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第十四章熱學(xué) 考點37分子動理論內(nèi)能 高考考法突破 考法1布朗運動與分子熱運動的比較 應(yīng)試基礎(chǔ)必備 考法2利用阿伏伽德羅常數(shù)進(jìn)行微觀量的估算 考法3分子間作用力和分子勢能隨分子間距的變化規(guī)律 考點37分子動理論內(nèi)能 1 分子動理論 1 物體是由大量分子組成的 分子的大小 直徑的數(shù)量級10 10m 質(zhì)量數(shù)量級10 26kg 分子直徑估測方法 油膜法 阿伏伽德羅常數(shù) 1mol的任何物質(zhì)中含有NA 6 02 1023個分子 2 分子永不停息地做無規(guī)則運動 擴(kuò)散現(xiàn)象 不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散 擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的 布朗運動 指懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)則運動 微粒越小 溫度越高 布朗運動越明顯 3 分子間存在相互的作用力分子間同時存在引力和斥力 分子力是分子間引力和斥力的合力 2 物體的內(nèi)能分子平均動能分子由于做熱運動而具有的動能叫分子動能 物體內(nèi)所有分子動能的平均值叫分子平均動能 2 分子的勢能由分子間相對位置決定的勢能叫分子勢能 固體和液體的分子勢能與物體的體積有關(guān) 3 物體的內(nèi)能物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能 決定內(nèi)能的因素微觀上 分子動能 分子勢能 分子個數(shù) 宏觀上 溫度 體積 物質(zhì)的量 改變物體內(nèi)能有兩種方式 做功 熱傳遞 考法1布朗運動與分子熱運動的比較 考法2利用阿伏伽德羅常數(shù)進(jìn)行微觀量的估算1 靈活運用兩種微觀模型球體模型 分子的直徑為 2 立方體模型 分子的直徑為 8 考點38分子動理論內(nèi)能 高考考法突破 考法4氣體壓強(qiáng)的計算 應(yīng)試基礎(chǔ)必備 考法5氣體實驗定律 考法6理想氣體的狀態(tài)方程及應(yīng)用 考法7氣體的變質(zhì)量問題 考法8晶體和非晶體 考點38氣體 固體和液體 2 固體 活塞或汽缸 封閉的氣體壓強(qiáng)的確定可對該固體進(jìn)行受力分析 由平衡條件建立方程來求氣體壓強(qiáng) 考法5氣體實驗定律1 氣體實驗定律及圖線比較 考法7氣體的變質(zhì)量問題分析變質(zhì)量問題 可通過選擇合適的研究對象 使問題轉(zhuǎn)化為質(zhì)量不變的問題1 打氣問題選擇球內(nèi)原有氣體和即將打入的氣體作為研究對象2 抽氣問題將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象3 灌氣問題把大容器中的剩余氣體和多個小容器中的氣體看作整體來作為研究對象4 漏氣問題選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對象 考法8晶體和非晶體 考點39熱力學(xué)定律與能量守恒定律 高考考法突破 考法9對熱力學(xué)第一定律的理解 應(yīng)試基礎(chǔ)必備 考法10對熱力學(xué)第二定律的理解 考點39熱力學(xué)定律與能量守恒定律 1 熱力學(xué)第一定律 1 做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式 2 熱力學(xué)第一定律 U Q W2 熱力學(xué)第二定律熱傳導(dǎo)的方向性 自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體低溫物體必須要依靠外界的輔助才能將熱量傳給高溫物體 2 第二類永動機(jī) 從單一熱源吸熱并把它全部用來對外做功 不產(chǎn)生其他變化的機(jī)器 3 熱力學(xué)第二定律 克勞修斯表述 熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 開爾文表述 不可能從單一熱源吸收熱量 使之完全變?yōu)橛杏霉?而不產(chǎn)生其他影響3 能量守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生 也不會憑空消失 它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式 或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體 在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中 能量的總量保持不變 考法9對熱力學(xué)第一定律的理解1 反映了做功和熱傳遞這兩種改變內(nèi)能的過程是等效的 給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系2 對公式 U Q W符號的規(guī)定 3 幾種特殊情況 1 絕熱 Q 0 W U 外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加 2 不做功 W 0 Q U 物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加 3 