【学案与测评】高中物理 热学课件 鲁科选修32

考纲点击,1.分子动理论的基本观点和实验依据Ⅰ2.阿伏加德罗常数Ⅰ3.气体分子运动速率的统计分布Ⅰ4.温度是分子平均动能的标志，内能Ⅰ5.固体的微观结构、晶体和非晶体Ⅰ6.液晶的微观结构Ⅰ7.液体的表面张力现象Ⅰ7.液体的表面张力现象Ⅰ8.气体实验定律Ⅰ9.理想气体Ⅰ10.饱和汽、未饱和汽和饱和汽压Ⅰ11.相对湿度Ⅰ12.热力学第一定律Ⅰ13.能量守恒定律Ⅰ14.热力学第二定律Ⅰ15.中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位，包括摄氏度(℃)、标准大气压Ⅰ实验：用油膜法估测分子大小Ⅰ新课标地区的高考中对热学部分的要求有所降低，对本部分的考查内容比较集中，分子动理论、热力学定律、考考查的重点．能量守恒定律、气体实验定律等内容是高2.热力学第一定律与理想气体状态方程定性分析可能综合考查．3.根据新课标地区的不同考查形式有所差别，可以是选择题、填空题，也可以是计算题．4.本部分特点是容量大、综合性强，联系生活、生产比较密切，因此要注意与实际结合的题目.备考导读

第1节分子动理论内能一、物体是由大量分子组成的1.分子体积很小；直径的数量级是10－10m.油膜法估测分子直径：d＝V/S(V为油滴体积，S为水面上形成的单分子油膜的面积)2.分子质量很小：一般分子质量的数量级是10－26kg.3.分子数目很多(1)阿伏加德罗常数：1mol的任何物质含有微粒数相同，这个数的测量值NA＝6.02×1023mol－1.(2)阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁．其中密度，但要切记ρ＝m/V是没有物理意义的

4.微观量的估算方法(1)灵活运用两种微观模型对液体、固体来说，可以将分子看成是一个个紧挨在一起的小球，也可认为这些分子是一个个紧密排列的立方体．①球体模型：分子的直径为d＝.②立方体模型：分子的直径为d＝.这两种分子模型计算出的直径数量级相同．(2)牢记一个桥梁阿伏加德罗常数NA是一个联系宏观与微观的桥梁．如作为宏观量的摩尔质量M、摩尔体积Vmol、密度ρ和作为微观量的分子直径d、分子质量m、每个分子的体积V0都可通过阿伏加德罗常数联系起来.①一个分子的质量：m＝M/NA.②一个分子所占的体积：V0＝Vmol/NA(在固体、液体中可近似为一个分子的体积)．③1mol物质的体积：Vmol＝M/ρ.④单位质量的物体中所含的分子数：n＝NA/M.⑤质量为m的物体所含的分子数：n＝mNA/M.⑥单位体积的物体中所含的分子数：n＝ρNA/M.(3)注意一个问题由于固体和液体中分子间距离较小，可以近似地认为分子是紧密地排列在一起的，那么若用Vmol表示摩尔体积，即NA个分子所具有的总体积，显然Vmol/NA就可以表示每个分子的体积．而气体分子间的距离很大，用Vmol/NA只能表示每个气体分子平均占据的空间，而不是表示分子的体积，那么就可以表示气体分子间的平均距离了．对于气体，其分子不是紧密排列，可根据总体积和分子数求出每个分子占有的体积，应使用立方体模型，则立方体的边长d＝就是两分子之间的距离，而非分子直径．二、分子的热运动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，扩散现象越明显．2.布朗运动(1)概念：在显微镜下看到的悬浮在液体(或气体)中的固体微小颗粒的永不停息的无规则运动叫做布朗运动．(2)规律：颗粒越小，运动越显著；温度越高，运动越剧烈．3.分子的热运动：把分子的无规则运动叫做热运动．布朗运动热运动活动主体

固体微小颗粒

分子

区别固体微小颗粒,分子区别,是微小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息地无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的

联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映三、分子之间的相互作用力分子之间同时存在引力和斥力，如图所示，分子引力和分子斥力的大小都跟分子之间的距离有关，都随分子间的距离增大而减小，但斥力减小得快；都随分子间距离的减小而增大，但斥力增大得快．分子力是分子引力和分子斥力的合力分子力是斥力还是引力的分界点是r＝r0.当r＝r0时f引＝f斥分子力F＝0.当r>r0时，f引>f斥，分子力表现为引力．当r<r0时，f引<f斥，分子力表现为斥力．当r>10r0时，f引、f斥都十分微弱，分子力可以忽略不计四、温度与温标1.热平衡：两个不同温度的热学系统相互作用，最后两个系统都具有相同的温度，我们说这两个系统达到了热平衡．一切热平衡系统都具有相同的温度．2.温度的两种意义宏观上表示物体的冷热程度．微观上标志着分子热运动的激烈程度，它是物体分子平均动能的标志．3.两种温标(1)摄氏温标：单位为摄氏度，符号℃.在1个标准大气压下，冰的熔点作为0℃，水的沸点作为100℃.(2)热力学温标：单位为开尔文，符号为K.把－273.15℃作为0K,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．