粒的分子数就越相近，碰撞作用的不平衡性就表现得越不明显，因而布朗运动也越不明显。如果微粒足够大，以至于在各个方向上与微粒相撞的分子数几乎相等，那么就观察不到布朗运动了。注意：（1）布朗运动不是固体微粒中分子的无规则运动；（2）布朗运动不是液体分子的运动；（3）布朗运动不是热运动（热运动是指大量分子的无规则运动）；（4）课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹；（5）微粒越小，温度越高，布朗运动越明显；

7、（6）房间里一缕阳光下的灰尘的运动不是布朗运动（说明：布朗运动必须在显微镜下才能观察到，肉眼所见都不是布朗运动）考点4、分子间的作用力1、分子间引力和斥力一定同时存在，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化快2、实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力随分子间距离的增大，分子力先变小后变大再变小（注意：这是指 r从小于r0开始到增大到无穷大）3、分子力的表现及变化，对于曲线注意两个距离，即r0（1010m）与10r0（1）当分子间距离为r0（约为1010m）时，分子力为零，分子势能最小（2）当分子间距离rr0时，分子力表现为引力当分子间距离由r0增大时，分子力先增

8、大后减小（3）当分子间距离rr0时，分子力表现为斥力当分子间距离由r0减小时，分子力不断增大考点5、分子热运动速率的统计分布规律统计规律：单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的；大量分子的集体行为受到统计规律的支配大量分子做无规则运动，它们的速率虽然有大有小，但分子的速率都按照一定的规律分布，大多数分子的速率在某个数值附近；离开这个数值越远，分子数越少（“中间多两头少”）；气体温度越高，速率大的分子所占的比例越大如图是气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线，图中表示处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为，则 考点6、温度、内能和气体的压强1、温度和温标（1）温度标志着物体内部大量

9、分子做无规则热运动的剧烈程度，可以作为物体分子热运动的平均动能的量度。物体内分子的平均动能与物体做机械运动的速度大小无关温度高，分子平均动能大，但平均速率不一定大对于一般的气体，通过严格的理论推导可以得到，温度与分子热运动的平均动能成正比，温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，它仅仅与大量分子热运动的平均动能相对应，离开了大量分子来说温度是没有意义的，例如说“10个分子的温度是多少”就无从谈起。（2）热力学温度（T）与摄氏温度（t）的关系为：Tt+273.15（K）说明：两种温度数值不同，但改变1K和1的温度差相同；0K是低温的极限，只能无限接近，但不可能达到2、内能（1）内能是物体内所有分子

10、无规则运动的动能和分子势能的总和，是状态量改变内能的方法有做功和热传递，它们是等效的 物体内能与其所处的状态（如温度、体积等）有关，而与物体如何达到这个状态的过程无关。物体的状态发生变化，物体所具有的内能也发生变化。（2）决定分子势能的因素：从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关；从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关（3）固体、液体的内能与物体所含物质的多少（分子数）、物体的温度（平均动能）和物体的体积（分子势能）都有关一般情况下，气体分子间距离较大，不考虑气体分子势能的变化（即不考虑分子间的相互作用力）（4）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它们之间可以

11、转化注意：（1） 温度是分子平均动能大小的标志，温度相同时任何物体的分子平均动能相等，（2） 但平均速率一般不等（分子质量不同）（2）分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加（3）分子势能为零一共有两处（4）理想气体分子间作用力为零，分子势能为零，只有分子动能（5）内能是宏观量，只对大量分子组成的物体有意义，对个别分子无意义物体的内能由分子数量（物质的量）、温度（分子平均动能）、体积（分子间势能）决定，与物体的宏观机械运动状态无关内能与机械能没有必然联系3、气体压强微观解释气体的压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。气体压强的大小与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度两个因素

