高中热学复习课件

第4讲热学1.分子动理论的基本内容(1)物质是由大量的分子组成的．分子直径的数量级为10－10m.(2)分子永不停息地做无规则运动．(3)分子间存在着相互作用力．即分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，实际表现的是引力和斥力的合力，叫分子力．(4)分子间的引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小，随着分子间距离的减小而增大，但斥力变化的快．

3.物体的内能1.分子平均动能:物体内所有分子动能的平均值.标志：温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大.2.分子势能:由分子间的相互作用和相对位置决定的能量.它随着物体体积的变化而变化，与分子间距离的关系为:(1)当r>r0时，分子力表现为引力，随r的增大，分子引力做负功，分子势能增大.(2)当r<r0时，分子力表现为斥力，随r的减小，分子斥力做负功，分子势能增大.(3)当r=r0时，分子势能最小，但不为零，是负值，因为选两分子相距无穷远时分子势能为零.(4)分子势能曲线如图所示.3.物体的内能:物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和.(1)决定内能的因素①微观上：分子动能、分子势能、分子个数.②宏观上：温度、体积、物质的量(摩尔数).③一定质量的理想气体的内能只由温度决定.注意区别两个图像(2)改变物体的内能的两种方式①做功：当做功使物体的内能发生改变的时候，外界对物体做了多少功，物体内能就增加多少；物体对外界做了多少功，物体内能就减少多少.②热传递：当热传递使物体的内能发生改变的时候，物体吸收了多少热量，物体内能就增加多少；物体放出了多少热量，物体内能就减少多少.【名师点睛】

1.温度相同的任意两个物体分子平均动能相同，如温度相同的氢气和氧气分子平均动能相同，但由于氢气分子质量小于氧气分子质量，故氢气分子平均速率大于氧气分子平均速率.2.物体的体积越大，分子势能不一定就越大，也有少数物体(如水变成冰)，体积变大，分子势能反而变小.3.任何物体都有内能.4.当一个系统的内能发生变化时，一定要分析做功和热传递两种可能性，不能遗漏其中一种.

3对液体和固体性质的理解

分类比较晶体非晶体单晶体多晶体形状规则不规则不规则熔点确定不确定物理性质各向异性各向同性分子序列有规则但多晶体各个晶粒的排列无规则无规则形成与转化许多物质在不同条件下能够形成不同的晶体,同一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,有些非晶体在一定的条件下也可转化为晶体典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜各种金属玻璃、蜂蜡、松香1.晶体与非晶体

2.晶体的各向异性晶体具有各向异性，并不是说每一种晶体都能够在各种物理性质上表现出各向异性，某种晶体可能只有某种或几种物理性质各向异性，例如云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同；方铅矿晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的电阻率不同；立方形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同；方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同。3.晶体与非晶体的熔化(1)晶体熔化时，吸收的热量全部用来破坏其空间排列的规律性，所以晶体在熔化时温度并不升高，即具有确定的熔点。(2)非晶体在被加热时，温度逐渐升高、逐渐软化，吸收的热量用来同时增加分子平均动能与分子势能，所以非晶体没有确定的熔点。从物理性质上看，非晶体与液体没有质的不同，所以有时又称非晶体为粘滞系数很大的液体。

4.浸润和不浸润现象的成因(1)若固体分子与液体分子间引力比较弱，附着层里的分子比内部稀疏(r>r0)，附着层里分子间的引力占优势，使液体和固体的接触面有收缩的趋势，形成不浸润现象。(2)固体与液体分子间的引力比较强，附着层里的分子分布比内部密(r<r0)，附着层里的分子间斥力占优势，使液体与固体的接触面有扩展的趋势，形成浸润现象。(3)同一种液体对一些固体是浸润的，对另一些固体可能不浸润。如：水银不浸润玻璃但浸润铅板。【名师点睛】1.只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体.2.只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体.3.晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化.如：石墨和金刚石4.金属是多晶体，所以它是各向同性的.5.表面张力使液体自动收缩，由于有表面张力的作用，液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向沿液面切线方向.(2012·烟台二模)下列说法中正确的有()A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积B．温度相同时，悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C．在使两个分子间的距离由很远(r＞10－9m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大D．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力【解析】

由于气体分子之间距离很大，所以无法算出气体分子体积，A错误．微粒越小，布朗运动越明显，B正确．相距很远的两个分子在靠近的过程中，分子间作用力先增大，再减小，再增大；分子势能先减小，后增大，故C错误．液体表面层分子间距离大于平衡间距离，液体表面层分子之间作用力表现为引力，故液体表面存在张力，D正确．【答案】