(3)两种温度的关系：T＝t＋273.15K和ΔT＝Δt，其中两种单位制中每一度的间隔是相同的．五、物体的的内能1.分子子动能(1)做热热运动的分分子具有的的动能叫做做分子动能能．(2)温度度是大量分分子平均动动能的标志志，温度越越高分子的的平均动能能越大，对对个别分子子来讲没有有意义．(3)温度度相同的不不同种类的的物质，它它们分子的的平均动能能相同，但但由于不同同种类物质质的分子质质量一般不不等，所以以它们分子子的平均速速率一般不不同．(4)分子子的平均动动能与物体体宏观机械械运动的速速度、动能能无关．2.分子子势能(1)分子子间由于存存在相互作作用而具有有的，大小小由分子间间相对位置置决定的能能叫做分子子势能．(2)分子子势能改变变与分子力力做功的关关系：分子子力做正功功，分子势势能减少；；分子力做做负功，分分子势能增增加；分子子力做多少少功，分子子势能就改改变多少．．分子势能能与分子间间距的关系系如图所示示．当r＞r0时，分子子力表现为为引力，随随着r的增大，分分子引力做做负功，分分子势能增增加．当r＜r0时，分子子力表现为为斥力，随随着r的减小，分分子斥力做做负功，分分子势能增增加．当r＝r0时，分子子势能最小小，选两分分子相距无无穷远时的的分子势能能为零，则则r＝r0时，分子子势能为负负值．对实际气体体来说，体体积增大，，分子势能能增加；体体积缩小，，分子势能能减小3.物体体的内能(1)物体体所有分子子热运动动动能和分子子势能的总总和叫做物物体的内能能．任何物物体都有内内能，物体体的内能跟跟物体的温温度和体积积有关．(2)物体体的内能的的决定因素素宏观因素：：温度(T)、体积(V)、物质的的量(n)．微观因素：：分子的平平均动能、、分子间距距离和物体体内部的分分子总数．．物体的内能能与物体宏宏观的机械械运动状态态无关．4.内能能与机械能能的比较项目内能机械能对应的运动形式热运动机械运动决定因素,物质的量、物体的温度、体积及物态,物体做机械运动的速度、离地高度(或相对于零势能面的高度)和弹性形变大小是否为零永远不等于零一定条件下可以等于零联系在一定条件下可以相互转化阿伏加德罗罗常数及微微观量的估估算【点拨】注注意到阿阿伏加德罗罗常数的“桥梁”作用，及固固、液、气气体的结构构特征：固固体和液体体分子可以以忽略分子子间的间隙隙，而气体体分子间的的间隙不能能忽略．【答案】B布朗运动和和分子热运运动的比较较(2009·北京卷卷)做布朗朗运动实验验，得到某某个观测记记录如图所所示．图中中记录的是是()A.分子子无规则运运动的情况况B.某个个微粒做布布朗运动的的轨迹C.某个个微粒做布布朗运动的的速度—时时间图线D.按等等时间间隔隔依次记录录的某个运运动微粒位位置的连线线【点拨】(1)布布朗运动是是宏观颗粒粒的运动．．(2)布朗朗运动反映映了分子热热运动的无无规则性【解析】布朗运动是是悬浮在液液体(或气气体)中的的微小颗粒粒的无规则则运动，而而非分子的的运动，故故A错误；；布朗运动动是无规则则的，所以以微粒没有有固定的运运动轨迹，，故B错误误；对于某某个微粒而而言在不同同时刻的速速度大小和和方向均是是不确定的的，所以无无法确定其其在某一个个时刻的速速度，故也也就无法描描绘其速度度—时间图图线，故C错误，D正确．【答案】D2.观察察布朗运动动时，下列列说法正确确的是()A.温度度越高，布布朗运动越越明显B.大气气压强的变变化对布朗朗运动有较较大影响C.悬浮浮颗粒越大大，布朗运运动越明显显D.布朗朗运动就是是构成悬浮浮颗粒的物物质的分子子热运动【解析】液体分子不不停地做无无规则的运运动，不断断地撞击微微粒，当液液体温度升升高时，液液体分子的的运动速度度就大，因因而对微粒粒的碰撞作作用就强，，布朗运动动就越明显显，大气压压强的变化化对布朗运运动没有影影响．另外外微粒的大大小对布朗朗运动的激激烈程度也也有影响，，当微粒很很小时，在在某一瞬间间跟它碰撞撞的分子个个数就少，，撞击作用用的不平衡衡性表现得得越明显，，布朗运动动也就越明明显；微粒粒较大时，，在某一瞬瞬间跟它碰碰撞的分子子个数就多多，撞击作作用的不平平衡性表现现得越不明明显，可以以认为撞击击作用几乎乎平衡，因因而布朗运运动就不明明显，甚至至观察不到到．由此可可以判断选选项A正确确．【答案】A分子力、分分子势能及及物体的内内能(高考改编编题)如图图为两分子子系统的势势能Ep与两分子间间距离r的关系曲线线．下列说说法正确的的是()A.当r大于r1时，分子间间的作用力力表现为引引力B.当r小于r1C.当r等于r2时，分子间的作用力为零D.在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功【点拨】注注意分子子间距跟分分子力、分分子势能的的关系．【解析析】分子间间距等等于r0时分子子势能能最小小，即即r0＝r2.当r小于r1时分子子力表表现为为斥力力；当当r大于r1小于r2时分子子力表表现为为斥力力；当当r大于r2时分子子力表表现为为引力力，A、B错误误，C正确确．在在r由r1变到r2的过程程中，，分子子斥力力做正正功，，分子子势能能减小小，D错误误．【答案案】C3.如如图图所示示，甲甲分子子固定定在坐坐标原原点O，乙分分子位位于r轴上距距原点点为r3的位置置．虚虚线分分别表表示分分子间间斥力力f斥和引引力A.