12、有关。气体压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。（1）气体分子的平均动能，从宏观上看由气体的温度决定（2）单位体积内的分子数（分子密度），从宏观上看由气体的体积决定考点7 饱和汽、饱和汽压和相对湿度1.饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽.(2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽.2.饱和汽压(1)定义：饱和汽所具有的压强.(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关.3.相对湿度空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比.即：相对湿度.考点8 气体实验定律 理想气体1、三个气体状态参量（1）温度：温度在宏观上表

13、示物体的冷热程度；在微观上是分子平均动能的标志热力学温度是国际单位制中的基本量之一，符号T，单位K（开尔文）；摄氏温度是导出单位，符号t，单位（摄氏度），关系是t=T-T0，其中T0=273.15K两种温度间的关系可以表示为：T = t+273.15K，0K是低温的极限，它表示所有分子都停止了热运动可以无限接近，但永远不能达到（2）体积：气体的体积总是等于盛装气体的容器的容积（3）压强：在盛有气体的容器中，容器壁不断受到气体分子的碰撞，每个分子撞击器壁一次，就给器壁一个作用力，当大量分子对器壁进行碰撞时，就可以使器壁受到一个持续的、均匀的 作用力，这就是压强。气体的压强就是大量气体分子作用在器

14、壁单位面积上的平均作用力。气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁而产生的一般情况下不考虑气体本身重力，所以同一容器内气体压强处处相等大气压宏观上可以看成是大气受地球吸引而产生的重力引起的气体压强的单位：帕斯卡（Pa）,标准大气压 (atm)，毫米汞柱（mmmHg）;1atm=1.01105Pa,1mmHg=133Pa2、探究一定质量理想气体压强p、体积V、温度T之间关系，采用的是控制变量法3、三种变化：玻意耳定律：PVC查理定律：P / TC盖吕萨克定律：V/ TC提示：等温变化中的图线为双曲线的一支，等容（压）变化中的图线均为过原点的直线（之所以原点附近为虚线，表示温度太低了，规律不再满足）图

15、中双线表示同一气体不同状态下的图线，虚线表示判断状态关系的两种方法对等容（压）变化，如果横轴物理量是摄氏温度t，则交点坐标为273.15 气体实验定律的微观解释：（1）波意耳定律解释：对一定质量的气体，温度不变时，意味着气体分子的平均动能是一定的。气体体积越小，分子的密集程度越大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数越多，气体的压强就越大。（2）查理定律解释：一定质量的气体，体积保持不变，则单位体积中的分子数也保持不变，当温度升高时，分子热运动的平均动能增大，这一方面使的单位时间内撞击到器壁单位面积上的分子数增多，同时也使得分子撞击器壁时对器壁的撞击力增大，从而使得气体的压强随之增大。（3）盖吕

16、萨克定律解释：一定质量的气体，当温度升高时，气体分子热运动的平均动能增大，这会使气体对器壁的压强增大。要使压强保持不变，必须减小气体分子的密集程度，使单位时间内与器壁单位面积上碰撞的分子数减少，这在宏观上就表现为气体体积的增大。4、理想气体理想气体，由于不考虑分子间相互作用力，理想气体的内能仅由温度和分子总数决定 ，与气体的体积无关 理想气体在任何温度、任何压强下都遵受气体实验定律。理想气体是一种理想化的模型 理想气体从微观上看，其分子都是不占有空间的质点，而且分子间除了碰撞外完全没有相互作用力。考点9、晶体和非晶体 晶体的微观结构1、由分子、原子或离子按一定的规律重复排列而成的固体叫做晶体有

17、些晶体具有规则的几何形像玻璃、松香、沥青等没有规则的几何形状的固体叫做非晶体晶体都有固定的熔点，而非晶体没有确定熔点晶体有单晶体和多晶体两种整个物体就是一个晶体叫做单晶体，如果整个物体由大量不规则排列的小晶体组成，叫做多晶体多晶体不具有规则的几何形状，各种金属材料都是多晶体由于小晶体的排列是杂乱的，所以金属整体表现为各向同性2、单晶体在不同方向上导热性能、导电性能、机械强度等物理性质可能不相同，这种特性叫做各向异性，而多晶体、非晶体在各个方向上的各种物理性质都是相同的，即各向同性3、同一种物质，可能有晶体、非晶体两种形态，它们之间在一定的条件下可以相互转化如天然水晶和石英玻璃4、通过X射线在晶