BD【名师点睛】1.布朗运动不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动，是液体分子无规则热运动的间接反映.2.布朗运动只能发生在气体、液体中，而扩散现象在气体、液体、固体之间均可发生.布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关.3.因分子间的引力和斥力同时存在，且都随间距变化，所以分析分子力做功时，应先明确分子力表现为什么力，在间距变化过程中做什么功，再根据合力做功情况判断分子势能的变化.几种常见情况的压强计算1.系统处于平衡状态下的气体压强计算方法(1)液体封闭的气体压强的确定①平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，利用它的受力平衡，求出气体的压强.②取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等建立方程求出压强.液体内部深度为h处的总压强为p=p0+ρgh.(2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定由于该固体必定受到被封闭气体的压力，所以可通过对该固体进行受力分析，由平衡条件建立方程，来找出气体压强与其他各力的关系.2.加速运动系统中封闭气体压强的计算方法一般选与气体接触的液柱或活塞为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解.(2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定由于该固体必定受到被封闭气体的压力，所以可通过对该固体进行受力分析，由平衡条件建立方程，来找出气体压强与其他各力的关系.2.加速运动系统中封闭气体压强的计算方法一般选与气体接触的液柱或活塞为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解.气体1.描述气体的状态参量(1)两种温标——摄氏温标和热力学温标①两种温标的比较：两种温标温度的零点不同，同一温度两种温标表示的数值不同，但它们表示的温度间隔是相同的，即每一份的大小相同，Δt=ΔT.②两种温标的单位:摄氏温标的单位是摄氏度(℃),热力学温标的单位是开尔文(K).(2)气体的状态及变化①对于一定质量的气体，如果温度、体积、压强这三个量都不变，我们就说气体处于一定的状态.②一定质量的气体，p与T、V有关，三个参量中不可能只有一个参量发生变化，至少有两个或三个同时改变.(3)三个状态参量的比较参量意义单位换算关系宏观上微观上温度(T)表示物体的冷热程度表示分子的平均动能大小国际单位:开尔文(K)常用单位:摄氏度(℃)

T=t+273.15K压强(p)

取决于气体的温度和体积

取决于气体分子的平均动能和分子数密度

国际单位:帕斯卡(Pa)常用单位:大气压(atm)

1atm=1.013×105Pa=760mmHg

体积(V)

气体所充满的容器的容积

气体分子所占据的空间

国际单位:m3常用单位:升(L)

1m3=103L=106mL2.气体实验定律、理想气体状态方程(1)理想气体①严格遵从气体实验定律的气体叫理想气体.②实际气体在温度不太低、压强不太大时可当做理想气体处理.③理想气体是不存在的，它是实际气体在一定程度的近似，是一种理想化模型.一些不易液化的气体如氢气、氧气、氮气、氦气，在常温下，可按理想气体处理.(2)玻意耳定律①内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比.②公式：pV=C或p1V1=p2V2.③微观解释：一定质量的某种理想气体，分子的总数是一定的，在温度保持不变时，分子的平均动能保持不变，气体的体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大，反之亦然，故气体的压强与体积成反比.(3)查理定律①内容:一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比.②公式:③微观解释：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度不变，在这种情况下，当温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大.定律变化过程一定质量气体的两条图线图线特点玻意耳定律等温变化等温变化在p-V图象中是双曲线,由=常数，知T越大pV值就越大，远离原点的等温线对应的温度就高，即T1<T2。等温变化在p-图象中是通过原点的直线，由p=(常数×T)/V，即图线的斜率与温度成正比，斜率越大则温度越高，所以T2>T1。查理定律等容变化等容变化在p-t图象中是通过t轴上-273.15℃的直线，在同一温度下，同一气体压强越大，气体的体积就越小，所以V1<V2等容变化在p-T图象中是通过原点的直线，由p=(常数×T)/V可知，体积大时图线斜率小，所以V1<V2。盖·吕萨克定律等压变化等压变化在V-t图象中是通过t轴上-273.15℃的直线，温度不变时，同一气体体积越大，气体的压强就越小，所以p1<p2等压变化在V-T图象中是通过原点的直线，由V=(常数×T)/p可知，压强大时斜率小，所以p1<p2。要点气体实验定律图象注意掌握定律的微观解释：

比如盖·吕萨克定律的解释，一定质量的某种理想气体，当温度升高时，分子的平均动能增大，要保持压强不变，只有增大气体的体积，减小分子的密集程度.饱和汽与饱和汽压1.动态平衡:在单位时间内，由液面蒸发出去的分子数等于回到液体中的分子数，液体与气体之间达到了平衡状态，这种平衡是一种动态平衡.2.饱和汽:在密闭容器中的液体不断地蒸发，液面上的蒸汽也不断地凝结，蒸发和凝结达到动态平衡时，液面上的蒸汽为饱和汽.3.未饱和汽:没有达到饱和状态的蒸汽.4.饱和汽压:在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强即这种液体的饱和汽压.(1)饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分气压，与其他气体压强无关.(2)饱和汽压与温度和物质种类有关.空气的湿度1.绝对湿度和相对湿度(1)绝对湿度:用空气中所含水蒸气的压强来表示的湿度.(2)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.(3)相对湿度公式:2.常用湿度计干湿泡湿度计、毛发湿度计、传感器湿度计.

(2012·济南实验中学一模)内壁光滑的导热汽缸竖直浸入在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa，体积为2.0×10－3m3的理想气体，现在活塞上缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半．求：(1)求汽缸内气体的压强；(2)若封闭气体的内能仅与温度有关，在上述过程中外界对气体做功145J，封闭气体是吸收还是放出热量？热量是多少？【答案】(1)2.0×105Pa(2)放出热量145J

2．根据分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是()A．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的分子无规则运动的反映B．固体压缩后撤力恢复原状，是由于分子间存在着斥力C．使密闭气球内气体的体积减小，气体的内能可能增加D．可以利用高科技手段，将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化【解析】

布朗运动中固体小颗粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反应，A错误．固体压缩后撤力恢复原状，是由于分子间存在斥力，B正确．使密闭气球内气体体积减小，相当于对球内气体做功，气体的内能可能增加，C正确．根据热力学第二定律知，D错误．【答案】

BC1．如图7－1所示，水平放置的A、B汽缸的长度和截面积均为20cm和10cm2，C是可在汽缸内无摩擦滑动的、厚度不计的活塞，D为阀门，整个装置均由导热材料制成．开始时阀门关闭，A内有压强为PA＝2.0×105Pa的氮气，B内有压强为PB＝1.2×105Pa的氧气；阀门打开后，活塞C向右移动，最后