从r3到r1做加速运动，从r1向O做减速运动B.从r3到r2做加速运动，从r2到r1做减速运动C.从r3到r1，分子势能先减少后增加D.从r3到r1，分子势能先增加后减少【解析析】由题图图可知知分子子在r3到r1之间分分子力力表现现为引引力，，乙分分子做做加速速运动动，在在r1到O之间分分子表表现为为斥力力，乙乙分子子做减减速运运动，，所以以从r3到r1，分子子势能能一直直减少少，从从r1到O分子势势能一一直增增加，，故A选项项正确确．【答案案】A物体内内能是是对分分子而而言的的，它它是组组成物物体所所有分分子热热运动动的动动能和和分子子势能能的总总和，，它是是状态态量，，其大大小与与温度度、体体积及及物体体所含含分子子数有有关．．对这这些理理解不不透彻彻往往往容易易出错错．下列说说法中中正确确的是是()A.温温度度低的的物体体内能能小B.温温度低低的物物体分分子运运动的的平均均速率率小C.做做加加速运运动的的物体体，由由于速速度越越来越越大，，因此此物体体分子子的平平均动动能越越来越越大D.温温度度低的的铜块块与温温度高高的铁铁块相相比，，分子子平均均动能能小【错解解】A，因因为温温度低低，平平均动动能就就小，，所以以内能能就小小，所所以应应选A.B，由由动能能公式式Ek＝mv2可知，，速率率越小小动能能就越越小，，而温温度低低的物物体分分子平平均动动能小小，所所以速速率也也小，，所以以应选选B.C，由由加速速运动动的规规律我我们了了解到到，物物体的的速度度大小小由初初速度度、加加速度度和时时间决决定，，随着着时间间的推推移，，速度度越来来越快快，再再由动动能公公式Ek＝mv2可知，，物体体动能能也越越来越越大，，所以以应选选C.第2节节固固体、、液体体与气气体一、气气体1.描描述述气体体状态态的物物理量量研究气气体的的性质质时，，通常常用温温度、、体积积、压压强等等物理理量来来描述述一定定质量量的气气体的的状态态，这这三个个物理理量被被称为为气体体的状状态参参量．．1.温温度度T(t)(1)物理理意义义：宏宏观上上表示示物体体的冷冷热程程度，，微观观上标标志着着物体体中分分子平平均动动能的的大小小．(2)国国际单单位：：开尔尔文，，符号号：K.常用单单位有有：摄摄氏度度，符符号℃.2.体体积积V(1)定义义：气气体体的体体积宏宏观上上等于于容器器的容容积，，微观观上则则表示示气体体分子子所能能达到到的空空间．．(2)国际际单位位：立立方米米，符符号：：m3.且1m3＝103dm3(L)＝106cm3(mL)．．3.压压强强p(1)产生生原因因及决决定因因素宏观：：气体体作用用在器器壁单单位面面积上上的压压力，，大小小取决决于分分子数数密度度和温温度T.微观观：：大大量量气气体体分分子子无无规规则则热热运运动动对对器器壁壁碰碰撞撞产产生生的的，，大大小小取取决决于于单单位位体体积积内内的的分分子子数数(分分子子数数密密度度)和和分分子子平平均均速速度度．．(2)气气体体压压强强的的微微观观解解释释气体体的的压压强强是是大大量量气气体体分分子子频频繁繁地地碰碰撞撞器器壁壁而而产产生生的的．．气气体体的的压压强强就就是是大大量量气气体体分分子子作作用用在在器器壁壁单单位位面面积积上上的的平平均均作作用用力力．．气气体体分分子子的的平平均均动动能能越越大大，，分分子子越越密密，，对对单单位位面面积积器器壁壁产产生生的的压压力力就就越越大大，，气气体体的的压压强强就就越越大大．．(3)国国际际单单位位：：帕帕斯斯卡卡，，符符号号：：Pa，，且且1atm＝＝1.013×105Pa＝＝76cmHg.以上上三三个个参参量量的的大大小小决决定定了了气气体体所所处处的的状状态态．．在在质质量量不不变变的的情情况况下下，，p、V、T相互互影影响响，，只只有有一一个个参参量量改改变变是是不不可可能能的的，，至至少少要要有有两两个个或或三三个个参参量量同同时时改改变变．．(4)气气体体压压强强与与大大气气压压强强的的区区别别气体体的的压压强强是是由由于于气气体体分分子子频频繁繁碰碰撞撞器器壁壁而而产产生生的的．．压压强强的的大大小小跟跟两两个个因因素素有有关关：：①气体体分分子子的的平平均均动动能能，，②分子子的的密密集集程程度度．．一一般般情情况况下下不不考考虑虑气气体体本本身身的的重重量量，，所所以以同同一一容容器器内内气气体体的的压压强强处处处处相相等等．．但但大大气气压压在在宏宏观观上上可可以以看看成成是是大大气气受受地地球球吸吸引引而而产产生生的的重重力力而而引引起起的的(例例如如在在估估算算地地球球大大气气的的总总重重量量时时可可以以用用标标准准大大气气压压乘乘以以地地球球表表面面积积)．．2.气气体实验验定律(1)气气体的等等温变化化——玻玻意耳定定律①内容：：一定质质量的气气体，在在温度不不变的情情况下，，压强和和体积成成反比．．②公式：：＝或p1V1＝p2V2＝常量量．③条件：：气体的的质量一一定，温温度不变变．④p­V图象———等温线线：一定定质量的的某种气气体在p­V图上的等等温线是是一条双双曲线，，如图所所示状态态M经过等温温变化到到状态N，矩形的的面积相相等，在在图中温温度T1<T2.⑤p­图象：：由pV＝CT，可得p＝CT，斜率k＝CT，即斜率率越大，，温度越越高，且且直线过过原点，，如图所所示，可可知T1<T2.