18、体上的衍射实验，发现各种晶体内部的微粒按各自的规则排列，具有空间上的周期性晶体具有点阵结构，如图为食盐晶体的点阵结构。有的物质组成它们的微粒按照不同规则在空间分布，因此在不同条件下可以生成不同的晶体例如：碳原子由于排列不同可以生成石墨（层状结构）或金刚石（紧密结构）5.固体为什么有一定的体积和形状？ 构成固体的微粒排列非常紧密，微粒之间的引力很大，绝大多数粒子只在各自的平衡位置附近做小范围的无规则振动，所以固体具有固定的形状和体积。6.晶体为什么会表现各向异性？ 如图：从某一微粒出发，沿不同的方向画等长的线段AB、AC、AD，则三条线段上的微粒数目并不相等。这表明不同方向上微粒排列的情况不同。

19、正是由于这个原因，晶体在不同的方向上会表现出不同的物理性质。7.同一种物质为什么物理性质可能不同？同样的砖头可以建造出不同的建筑，同一种物质微粒也可以形成不同的晶体结构，从而表现出不同的物理性质。例如：金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但金刚石中碳原子形成一种紧密结构，相互之间的作用力很强，所以金刚石十分坚硬，可用来制造玻璃刀和钻头；而石墨则是层状结构，层与层之间距离较大，作用力较弱，沿着这个方向容易把石墨一层层地剥下，所以，石墨质地松软，用来制作铅笔芯和润滑剂。考点10 液晶1、液晶：处于固体与液体之间的一种过渡状态称为液晶态，处于这种状态的物质就叫做液晶。液晶既具有液体的流动性又具有某些晶体

20、各向异性的光学性质天然存在的液晶不多，多数液晶为人工合成2、液晶的特性：加在液晶中的电场强度变化时，液晶可以让光线通过或不通过，也可以显示不同颜色的光；温度变化时，某些液晶的颜色也会发生变化液晶显示就是利用液晶的性质发展起来的3、液晶表现出来的特性跟液晶内部分子以及分子排列的有序性有关。当处于固态时，分子保持固定的位置和取向，同时具有位置有序和取向有序；当处于液态时，这两种有序性完全丧失，分子可以随意地移动和转动；当处于液晶态时，分子位置的有序性丧失，可以与在液体中大体相同的方式自由地来回运动，但仍倾向于保持在固体中确定的取向，分子排列在液晶中的有序性介于固体和液体之间。液晶的分子结构，如图固

21、体：位置有序、取向有序液晶：位置无序、取向有序液体：位置无序、取向无序液晶分子的排列会因温度、压强、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等外界条件的微小变动而发生变化，由此引起液晶光学性质的改变，液晶显示（即LCD）就是利用液晶的这些性质而发展起来的。【典型例题】关于液晶，下列说法中正确的有A液晶是一种晶体 B液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性C液晶的光学性质随温度的变化而变化 D液晶的光学性质随外加电压的变化而变化考点11 液体的表面张力1、表面张力：液体的表面层好像是绷紧的橡皮膜一样，具有收缩趋势液体表面存在的这种收缩力叫做表面张力荷叶上的小水滴、草上的露珠成球形，都是液体表面层收缩的结果

22、2、微观解释：跟气体接触的液面薄层叫做表面层，表面层分子比较稀疏，分子间呈引力作用，在这个力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势如果在表面上任意画一条分界线MN，则分界线两侧的分子之间就存在着相互作用的吸引力，而这些相互吸引力的宏观表现就是液体的表面张力。表面张力的方向：与液面平行，与液面上所画的分界线垂直。太空中的液体，形状由表面张力决定，由于使液体表面收缩至最小，故呈球状【典型例题】液体表面具有收缩趋势的原因是A液体可以流动B液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离C与液面接触的容器壁的分子，对液体表面分子有吸引力D液体表面层分子间距离大于液体的内部分子间距离针对训练1.(多选)(2018

