高中物理二轮复习课件分子动理论气体及热力学定律

高中物理二轮复习课件分子动理论气体及热力学定律汇报人：XX20XX-01-14目录分子动理论气体热力学定律分子动理论气体及热力学定律的应用实验和探究分子动理论01阿伏伽德罗常数011mol任何物质都包含相同数目的粒子，这个常数被称为阿伏伽德罗常数，约为$6.02times10^{23}text{mol}^{-1}$。02分子的质量分子质量与摩尔质量和阿伏伽德罗常数有关，计算公式为$m=frac{M}{N_A}$，其中$m$是分子质量，$M$是摩尔质量，$N_A$是阿伏伽德罗常数。03油膜法测分子直径通过测量油膜的面积和体积，可以计算出分子的直径。这种方法常用于测量不溶于水的物质的分子直径。物质是由大量分子组成的悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动。其因由英国植物学家布朗所发现而得名。作布朗运动的微粒的直径一般为10-5~10-3厘米，这些小的微粒处于液体或气体中时，由于液体分子的热运动，微粒受到来自各个方向液体分子的碰撞，当受到不平衡的冲撞时而运动，由于这种不平衡的冲撞，微粒的运动不断地改变方向而使微粒出现不规则的运动。布朗运动分子的热运动具有无序性、统计规律性和能量均分性等特征。无序性指分子运动无规则且永不停息；统计规律性指大量分子的行为符合统计规律；能量均分性指在热平衡状态下，物质分子的每一个自由度都具有相同的平均能量。热运动的特征分子的热运动分子间的相互作用力存在于分子与分子之间或惰性气体原子间的作用力，又称范德华力。分子间作用力是仅存在于分子(molecule)与分子之间或惰性气体(noblegas)原子(atom)间的作用力，又称范德华力(vanderwaals)，具有加和性，属于次级键。氢键(hydrogenbond)、弱范德华力、疏水作用力、芳环堆积作用、卤键都属于次级键（又称分子间弱相互作用）。分子间作用力当两个分子间的距离小于平衡距离时，分子间的作用力表现为斥力；当两个分子间的距离大于平衡距离时，分子间的作用力表现为引力；当两个分子间的距离等于平衡距离时，分子间的作用力为零。引力与斥力气体02微观解释等温变化时，气体分子的平均动能不变，但由于体积变化，单位体积内的分子数改变，导致压强变化。玻意耳定律在温度不变的情况下，气体的压强与体积成反比。即PV=C（常数）。气体的等温变化查理定律01在等容条件下，气体的压强与热力学温度成正比。即P/T=C（常数）。盖-吕萨克定律02在等压条件下，气体的体积与热力学温度成正比。即V/T=C（常数）。微观解释03等容变化时，体积不变，温度升高导致分子平均动能增大，撞击容器壁的力增强，压强增大。等压变化时，压强不变，温度升高使得分子平均动能增大，分子间距离增大，体积膨胀。气体的等容变化和等压变化PV=nRT，其中P为压强，V为体积，n为物质的量，R为气体常数，T为热力学温度。理想气体状态方程反映了气体分子动理论的基本观点。分子的无规则运动导致气体对容器壁的撞击产生压强；分子间的相互作用力可忽略不计，因此气体的体积主要由分子间的平均距离决定；温度是分子平均动能的标志。理想气体状态方程微观解释理想气体的状态方程热力学定律0301能量守恒热力学第一定律表明，热量和功是能量转化的两种形式，它们之间可以相互转化，但总能量保持不变。02热力学过程在热力学过程中，系统从外界吸收热量或对外界做功，其内能会发生变化。这种变化遵循能量守恒定律。03符号规定在热力学中，通常规定系统吸收热量为正，放出热量为负；外界对系统做功为正，系统对外界做功为负。热力学第一定律热机效率热机在将热能转化为机械能的过程中，不可能达到100%的效率。这是因为热机在工作过程中，总有一部分热量会不可避免地散失到环境中。热传导方向热力学第二定律指出，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。熵增原理热力学第二定律还可以表述为“熵增原理”，即在一个孤立系统中，熵（表示系统无序程度的物理量）总是趋向于增加，而不会自发地减少。热力学第二定律热力学第三定律指出，绝对零度（0K或-273.15℃）是不可能达到的。这是因为绝对零度是温度的最低极限，此时分子运动停止，热运动完全消失。绝对零度在绝对零度时，任何完美晶体的熵为零。这意味着在绝对零度下，晶体的内部状态是唯一的，没有任何热运动引起的混乱。熵的零点热力学第三定律为建立热力学温标提供了依据。在热力学温标中，温度是分子热运动平均动能的标志，与物质的种类和状态无关。热力学温标热力学第三定律分子动理论气体及热力学定律的应用04

解释现象和解决问题解释气体压强产生的原因通过分子动理论解释气体压强是由于气体分子不断撞击容器壁而产生的。解决气体实验定律问题应用气体实验定律，如玻意耳定律、查理定律和盖-吕萨克定律，解决相关气体状态变化的问题。分析热力学过程根据热力学第一定律和第二定律，分析热力学过程中的能量转化和传递，以及热现象的方向性。通过油膜法等方法估算分子的大小，理解分子动理论的基本概念。估算分子大小计算气体状态参量计算热力学量应用气体实验定律和理想气体状态方程，计算气体的压强、体积和温度等状态参量。根据热力学第一定律和第二定律，计算热力学过程中的热量、功和内能等热力学量。030201估算和计算03联系生活实际将分子动理论、气体实验定律和热力学定律与生活实际相联系，解释生活中的热现象，如温室效应、空调制冷原理等。01综合应用分子动理论和气体实验定律将分子动理论和气体实验定律结合起来，分析气体的宏观性质和微观机制，解决复杂的气体状态变化问题。02创新思维在热力学中的应用通过创新思维，探索新的热力学现象和规律，提出新的热力学理论或模型，推动热力学领域的发展。综合应用和创新思维实验和探究05利用油酸分子在水面形成的单分子油膜，通过测量油膜面积和油酸体积，计算油酸分子的直径。实验原理准备实验器材，配制油酸酒精溶液，测量油膜面积，计算油酸分子直径。实验步骤记录实验数据，计算油酸分子直径的平均值，分析误差来源。数据处理实验：用油膜法估测分子的大小气体实验定律的微观解释通过探究气体体积、温度、压强之间的关系，理解气体实验定律的微观本质。理想气体状态方程结合气体实验定律和理想气体模型，推导理想气体状态方程，理解其物理意义。气体压强的微观解释气体压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的持续而稳定的压力。探究：气体实验定律的微观解释热力学第二定律的内容热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，而不引起其