二、液体体1.液液体的表表面张力力(1)在在液体内内部分子子间引力力和斥力力处于平平衡状态态，液体体表面层层里的分分子要比比液体内内部稀疏疏一些，，分子力力表现为为引力，，使液面面具有收收缩的趋趋势．(2)方方向：跟跟液面的的分界面面垂直．．(3)浸浸润和不不浸润是是液体表表面张力力的表现现．2.液液晶(1)特特点：既既具有液液体的流流动性，，又像某某些晶体体那样具具有光学学各向异异性．(2)主主要应用用：液晶晶显示屏屏．三、饱和和汽、饱饱和汽压压与空气气的湿度度1.饱饱和汽与与未饱和和汽(1)饱饱和汽：：与液体体处于动动态平衡衡的蒸汽汽．(2)未未饱和汽汽：没有有达到饱饱和状态态的蒸汽汽．2.饱饱和汽压压(1)定定义：饱饱和汽所所具有的的压强．．(2)特点：：液体的饱和和汽压与温度度有关，温度度越高，饱和和汽压越大，，且饱和汽压压与饱和汽的的体积无关．．3.空气的的湿度(1)定义：：空气的干湿湿程度．(2)描述湿湿度的物理量量：①绝对湿度：：空气中所含含水蒸气的压压强．②相对湿度：：空气中水蒸蒸气的压强与与同一温度时时水的饱和汽汽压的比．四、固体分类举例几何形状物理性质熔点晶体单晶体单晶硅、食盐等有规则各向异性确定多晶体糖块、各种金属等没有规则各向同性确定非晶体玻璃、松香、橡胶、沥青等没有规则各向同性不确定特别提醒(1)只要是是具有各向异异性的固体一一定是晶体，，而且是单晶晶体．(2)只要要是有确定熔熔点的固体一一定是晶体，，但无法确定定是单晶体还还是多晶体；；反之，一定定是非晶体．．(3)晶体体和非晶体在在一定条件下下可以相互转转化．固体、液体的的特性问题(1)下列说说法中正确的的是()A.黄金可可以切割加工工成任意形状状，所以是非非晶体B.同一种种物质只能形形成一种晶体体C.单晶体体的所有物理理性质都是各各向异性的D.玻璃没没有确定的熔熔点，也没有有规则的几何何形状(2)经实验验证明，表面面张力的大小小与液体的种种类、温度和和边界长度有有关，我们把把某种液体在在一定温度下下单位边界长长度的表面张张力大小定义义为这种液体体的表面张力力系数，它的的大小反映了了液体表面张张力作用的强强弱．如图所所示是测量表表面张力系数数的一种方法法．若已知金金属环质量m＝0.10kg，半径径为r＝0.20m，当用T＝1.15N的力向上上提金属环时时，恰好可以以将金属环提提离液面，求求该种液体的的表面张力系系数α.(g＝9.80m/s2)【点拨】(1)根据晶晶体与非晶体体的特性区别别解答．(2)由题目目中表面张力力系数的定义义，列平衡方方程解答．【解析】所有的金属都都是晶体，因因而黄金也是是晶体，只是是因为多晶体体内部小晶粒粒的排列杂乱乱无章，才使使黄金没有规规则的几何形形状，A错误误；同一种物物质可以形成成多种晶体，，如碳可以形形成金刚石和和石墨两种晶晶体，B错误误；单晶体的的物质性质各各向异性是指指某些物理性性质各向异性性，有些物理理性质各向同同性，C错误误；玻璃是非非晶体，因而而没有确定的的熔点和规则则的几何形状状，D正确．．【答案】(1)D(2)6.77×10－－2N/m1.(2010··海南卷)下列说法正确确的是________．A.当一定定质量的气体体吸热时，其其内能可能减减小B.玻璃、、石墨和金刚刚石都是晶体体，木炭是非非晶体C.单晶体体有固定的熔熔点，多晶体体和非晶体没没有固定的熔熔点D.当液体体与大气相接接触时，液体体表面层内的的分子所受其其他分子作用用力的合力总总是指向液体体内部E.气体分分子单位时间间内与单位面面积器壁碰撞撞的次数，与与单位体积内内气体的分子子数和气体温温度有关【解析】一定质量的气气体吸热时，，如果同时对对外做功，且且做的功大于于吸收的热量量，则内能减减小，A正确确；玻璃是非非晶体，B错错误；多晶体体也有固定的的熔点，C错错误；液体表表面层内的分分子液体内部部分子间距离离的密度都大大于大气，因因此分子力的的合力指向液液体内部，D正确；气体体分子单位时时间内与单位位面积器壁碰碰撞的次数，，决定气体的的压强，因此此与单位体积积内分子数和和气体的温度度有关，E正正确．【答案】ADE气体压强的产产生与计算一位质量为60kg的的同学为了表表演“轻功””，他用打气气筒给4只相相同的气球充充以相等质量量的空气(可可视为理想气气体)，然后后将这4只气气球以相同的的方式放在水水平放置的木木板上，在气气球的上方放放置一轻质塑塑料板，如图图所示(1)关于气气球内气体的的压强，下列列说法正确的的是()A.等于大大气压强B.是由于于气体重力而而产生的C.是由于于气体分子之之间的斥力而而产生的D.是由于于大量气体分分子的碰撞而而产生的(2)在这这位同学慢慢慢站上轻轻质塑料板板中间位置置的过程中中，球内气气体温度可可视为不变变．下列说说法正确的的是()A.球内内气体体积积变大B.球内气气体体积变变小C.球内内气体内能能变大D.球球内气体内内能变小(3)为了了估算气球球内气体的的压强，这这位同学在在气球的外外表面涂上上颜料，在在轻质塑料料板面和气气球一侧表表面贴上间间距为2.0cm的方格纸纸．表演结结束后，留下气球与与方格纸接接触部分的的“印迹”如图所示．．若表演时时大气压强强为1.013×105Pa，取g＝10m/s2，则气球内内气体的压压强为________Pa.