23、全国卷33(1)对于实际的气体，下列说法正确的是()A气体的内能包括气体分子的重力势能B气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C气体的内能包括气体整体运动的动能D气体的体积变化时，其内能可能不变E气体的内能包括气体分子热运动的动能2.(多选)(2018湖南省益阳市4月调研)下列关于热现象的叙述，正确的是()A液晶与多晶体一样具有各向同性B空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近该温度下的饱和汽压C雨水不能透过布雨伞是因为液体表面存在张力D一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关E当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小3，(多选)(2018四川省雅安市第三次诊断)下列说法正确的是(

24、)A理想气体吸热后温度一定升高B可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，内能一定不相等C某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则该理想气体单个的分子体积为D甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大，分子势能先减小后增大E扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动4.(多选)(2018河南省濮阳市第三次模拟)关于固体、液体和物态变化，下列说法正确的是()A当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B当分子间距离增大时，分子间的引力减少、斥力增大C一定质量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单

25、位面积的平均碰撞次数随着温度升高而减少D水的饱和汽压随温度的升高而增大E叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用5(多选)(2018陕西省榆林市第三次模拟)下列说法正确的是()A一定温度下，水的饱和汽的压强是一定的B一定质量的理想气体，升高相同的温度所吸收的热量与所经历的状态变化的过程有关C单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点D热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响E一定质量的理想气体保持体积不变，由于单位体积内分子数不变，虽然温度升高，单位时间内撞击单位面积的分子数不变6(多选)(2018云南省统一检测)以下说法正确的是()A一

26、定质量的理想气体等压膨胀过程中一定从外界吸收热量B浸润与不浸润现象均是分子力作用的表现C两个分子之间的距离越大，它们之间的分子力越小，分子势能越大D自然界凡是符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生E气体的扩散运动总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行7(多选)(2018湖北省4月调研)关于热现象，下列说法正确的是()A两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小B液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性C处于失重状态的宇宙飞船中，由于消除了重力的影响，一大滴水银的表面将收缩到最小面积球面，水银滴成为球形D液面上部的蒸汽达到饱和时，就没有

27、液体分子从液面飞出，所以从宏观上看液体不再蒸发E热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，但要从低温物体向高温物体传递，必须有第三者的介入8(多选)(2018广东省潮州市下学期综合测试)以下说法正确的是()A太空中水滴呈现完美球形是由于液体表面张力的作用B晶体的各向异性是指沿不同方向其物理性质不同C空气中PM2.5的运动属于分子热运动D气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的E恒温水池中，小气泡由底部缓慢上升过程中，气泡中的理想气体内能不变，对外做功，吸收热量9. (多选)(2015全国卷33(1)下列说法正确的是()A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B.固体可以分为晶体和非晶体两类

28、，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变10.(2018全国卷33)(1)如图4，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如pV图中从a到b的直线所示在此过程中_A气体温度一直降低 B气体内能一直增加C气体一直对外做功 D气体一直从外界吸热E气体吸收的热量一直全部用于对外做功11. (多选)(2018全国卷33(1)如图1，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程、到达状态e.对此气体，下列说法正确的是()A过程中气体的压强逐渐减小B过程中气体对外界做正功C过程中气体从外界吸收了热量D状态c、d的内能相等E状态d的压强比状态b的压强小12(多选)(2018湖南省株洲市第二次质检)一定质量的理想气体经历如图2所示的一系列过程，AB、BC、CD、DA这四段过程在pT图象中都是直线，其中CA的延长线通过坐标原点O，下列说法正确的是()AAB的过程中，气体对外界放热，内能不变BBC的过程中，单位体积内的气体分子数减少