2023届高三总复习学案 热学

本文格式为Word版，下载可任意编辑——2023届高三总复习学案热学2023届高三物理总复习学案：热学

高三（）班姓名__________

一、分子动理论

1．物体是由大量分子组成的

(1)分子直径大小的数量级为______m.

油膜法测分子直径：d＝V/S，V是油滴体积，S是单分子油膜的面积．(2)一般分子质量的数量级为10－26kg.

(3)阿伏伽德罗常数：NA＝6.02×1023mol－1，是联系微观世界和宏观世界的桥梁．

课堂互动讲练

宏观量与微观量及相互关系

1．微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.

2．宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vm，物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.3．关系

MρVm(1)分子的质量：m0＝＝.

NANAVmM

(2)分子的体积：V0＝＝.NAρNA

VmmρV

(3)物体所含的分子数：n＝·NA＝·NA或n＝M·NA＝M·NA.

VmρVm

NA(4)单位质量中所含的分子数：n′＝.M4．分子的大小

36V0(1)球体模型直径d＝.π3(2)立方体模型边长为d＝V0.(3)熟记

①分子直径的数量级是10②分子质量的数量级是10

－10－26

m.kg.

Vm，仅NA

固体和液体分子都可看成是紧凑堆集在一起的．分子的体积V0＝适用于固体和液体，对气体，V0表示每个气体分子平均占有的空间体积．即时应用即时突破，小试牛刀)

.只要知道以下哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离()A．阿伏伽德罗常数，该气体的摩尔质量和质量B．阿伏伽德罗常数，该气体的摩尔质量和密度C．阿伏伽德罗常数，该气体的摩尔质量和体积D．该气体的密度、体积和摩尔质量

1

2．分子永不停息地做无规则热运动

(1)扩散现象：相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象．温度越___，扩散越快．(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的_________的永不停息地无规则运动．布朗运动反映了_________的无规则运动．颗粒越___，运动越明显；温度越___，运动越猛烈．

布朗运动

试验：在显微镜的载物玻璃上的凹槽内用滴管滴入几滴有藤黄的水滴，将盖玻璃盖上，放

在显微镜载物台上，然后通过显微镜观测

现象：视场中的颗粒，在不停地活动，很像是水中的小鱼的运动。

说明：1827年英国植物学家布朗用显微镜观测悬浮在水中的花粉，发现花粉颗粒在水中

不停地做无规则运动，后来把颗粒的这种无规则运动叫做布朗运动。定义：悬浮在液体或气体中的微粒所做的无规则运动

说明：布朗运动不是分子的运动。却是分子无规则运动的反映特点：（1）布朗运动永不停息。连续观测布朗运动，发现在多天甚至几个月时间内，只要液体不枯竭，就看不到这种运动停下来。这种布朗运动不分白天和黑夜，不分

夏天和冬天（只要悬浮液不冰冻），永远在运动着（2）在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地无规则运动．布朗运动反映了液体分子的无规则运动．颗粒越小，布朗运动越明显。颗粒大了，布朗运动不明显，甚至观测不到运动。（3）温度越高，布朗运动越明显。

布朗运动和分子热运动的比较布朗运动热运动分子活动主体固体微小颗粒区别是微小颗粒的运动，是比分子大得多是指分子的运动，分子无论大小都的分子团的运动，较大的颗粒不做布做热运动，热运动不能通过光学显朗运动，但它本身的以及周边的分子微镜直接观测到仍在做热运动都是永不停息地无规则运动，都随温度的升高而变得更加猛烈，都是肉眼所不能看见的布朗运动是由于小颗粒受到周边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共同点联系(1)扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、

气体任何两种物质之间．

(2)布朗运动不是分子的运动，是液体分子无规则运动的反映．

热运动:分子永不停息的无规则运动叫热运动说明：1温度越高，热运动越猛烈。

2扩散现象和布朗运动是热运动的两个证据

扩散就是分子的运动（直接证据）布朗运动不是分子的运动（间接证据）

3单个分子的运动无研究意义。

2

布朗运动反映了分子的无规则运动，那么布朗运动是否就是分子的热运动呢？

（提醒：不是．）

例1、在有关布朗运动的说法中，正确的是（）A．布朗运动就是分子的运动．

B．布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映．C．布朗运动是液体分子无规则运动的反映．

D．液体的温度越高，悬浮微粒越小，布朗运动越显著．3．分子间存在着相互作用力

(1)分子间同时存在_____和_____，实际表现的分子力是它们的_____．(2)引力和斥力都随着距离的增大而_____，但斥力比引力变化得___．(3)分子间的作用力随分子间距离变化的关系如图11－1－1所示．rr0时，表现为_____；