(取四四位有效数数字)气球在没有有贴方格纸纸的下层木木板上也会会留下“印印迹”，这这一“印迹迹”面积与与方格纸上上留下的““印迹”面面积存在什什么关系【点拨】(1)气球球内气体的的压强与大大气压强的的区别．(2)温度度不变时，，一定质量量的气体，，压强与体体积的关系系【解析】(1)气球球中的气体体压强等于于大气压强强与气球材材料本身的的弹力产生生的压强之之和，A错错误；气球球内气体的的压强是由由于大量气气体分子不不断的碰撞撞气球壁产产生的，D正确；B、C错误误．(2)变化化过程中，，气球内的的气体温度度不变，则则内能不变变，C、D错误．人人站上去，，气球内气气体压强变变大，由理理想气体状状态方程＝＝常数，可可知气体的的体积缩小小，A错误误，B正确确．(3)数格格可知人的的压力的作作用面积约约为0.15m2，由此可以以算出人产产生的压强强，与大气气压相加可可以算出气气球内气体体的压强为为1.053×105Pa.气球球和气体本本身的重力力很少，可可忽略不计计，所以气气球上下的的印记大小小相同．【答案】(1)D(2)B(3)1.053×105Pa面积积相同点睛笔记气体压强的的计算方法法(1)液体体封闭的气气体的压强强的确定①平衡衡法法：：选选与与气气体体接接触触的的液液体体为为研研究究对对象象进进行行受受力力分分析析，，利利用用它它的的受受力力平平衡衡，，求求出出气气体体的的压压强强．．②取等等压压面面法法：：根根据据同同种种液液体体同同一一水水平平液液面面处处于于压压强强相相等等，，在在连连接接器器内内灵灵活活选选取取等等压压面面，，由由两两侧侧压压强强相相等等建建立立方方程程求求出出压压强强．．(2)固固体体(活活塞塞和和气气缸缸)封封闭闭的的气气体体压压强强的的确确定定由于于该该固固体体必必定定受受到到被被封封闭闭气气体体的的压压力力，，所所以以可可以以对对该该固固体体进进行行受受力力分分析析，，由由平平衡衡条条件件建建立立方方程程，，来来找找出出气气体体压压强强与与其其他他力力的的关关系系．．(3)加加速速运运动动系系统统中中封封闭闭气气体体压压强强的的确确定定选与与气气体体接接触触的的液液柱柱或或活活塞塞等等为为研研究究对对象象进进行行受受力力分分析析，，利利用用牛牛顿顿第第二二定定律律列列方方程程求求解解2.(2009··全全国国卷卷Ⅰ)下列列说说法法正正确确的的是是()A.气气体体对对器器壁壁的的压压强强就就是是大大量量气气体体分分子子作作用用在在器器壁壁单单位位面面积积上上的的平平均均作作用用力力B.气气体体对对器器壁壁的的压压强强就就是是大大量量气气体体分分子子单单位位时时间间作作用用在在器器壁壁上上的的平平均均冲冲量量C.气气体体分分子子热热运运动动的的平平均均动动能能减减少少，，气气体体的的压压强强一一定定减减小小D.单单位位体体积积的的气气体体分分子子数数增增加加，，气气体体的的压压强强一一定定增增大大【解解析析】】根据据压压强强的的定定义义A正正确确，，B错错误误．．气气体体分分子子热热运运动动的的平平均均动动能能减减小小，，说说明明温温度度降降低低，，但但不不能能说说明明压压强强也也一一定定减减小小，，C错错误误．．单单位位体体积积的的气气体体分分子子增增加加，，但但温温度度降降低低气气体体的的压压强强有有可可能能减减小小，，D错错误误．．【答案】A气体实验定律律的有关计算算一定质量的理理想气体由状状态A变为状态D，其有关数据据如图甲所示示，若状态D的压强是2×104Pa.(1)求状态态A的压强．(2)请在乙乙图中画出该该状态变化过过程的p­T图象，并分别别标出A、B、C、D各个状态，不不要求写出计计算过程．【点拨】读出V­T图上各点的体体积和温度，，由理想气体体状态方程即即可求出各点点对应的压强强．【解析】(1)据理想想气体状态方方程：则pA＝＝4×104Pa.(2)由理想想气体状态方方程可分别求求出：pB＝＝16×104Pa.pC＝＝4×104Pa.所以可得p­T图象及A、B、C、D各个状态如图图所示．【答案】见解析3.(高考改编题题)一定质量理想想气体的状态态经历了如图图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其其中bc的延长线通过过原点，cd垂直于ab且与水平轴平平行，da与bc平行，则气体体体积在()A.ab过程中不断减减小B.bc过程中保持不不变C.cd过程中不断增增加D.da过程中保持不不变【解析】首先，因为bc的延长线通过过原点，所以以bc是等容线，即即气体体积在在bc过程中保持不不变，B正确确；ab是等温线，压压强减小则体体积增大，A错误；cd是等压线，温温度降低则体体积减小，C错误；连接接aO交cd于e，则ae是等容线，即即Va＝Ve，因为Vd<Ve，所以Vd＜Va，所以da过程中体积变变化，D错误误．【答案】B晶体和非晶体体如图是两种不不同物质的熔熔化曲线，根根据曲线下列列选项中组合合正确的是()①是晶体②是晶体③是非晶体④是非晶体A.①②B.①③C.①④D.③④【点拨】晶体开始熔化化，熔化时晶晶体吸收的热热量全部用来来破坏规则的的排列，温度度不发生变化化．而对非晶晶体加热，固固体先变软，，然后变为粘粘滞性很大的的液体，温度度不断升高．．【解析】晶体在熔化过过程中，不断断吸热，但温温度却保持不不变(熔点对对应的温度)．