高三物理分子动理论与热力学定律

内容要求说明分子动理论的基本观点和实验依据阿伏加德罗常数气体分子运动速率的统计分布温度是分子平均动能的标志、内能固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构液体的表面张力现象气体实验定律理想气体饱和蒸气、未饱和蒸气和饱和蒸气压相对湿度热力学第一定律能量守恒定律热力学第二定律ⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠ定性了解实验：用油膜法估测分子的大小热学部分在高考中，每年每套试题均有出现。在今后的高考中主要1.考查阿伏加德罗常数及分子大小、分子质量、分子数目等微观量2.3.4.5.6.7.本专题概念、规律繁多，但要求较低，考纲对给定的知识点全部是Ⅰ级要求。因此，在复习时应注意以下几个方面：(1)加强对基本概念和基本规律的理解。强化概念和规律的记忆，明确以分子动理论、热力学定律和能量守恒定律为核心的热力学规律；(2)理解以温度、内能和压强为主体的热学概念。要能从微观角度，从分子动理论的观点来认识热现象和气体压强的产生；能利用阿伏加德罗常数来联系宏观和微观在数量上的关系；(3)能熟练运用热力学第一、第二定律和能量转化与守恒定律分析及讨论物体内能的变化。正确建立物理模型是解决问题的关键，对液体和固体，微观模型是分子紧密排列，分子可以看成球体，其体积V0=d3(d为球体直径)。对气体分子来说，由于分子不是紧密排列，上述微观模型对气体不适用，但我们可以通过立方体模型求分子间距，将气体体积分成N个小立方体，其边长即为分子间距，即d=(V为气体体积)。1.已知固体和液体的摩尔体积Vmol和一个分子的体积V0,则NA=Vmol/V0;知NA和Vmol亦可估算分子的大小。2.已知物体的摩尔质量M和一个分子的质量m0，求NA，则NA=M/m0；知NA和M亦可估算分子的质量。3.已知物体的体积V和摩尔体积Vmol，求物体的分子数n，则n=NA·V/Vmol。4.已知物体的质量m和摩尔质量M，求物体的分子数，则n=(m/M)NA。要点一分子的大小、质量与物体的体积、质量的关系3/NV6π铜的摩尔质量为M，密度为ρ，若用NA表示阿伏加德罗常数，则下列说法正确的是（）A.1个铜原子的质量为ρ/NAB.1个铜原子占有的体积为M/NAC.1m3铜所含原子的数目为(ρNA)/MD.1kg铜所含原子的数目为NA/MCD＊体验应用＊1.布朗运动与扩散现象的关系(1)布朗运动与扩散现象是不同的两个现象，但也有相同之处。首先，它们都反映了分子永不停息地做无规则运动；其次，它们都随着温度的升高而表现得愈加明显；(2)扩散是两种不同物质接触时，没有受到外界的影响而彼此能够进入对方的现象，气体、液体、固体都有扩散现象，扩散的快慢除了和温度有关外，还和物体的密度差、溶液的浓度有关，密度差(浓度差)越大，扩散进行得越快；布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规则运动，其运动的激烈程度与微粒的大小和液体的温度有关，这是两者的不同之处。2.布朗运动与分子运动的关系(1)布朗运动的研究对象是固体小颗粒；分子运动的研究对象是分子。布朗微粒中也含有大量的分子，这些分子也在做永不停息的无规则运动；(2)布朗运动的产生原因是由于液体分子无规则运动的撞击，布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性；布朗运动与温度有关，表明液体分子的运动与温度有关，温度越高运动越激烈；(3)布朗运动的特点是永不停息、无规则，颗粒越小现象越明显，温度越高运动越激烈；在任何温度下都可以产生布朗运动，但温度越高布朗运动越明显；(4)布朗运动不仅能在液体中发生，也能够在气体中发生。要点二微观分子热运动与其宏观表现的关系要点三物体的内能和机械能的比较名师支招：(1)物体的体积越大，分子势能不一定就越大，如0℃的水结成0℃的冰后体积变大，但分子势能却减小了。(2)理想气体分子间相互作用力为零，故分子势能忽略不计，一定质量的理想气体内能只与温度有关。(3)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子的内能的说法。类别比较内能机械能定义物体内所有分子的热运动动能和分子势能之和物体的动能、重力势能和弹性势能的统称决定由物体内部状态决定跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关量值任何物体都有内能可以为零测量不易测量容易测量本质分子的运动和相互作用的结果宏观物体的运动和相互作用的结果要点四热力学定律概念温度内能(热能)热量功含义表示物体冷热程度,是物体分子平均动能大小的标志，是大量分子热运动的集体表现，对个别分子来说，温度没有意义物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，它是由大量分子的热运动和分子相对位置决定的能是热传递过程中内能的改变量，用来量度热传递过程中内能转移的多少做功过程是机械能或其他形式的能和内能之间的相互转化或转移的过程关系温度和内能是状态量，热量和功则是过程量，热传递条件是存在温差，传递的是热量而不是温度，是内能的转移1.温度、内能、热量、功的区别2.两类永动机的比较第一类永动机第二类永动机不消耗能量却可以源源不断地对外做功的机器从单一热源吸热，全部用来对外做功而不引起其他变化的机器违背能量守恒定律，不可能实现不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律，不可能实现(1)高温物体热量Q能自发传给低温物体热量Q不能自发传给(2)机械能能自发地完全转化为内能不能自发地且不能完全转化为(3)气体体积V1能自发地膨胀到气体体积V2(V1V2)不能自发地收缩到(4)不同气体A和B能自发地混合成混合气体AB不能自发地分离成3.