r>10r0时，分子力变得十分微弱，可忽略不计．二、物体的内能1．分子的平均动能

物体内所有分子动能的_______叫做分子的平均动能．_____是分子平均动能大小的标志，_____越高，分子的平均动能越大．2．分子势能

(1)分子势能：由分子间的___________和_________决定的能量．(2)分子势能大小的相关因素

①微观上：分子势能的大小与_____有关.

当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的_____而增大；当rr0时，分子力表现为引力，随着r的增大,分子引力做负功，分子势能增大；(2)当rr0时，r越小，则分子势能Ep越大C．当r＝r0时，则分子势能Ep最小D．当r→∞时，分子势能Ep最小

解析：选AC.当rr0时，分子力表现为引力，r减小时分子力做正功，

分子势能减小；当r＝r0时，分子力为零，分子势能最小；当r→∞时，引力做负功，分子势能增加并趋近于零．例题

一个标准足球场的面积为105m×68m＝7140m2.寻常用空气湿度(相对湿度、绝对湿

4

度)表示空气中含有水蒸气的状况，若球场附近一定体积的空气中所含的水蒸气凝结成水后的体积为103cm3，已知水的密度为ρ＝1.0×103kg/m3，水的摩尔质量Mmol＝1.8×10－2kg/mol，一标准大气压为1.0×105Pa，试求：(1)该足球场上方空气的质量；

(2)水蒸气凝结成的水中含多少水分子；

(3)估算一个水分子的直径为多大．(以上计算结果均保存一位有效数字)解答该题应注意以下三个方面:(1)根据压强的定义求足球场上方的空气质量．(2)利用NA的桥梁作用求水分子的个数．(3)建立分子的模型求分子直径．

?解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！(1)由p0S＝mg得：

5

p0S1×10×7140m＝＝kg＝7×107kg.

g10(2)水的摩尔体积为

－2

Mmol1.8×10－533V0＝＝3m/mol＝2×10m/molρ1.0×10V水NA103×106×6.02×1023水分子数：n＝＝个＝3×1025个．－5V02×10

1V0

(3)建立水分子的球模型有πd3＝

6NA

－

得水分子直径

－336V06×2×105－10

d＝＝m．23m＝4×10πNA3.14×6.02×10

例题温度为0℃、质量一致的冰和水进行比较，以下说法中正确的是()A．它们的分子平均动能一致，水的分子势能较大

B．它们的分子平均动能一致，而冰的体积比水的大，冰的分子势能较大C．它们的分子势能一致，水分子的平均动能较大D．它们的分子势能一致，冰分子的平均动能较大

从影响分子平均动能、分子势能的因素进行分析比较．

由于物体的内能是由物体内分子的数量及大量分子热运动猛烈程度及分子间相互作用所决定的，此题中水和冰的质量和温度相等，即它们具有一致的分子数量及分子的平均动能．对于冰和水的分子势能的比较，由于涉及到物态的变化，因此不能简单地从体积变化状况进行比较．但我们知道，0℃的冰熔化为0℃的水是需要吸热的，而在此过程中体积又在减小，即外界对它做功，所以其内能一定增加．又因此过程中分子的平均动能不变，故分子势能一定增加，所以水的分子势能较大．A

此题要在弄清内能、分子平均动能、分子势能与温度、体积、分子数等物理量之间的关系的基础上，再将0℃的冰熔化为0℃的水时需要吸收热量这一常识与热力学第一定律相结合加以判断．

5

四热力学定律与能量守恒定律（一）、改变内能的两种方式——做功和热传递1．功和内能

做功可以使物体的内能发生改变，内能的改变量是用功的数值来量度的．外界对物体做了多少功，物体的内能就_____多少；物体对外界做了多少功，物体的内能就_____多少．绝热过程：系统只由外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界___热，也不向外界___热,这样的过程叫做绝热过程．2．热传递和内能

热传递也可以使物体的内能发生改变，内能的改变量是用_____来量度的．物体吸收了多少热量，物体的内能就增加多