而非晶体体没有固定的的熔点，不断断加热，非晶晶体先变软，，然后熔化，，温度却不断断上升，因此此，a对应的的是晶体，b对应的是非非晶体．选项项①④正确．【答案】C4.关于晶晶体和非晶体体，下列说法法正确的是()A.有规则则几何外形的的固体一定是是晶体B.晶体的的各向同性是是由于组成它它的微粒是按按照一定的规规则排列的，，具有空间上上的周期性C.晶体一一定具有各向向异性的特点点D.某些物物质微粒能够够形成几种不不同的空间分分布【解析】有规则几何外外形的固体不不一定是晶体体，因为也可可以用人工的的方法使固体体有规则的几几何外形．多多晶体是由许许多杂乱无章章的小晶体组组成的，它就就没有确定的的几何外形，，在不同方向向上其物理性性质是相同的的．某些物质质微粒能够形形成几种不同同的空间分布布，如碳原子子的层状结构构成为石墨，，碳原子的等等距结构成为为金刚石．【答案】D一端封闭开口口向下竖直放放置的U形管管，如图所示示，设两管中中水银柱高度度差为h，水银密度为为ρ，外界大气压压强为p0，则封闭端气气体的压强为为多大？【错解】p0＋ρgh【正确】误认为开口端端水银柱高度度小于封闭端端水银高度是是由于封闭端端气体压强大大于外界大气气压强，所以以水银才从左左管流向右管管，直至水银银柱的高度差差产生的压强强等于气体压压强跟外界压压强之差为止止，因而得出出p＝p0＋ρgh.这是由于不不理解气体在在一定状态下下总是处于平平衡状态，因因而必须根据据平衡原理来来确定在某一一状态下的压压强．为了确定气体体在某一状态态下的压强，，可先选择跟跟封闭端气体体接触的分界界面，如图中中虚线所示，，取分界面上上A、B两点以及开口口处水银面上上一点C，根据平衡原原理，气体压压强p＝pA＝pB，外界大压强强为p0，对于水银面面C，满足p＋ρgh＝p0，可得p＝p0－ρgh.【答案】p0－ρgh第3节热力力学定律与能能量守恒定律律一、热力学学第一定律和和能量守恒定定律1.改变内内能的两种方方式——做功功和热传递(1)等效性性：做功和热热传递在改变变物体的内能能上是等效的的．(2)本质区区别2.内能变变化——热力力学第一定律律(1)内容：：一个热力学学系统的内能能增量等于外外界向它传递递的热量与外外界对它所做做的功的和．．(3)温度、、内能、热量量、功之间的的区别概念,温度,内能,热量,功含义,表示物体的冷冷热程度，是是物体分子平平均动能大小小的标志，它它是大量分子子热运动的集集体表现，对对个别分子没没有意义,物体内所有分分子动能和势势能的总和，，它是由大量量分子的热运运动和分子的的相对位置所所决定的能,是热传递过程程中内能的改改变量，热量量用来量度热热传递过程中中内能转移的的多少,做功过程是机机械能和其他他形式的能(包括内能)之间的转化化关系,温度和内能是是状态量，热热量和功则是是过程量．热热传递的前提提条件是存在在温差，传递递的是热量而而不是温度，，实质上是内内能的转移3.能的转转化和守恒定定律(1)内容：：能量既不会会凭空产生，，也不会凭空空消失，只能能从一个物体体转移到另一一个物体(热热传递)，从从一种形式转转化成另一种种形式(做功功)，在转移移或转化过程程中其总量保保持不变．(2)应用步步骤①先弄清系统变变化过程中有有几种形式的的能量在转化化或转移．②分析初、末状状态，确定ΔΔE增、ΔE减各为多少．③由ΔE增＝ΔE减列式求求解．．二、热热力力学第第二定定律1.热热力力学第第二定定律的的两种种表述述表述一一(按按照热热传导导的方方向性性来表表述)：热热量不不可能能自发发地从从低温温物体体传到到高温温物体体．表述二二(按按照机机械能能与内内能转转化过过程的的方向向性来来表述述)：：不可可能从从单一一热源源吸收收热量量，全全部对对外做做功，，而不不产生生其他他影响响．它它也可可以表表述为为：第第二类类永动动机是是不可可能制制成的的．这两种种表述述是等等效的的，可可以从从一种种表述述导出出另一一种表表述．．2.热热力力学第第二定定律的的实质质：揭揭示了了大量量分子子参与与的宏宏观过过程的的方向向性，，使人人们认认识到到自然然界中中进行行的涉涉及热热现象象的宏宏观过过程都都具有有方向向性．．3.熵熵增增加原原理：：在任任何自自然过过程中中，一一个孤孤立系系统的的总熵熵不会会减小小，所所以也也可以以从这这一角角度理理解热热力学学第二二定律律，即即自发发的宏宏观过过程总总是向向无序序更大大的方方向发发展．．5.热热力力学第第一定定律和和热力力学第第二定定律的的关系系热力学学第一一定律律是和和热现现象有有关的的物理理过程程中能能量守守恒的的特殊殊表达达形式式，而而第二二定律律指出出了能能量转转化与与守恒恒能否否实现现的条条件和和过程程的方方向，，指出出了一一切变变化过过程的的自然然发展展是不不可逆逆的，，除非非靠外外界影影响，，所以以二者者既相相互联联系又又相互互补充充．6.两两类类永动动机的的比较较第一类类永动动机,第二类类永动动机不不需要要任何何动力力或燃燃料，，却能能不断断地对对外做做功的的机器器,从单一一热源源吸收收热量量，全全部对对外做做功，，而不不产生生其他他影响响的机机器违违背能能量守守恒，，不可可能制制成,不违背背能量量守恒恒，违违背热热力学学第二二定律律，不不可能能制成成三、能能源与与环境境能能源的的开发发和利利用1.