热力学过程方向性的实例4.热力学第一定律和热力学第二定律的关系热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量守恒的特殊表达形式与内能改变的定量关系。而第二定律指出了能量转化与守恒能否实现的条件和过程的方向，指出了一切变化过程的自然发展是不可逆的，除非靠外界影响。所以，二者既相互联系又相互补充。【例1】假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023mol-1)()A.10年B.1千年C.10万年D.1千万年热点一阿伏加德罗常数的应用【解析】完成任务所需的时间=1g水中所包含的水分子个数，选项C正确，A、B、D错误。60亿人一年内所数的水分子个数C【例2】地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计。已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)()A.体积减小，温度降低B.体积减小，温度不变C.体积增大，温度降低D.体积增大，温度不变热点二热力学第一定律【解析】本题考查气体的有关知识，本题为中等难度题目。随着空气团的上升，大气压强也随着减小，那么空气团的体积会增大，空气团对外做功，其内能会减小，因为不计分子势能，所以内能由其温度决定，则其温度会降低。所以空气团的体积增大、温度降低、压强减小。C【例3】关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是()A.第二类永动机违反能量守恒定律B.如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C.外界对物体做功，则物体的内能一定增加D.做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的热点三热力学第二定律【解析】第二类永动机不能实现是因为第二类永动机违反了热力学第二定律，但并不违反能量守恒定律，故A错；做功和热传递都能改变物体的内能并遵守热力学第一定律，ΔU＝Q＋W，故B、C错；做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看，做功是能量形式的转化，热传递是内能转移，这两种改变方式是有区别的，故D正确。D【例4】下列说法正确的是()A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B.没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D.内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同热点四分子动理论与热力学定律综合【解析】布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，他反映的是液体分子无规则的运动，所以A错误；没有摩擦的理想热机不经过做功是不可能把吸收的能量全部转化为机械能的，B错误；摩尔质量必须和分子的质量结合才能求出阿伏加德罗常数，C错；温度是分子平均动能的标志，只要温度相同分子的平均动能就相同，物体的内能是势能和动能的总和，所以D正确。D；分子冰淇淋加盟nih50qfi送来。不过，可能是因为福晋的吩咐。”问不出壹个所以然，苏总管只得满腹狐疑地收下侧福晋的银子，并在当天向福晋例行汇报府务的时候，随口将这件事情提了出来。福晋听到苏培盛的禀报之后才恍然大悟！当时吩咐的时候，自己说顺嘴了，忽略了壹个重要情况：壹般女眷们罚例钱都是壹罚三个月，她也就这么随嘴壹说，现在突然明白过味来，天仙妹妹刚来府里只有壹个月！妹妹才只领了壹个月的月银，这回让她壹罚，还要倒贴两个月的例钱给王府。于是她有点儿后悔起来，担心自己这次是不是罚得有些重了。当天晚上，趁爷过来她这里闲坐片刻，顺便问问府里的情况的时候，她把这件事情跟他说了起来。谁知道他听完，想也没想就说：“这有什么重的，早罚晚罚不都壹个样！”对于福晋追加的这两条处罚他很是满意。不过，如果他仔细想想，冰凝从来也不会指着月银过活，也从来不去除霞光苑以外的其它地方，他就会后悔这两条处罚简直就是太轻了！第壹卷第119章去向皇上在四阿哥请求赐婚的同时，曾经向他提前透露了些风声：年羹尧即将放外任职。果不其然，六月二十日，皇上的圣旨就颁布下来：内阁学士年羹尧任四川巡抚。此时年二公子还不到三十岁，此道圣旨充分体现了皇上对年二公子的格外赏识和破格提拔。对于此次升迁，年家人都高兴不已。特别是年夫人，当初被王爷出了那个天大的难题的时候，生怕是因为二公子自持才高八斗，桀骜不驯、不肯归顺的原因而惹恼了王爷，从而影响了他的仕途之路。现在壹看，凝儿果然猜得没有错，二公子还是深受皇上赏识的有用之才，不但没有受到影响，反而升了职，她那壹颗悬了大半年的心总算是落到了肚子里。二公子拖家带口到四川赴任，年夫人也要回到湖广总督府去陪年老爷，京城只剩下玉盈壹个未出嫁的大姑娘，这怎么可能呢？于是玉盈的下壹步去向就成为壹家子人需要认真抉择的重要内容。年夫人是想让玉盈随着二公子，四川地处偏僻的西南，边疆地区生活多有不便，再没有壹个贴心的人在身边，她实在是放心不下。二公子的想法正正相反，他是想让玉盈随着爹娘去湖广，壹方面是他们几个子女都不在爹娘身边，有了玉盈，还能替他们为爹娘多尽孝道；另壹方面，玉盈的婚事还是要父母亲大人作主才好；另外，真若去了四川，道路艰险，家人之间相聚重逢的机会少了许多，他怕把玉盈妹妹给耽误了。最后两人谁也说服不了谁，于是决定先听听玉盈的想法是什么。结果玉盈的壹番话让年夫人和二公子大吃壹惊：“娘亲，二哥，玉盈只要不在京城，去哪里都可以！”这叫什么话？虽然压根儿他们就没有打算让玉盈独自留在京城，但是她的这个表态还是让二公子心存疑虑，玉盈妹妹怎么会这么抵触京城？盈儿