始末狀態(tài)內(nèi)能不變 U 0 W Q 外界對物體做功等于物體放出熱量4 注意事項 1 要明確研究的對象是哪個物體或者是哪個熱力學(xué)系統(tǒng) 2 計算要依照符號法則代入數(shù)據(jù) 結(jié)果正 負(fù)同樣依照規(guī)則來解釋其意義 3 絕熱 說明與外界沒有熱交換 氣體向真空擴(kuò)散時對外不做功 考法10對熱力學(xué)第二定律的理解1 對熱力學(xué)第二定律關(guān)鍵詞的理解在熱力學(xué)第二定律的表述中 自發(fā)地 不產(chǎn)生其他影響 的含義 1 自發(fā)地 指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性 2 不產(chǎn)生其他影響 發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響 如吸熱 放熱 做功等 3 熱力學(xué)過程方向性實例 2 熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)揭示大量分子參與宏觀過程的方向性熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性 考點40實驗 用油膜法估測分子的大小 應(yīng)試基礎(chǔ)必備 考點40實驗 用油膜法估測分子的大小 1 實驗原理用油膜法估測分子大小的原理累積法測一滴油酸酒精溶液體積V0 據(jù)溶液濃度求一滴純油酸體積V測出油滴形成單分子油膜層的面積S 如果把分子看做球形 就可算出油酸分子的直徑 2 實驗步驟 1 配制油酸酒精溶液 1mL油酸滴入酒精配制成500mL油酸酒精溶液 2 用滴管或注射器將配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中 記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù) 算出一滴油酸酒精溶液的體積 3 實驗時先向邊長為30 40cm的淺盤里倒入約2cm深水 將痱子粉或石膏粉均勻撒在水面上 用滴管往水面上滴一滴油酸酒精溶液 4 待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后 將玻璃板放在淺盤上 然后將油酸膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上 5 將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上 算出油酸薄膜的面積S 求面積時以坐標(biāo)紙上邊長為1cm的正方形為單位 數(shù)出輪廓內(nèi)正方形的個數(shù) 6 根據(jù)配制的油酸酒精溶液的濃度 算出一滴溶液中純油酸的體積V 根據(jù)一滴純油酸的體積V和薄膜的面積S即可算出油酸薄膜的厚度 即油酸分子的大小 3 誤差分析用油膜法估測分子的直徑 通?？梢詼y得比較準(zhǔn) 實驗誤差通常來自三個方面 1 形成單分子油膜要求使用的酒精的濃度 痱子粉的用量適宜 形成單分子油膜 2 油滴的體積V用累積法測油滴的體積 3 油膜的面積S計算方格數(shù) 不足半格舍去 多于半格算一個 方格邊長單位越小越精確 4 注意事項 1 油酸酒精溶液的濃度應(yīng)小于0 1 2 痱子粉的用量不要太多 否則不易成功 3 測一滴油酸酒精溶液的體積時 滴入量筒中的油酸酒精溶液的體積應(yīng)為整毫升數(shù) 應(yīng)多滴幾滴 數(shù)出對應(yīng)的毫升數(shù) 這樣求平均值時誤差較小 4 淺盤里水離盤口面的距離應(yīng)小些 并要水平放置 以便準(zhǔn)確地畫出油膜的形狀 畫線時視線應(yīng)與板面垂直 5 要待油膜形狀穩(wěn)定后 再畫輪廓 6 利用坐標(biāo)紙求油膜面積時 以邊長1cm的正方形為單位 計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù) 不足半個的舍去 大于半個的算一個 7 做完實驗后 把水從盤的一側(cè)邊緣倒出 并用少量酒精清洗 然后用脫脂棉擦拭 最后用水沖洗 以保持盤的清潔 專題12熱學(xué)綜合問題 高考考法突破 考法11熱學(xué)綜合問題 專題12熱學(xué)綜合問題 考法11熱學(xué)綜合問題一 以氣體壓強(qiáng)為橋梁表現(xiàn)為熱學(xué)與力學(xué)的綜合涉及受力分析 平衡條件 牛頓運動定律 氣體實驗定律 理想氣體狀態(tài)方程等二 以功和能為橋梁表現(xiàn)為實驗定律與熱力學(xué)定律的綜合 涉及氣體實驗定律 理想氣體狀態(tài)方程 動能定理 功能關(guān)系 熱力學(xué)定律 能量守恒等前一類問題要以跟氣體接觸的物體為對象進(jìn)行受力分析 研究對象可是活塞 或水銀 汽缸以及活塞和汽缸組成的整體明確研究對象是平衡或加速運動 列出平衡方程或牛頓第二定律方程求出壓強(qiáng)以被封閉氣體為對象 明確氣體初末狀態(tài) 結(jié)合氣體實驗定律 理想氣體狀態(tài)方程求解后一類問題找到氣體實驗定律與熱力學(xué)定律之間的聯(lián)系兩規(guī)律聯(lián)系在于氣體的體積V和溫度T 關(guān)系如下 1 體積變化對應(yīng)氣體與外界做功的關(guān)系體積增大 氣體對外界做功 即W0 2 理想氣體不計分子勢能 內(nèi)能只與溫度有關(guān)溫度升高 內(nèi)能增大 即 U 0 溫度降低 內(nèi)能減小 即 U 0最后結(jié)合熱力學(xué)第一定律 U W Q求解問題