能能量量耗散散集中度度较高高因而而也是是有序序度较较高的的能量量(如如机械械能、、电能能、化化学能能等)，当当它们们变为为环境境的内内能后后，就就成为为更加加分散散因而而也是是无序序性更更大的的能量量．我我们无无法把把这些些分散散的内内能重重新收收集起起来再再加以以利用用，这这样的的转化化过程程叫做做能量量耗散散．2.能能量量品质质降低低各种形形式的的能量量向内内能的的转化化，是是无序序程度度较小小的状状态向向无序序程度度较大大的状状态转转化，，是能能够自自动发发生，，全部部发生生的，，而内内能向向机械械能的的转化化是有有条件件的．．即环环境中中必须须存在在着温温度差差．因因而内内能不不能全全部转转化为为机械械能而而不引引起其其他变变化．．因此此，从从可被被利用用的价价值来来看，，内能能与机机械能能、电电能等等相比比较是是一种种低品品质的的能源源．3.节节约约能源源能量耗耗散虽虽然不不能使使能的的总量量减少少，却却会导导致能能量品品质的的降低低，它它实际际上将将能量量从高高度有有用的的形式式变为为不大大可利利用的的形式式．故故能量量虽然然不会会减少少但能能源会会越来来越少少，所所以要要节约约能源源．热力学学第一一定律律的应应用(2010·四四川模模拟)(1)密密闭有有空气气的薄薄塑料料瓶因因降温温而变变扁，，关于于此过过程中中瓶内内空气气(不不计分分子势势能)说法法正确确的是是________．A.内内能能增大大，放放出热热量B.内内能减减小，，吸收收热量量C.内内能能增大大，对对外界界做功功D.内内能能减小小，外外界对对其做做功(2)空气气压缩缩机在在一次次压缩缩过程程中，，活塞塞对气气缸中中的气气体做做功为为2.0×105J，同同时气气体的的内能能增加加了1.5×105J．试试问：：此压压缩过过程中中，气气体________(填“吸收”或“放出”)的热热量等等于________J.【点拨拨】(1)温温度是是分子子平均均动能能的标标志．．(2)弄弄清符号法法则和符号号的含义是是掌握热力力学第一定定律的关键键．【解析】(1)不计计分子势能能，空气内内能由温度度决定，随随温度降低低而减小，，A、C错错误；薄塑塑料瓶因降降温而变扁扁、空气体体积减小，，外界压缩缩空气做功功，D正确确；空气内内能减小、、外界对空空气做功，，根据能量量守恒定律律可知空气气向外界放放热，B错错误．(2)由热热力学第一一定律W＋Q＝ΔU，得Q＝ΔU－W＝－5×104J，说明气气体放出热热量5×104J.【答案】(1)D(2)放放出5×1041.下列列说法中正正确的是()A.物体体吸热后温温度一定升升高B.物体体温度升高高一定是因因为吸收了了热量C.0℃的冰化为0℃的水的过程程中内能不不变D.100℃的水变为100℃的水蒸气的的过程中内内能增大【解析】吸热后物体体温度不一一定升高，，例如冰熔熔化为水或或水沸腾时时都需要吸吸热，而温温度不变，，这时吸热热后物体内内能的增加加表现为分分子势能的的增加，A错误．做做功也可以以使物体温温度升高，，例如用力力多次来回回弯曲铁丝丝，弯曲点点铁丝的温温度会明显显升高，这这是做功增增加了物体体的内能，，使温度上上升，B错错误．冰化化为水时要要吸热，内内能中的分分子动能不不变，但分分子势能增增加，因此此内能增加加，C错误误．水沸腾腾时要吸热热，内能中中的分子动动能不变但但分子势能能增加，所所以内能增增大，D正正确．【答案】D能量守恒定定律的应用用(2010·徐汇区区模拟)(1)图a、b是潮潮汐发电示示意图．涨涨潮时开闸闸，水由通通道进入海海湾水库蓄蓄水，待水水面升至最最高点时关关闭闸门(见图a)．当落潮潮时，开闸闸放水发电电(见图b)．设海海湾水库面面积为5.0×108m2，平均潮差差为3.0m，一一天涨落潮潮两次，发发电的平均均能量转化化率为10%，则一一天内发电电的平均功功率约为(ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10m/s2)()A.2.6×104×104kWC.2.6×105kWD.5.2×105kW(2)下图图为双水库库潮汐电站站原理示意意图．两个个水库之间间始终保持持着水位差差，可以全全天发电．．涨潮时，，闸门的开开关情况是是________；落潮时时闸门的开开关情况是是________．从能量量的角度说说，该电站站是将海水水的________转化为为水轮机的的动能，再再推动发电电机发电．．2.若一一气泡从湖湖底上升到到湖面的过过程中温度度保持不变变，将气泡泡内的气体体视为理想想气体，气气泡从湖底底上升到湖湖面的过程程中对外界界做了0.6J的的功，则此此过程中的的气泡________(填填“吸收”或“放出”)的热量是是________J．气泡到达湖湖面后，温温度上升的的过程中又又对外界做做了0.1J的功功，同时吸吸收了0.3J的的热量，则则此过程中中，气泡内内气体内能能增加了________J.【解析】第一个过程程温度不变变则内能不不变，所以以需要从外外界吸收能能量来对外外做功，吸吸收的能量量和对外做做功的值相相等．第二二个过程，，吸收的能能量多于对对外做功，，则多出的的部分增加加了气体的的内能．【答案】吸收0.60.2热力学第二二定律的应应用用两种不同同的金属丝丝组成一个个回路，接接触点1插插在热水中中，接触点点2插在冷冷水中，如如图所示，，电流计指指针会发生生偏转，这这就是温差差发电现象象，这一实实验是否违违反热力学学第二定律律？热水和和冷水的温温度是否会会发生变化化？简述这这一过程中中能的转化化情况．【点拨】准确把握热热力学第二二定律是解解答本题的的关键．点睛笔记(1)第二二类永动机机——没有有冷凝器，，只有单一一热源．它它从单一热热源吸收热热量全部做做功，而不不引起其他他变化．这这种永动机机不可能制制成，虽然然不违反机机械能守恒恒定律，但但违反了机机械能和内内能转化的的方向性(单一热源源指温度均均匀且恒定定的热源)．(2)一一切与热热现象有有关的宏宏观过程程都具有有方向性性，是不不可逆的的．【解析】】温差发电电现象中中产生了了电能是是因为热热水中的的内能减减少，一一部分转转化为电电能，一一部分传传递给冷冷水，该该过程热热水温度度降低，，但并没没有将热热水的内内能完全全转化为为电能，，此过程程对冷水水产生了了影响，，使冷水水的温度度升高了了，所以以并不违违反热力力学第二二定律．．【答案】】见解析3.下下列说法法正确的的是()A.机机械能全全部变成成内能是是不可能能的B.第第二类永永动机不不可能制制成功的的原因是是因为能能量既不不会凭空空产生，，也不会会凭空消消失，只只能从一一个物体体转移到到另一个个物体，，或者从从一种形形式转化化成另一一种形式式C.根根据热力力学第二二定律可可知，热热量不可可能从低低温物体体传到高高温物体体D.从从单一热热源吸收收的热量量全部变变成功是是可能的的【解析】】机械能可可以完全全转变为为内能，，比如运运动的物物体因为为摩擦而而停下来来，A错错误；第第二类永永动机不不违反能能量守恒恒定律，，但违反反了热力力学第二二定律，，B错误误；由热热力学第第二定律律的内容容可知，，C错误误；只有有D是正正确的．．该情形形可以实实现，但但要引起起其他变变化．【答案】】D在分析物物理问题题时要注注意进一一步挖掘掘题中的的隐含条条件，从从而找到到解决问问题的关关键如图所示示，一端端开口的的圆筒中中插入光光滑活塞塞，其中中密闭了了一段理理想气体体，其状状态参量量为p0、V0、T0，在与外外界无热热交换的的情况下下，先压压缩气体体到p1、V1、T1状态，再再让气体体膨胀到到p2、V2、T2状态，若若V1＜V0＜V2，则()A.T1＞T0＞T2B.T1＝T0＝T2C.T1＜T0＜T2D.无无法判断断【错解】】由理想气气体状态态方程＝＝可知，，T与V、p均有关系系．此题题只提供供了体积积之间的的关系，，而没有有压强p1、p2、p3的大小关关系，分分析题意意可知压压强也不不相等，，所以无无法判断断，应选选D.【正解】】从题目给给出的条条件，V1＜V0＜V2和“与外界无无热交换换”，根据热热力学第第一定律律，我们们可以知知道，从从V0→V1的过程，，气体体体积减小小，外界界对气体体做功，，而系统统吸放热热为零，，则内能能一定增增加，理理想气体体内能增增加意味味着温度度升高，，所以T1＞T0.从状态1经经过状态0到到状态2，气气体体积膨胀胀，气体对外外做功，内能能减少，温度度降低，所以以T0＞T2，可得T1＞T0＞T2.本题的正确确选项为A.【答案】A实验用油膜膜法估测分子子的大小实验目的1.用油膜膜法估测分子子的直径．2.学习一一种估测分子子大小数量级级的方法．实验原理用油膜法测定定分子大小的的原理是：用用累积法则出出油滴的体积积V0，根据溶液浓浓度算出纯油油酸的体积V，测出油滴形形成单分子油油膜层的面积积S，如果把分子子看做球形，，就可算出油油酸分子的直直径d＝.分子虽然然很小，但分分子间有空隙隙，除一些有有机物质的大大分子以外，，一般物质分分子直径的数数量级都是10－10m.本实验采用使使油酸在水面面上形成一层层单分子的油油膜的方法，，估测分子的的大小，油酸酸是一种脂肪肪酸，它的分分子和水有很很强的亲和力力，当它浮于于水面时，能能形成一个单单分子层油膜膜，如果油膜膜分子可以大大致看做球形形，油膜的厚厚度就是分子子的直径，如如图所示．实验器材用酒精稀释过过的油酸、滴滴管、痱子粉粉、浅盘及水水、玻璃板、、彩笔、量筒筒、坐标纸．．实验步骤1.配制制油酸酒精溶溶液，取1mL的油酸酸滴入酒精中中配制成500mL的的油酸酒精溶溶液．2.用滴管管或注射器将将事先配制好好的油酸酒精精溶液一滴一一滴地滴入量量筒中，记下下量筒内增加加一定体积(例如1mL)时的滴滴数，算出一一滴油酸酒精精溶液的体积积．3.实验验时先向边长长为30～40cm的的浅盘里倒入入约2cm深的水，然然后将痱子粉粉或石膏粉均均匀地撒在水水面上用滴管管往水面上滴滴一滴油酸酒酒精溶液，油油酸立即在水水面上散开形形成一块薄膜膜．4.待油酸酸薄膜的形状状稳定后，将将玻璃板放在在浅盘上，然然后将油酸膜膜的形状用彩彩笔画在玻璃璃板上．5.将画有有油酸膜轮廓廓的玻璃板放放在坐标纸上上，算出油酸酸薄膜的面积积S.求面积时以以坐标纸上边边长为1cm的正方形形为单位．数数出轮廓内正正方形的个数数，不足半个个的舍去，多多于半个的算算一个．6.根据配配制的油酸酒酒精溶液的浓浓度，算出一一滴溶液中纯纯油酸的体积积V.根据一滴纯纯油酸的体积积V和薄膜的面积积S即可算出油酸酸薄膜的厚度度d＝V/S，即油酸分子子的大小．实验次数,量筒内增加1mL溶液时的滴数,轮廓内的小格子数,轮廓面积S12数据处理根据上面记录录的数据，完完成以下表格格．实验次数,一滴纯油酸的体积V,分子的直径(m),平均值