高考物理大一轮复习第13单元热学学案.doc
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1、1 / 13【2019【2019最新最新】精选高考物理大一轮复习第精选高考物理大一轮复习第1313单元热学学案单元热学学案 2014年2015年2016年2017年高考热点统计 要求 分子动理论33(1)33(1)33(1) 固体、液体和 气体33(1)33(1)33(1)33(1)33(1)33(1)33(2)33(1)气体实验定律、 状态方程3333(2)33(2)33(2)33333333(2)3333热力学定律和能 量守恒定律33(1)33(1)33(1)3333(2)3333考情分析1.本单元的主要内容是分子动理论的基本观点、固体和液体的基本性质、气体实 验定律和理想气体状态方程及热
2、力学定律,分子动理论、阿伏伽德罗常数的应用、 气体实验定律及热力学第一定律的应用是高考命题的热点. 2.扩散和布朗运动现象、阿伏伽德罗常数、分子力和分子势能、分子平均动能和 温度、气体压强的微观解释、油膜法测分子直径、晶体与液晶、液体的表面张力 等是本单元的基础知识,气体实验定律、理想气体状态方程与热力学定律是本单 元的重点知识,应用气体实验定律、热力学第一定律的解题方法是教学重点.第32讲 分子动理论 内能 用油膜法估测分子的大小 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. (2)一般分子质量的数量级为 kg. (3)阿伏伽德罗常数NA:1 mol的任何物
3、质所含的分子数,NA= mol-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微小颗粒的永不停息的无规则运 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 ,运动越剧烈. 3.分子力 (1)分子间同时存在着 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 ,但分子间距离变化相等时斥力比引力变化得 . (3)分子间的作用力随分子间距离r变化的关系如图32-1所示:当rr0时,表现为 ;当r10r0时,分子力变得十分微弱,可忽略不计.
4、图32-1 二、物体的内能 1.分子的平均动能:物体内所有分子动能的平均值. 是分子平均动能的标志,物体温度升高,分子热运动的 增大. 2.分子势能:与分子 有关.分子势能的大小随分子间距离的变化曲线如图32- 2所示(规定分子间距离无穷远时分子势能为零). 图32-2 3.物体的内能:物体中所有分子的热运动 与 的总和.物体的内能跟物体的 、 及物体的 都有关系. 三、用油膜法估测分子的大小 将油酸滴在水面上,让油酸尽可能散开,可认为油酸在水面上形成 油膜,如果把分子看作 ,单层分子油膜的厚度就可以看作油酸分子的直径,如图32-2 / 133所示,测出油酸的体积V和油膜的面积S,就可以算出分
5、子的直径d,则d= . 图32-3 【思维辨析】 (1)布朗运动是液体分子的无规则运动.( ) (2)温度越高,布朗运动越剧烈.( ) (3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大.( ) (4)-33 =240 K.( ) (5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能.( ) (6)当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大.( ) (7)内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同. ( ) 【思维拓展】 分子的体积如何表示? 考点一 阿伏伽德罗常数的应用 宏观量与微观量的转换桥梁 作为宏观量的摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、密度与作为微观量的分子直径d 、分子质量m、分
6、子体积V0都可通过阿伏伽德罗常数联系起来.如图32-4所示. 图32-4(1)一个分子的质量:m=. (2)一个分子所占的体积:V0=(估算固体、液体分子的体积或气体分子平均占有的空间).(3)1 mol物体的体积:Vmol=.(4)质量为M的物体中所含的分子数:n=NA.(5)体积为V的物体中所含的分子数:n=NA. 考向一 液体、固体分子模型 1 2017江苏卷 科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子.资料显示,某种蛋白的摩 尔质量为66 kg/mol,其分子可视为半径为310-9 m的球,已知阿伏伽德罗常数为6.01023 mol- 1.请估算该蛋白的密度.(计算结果保留一位有
7、效数字) 建模点拨 固体、液体分子一个一个紧密排列,可将分子看成球体或立方体,如图32- 5所示,分子间距等于小球的直径或立方体的棱长,所以d=(球体模型)或d=(立方体模型).图32-5 考向二 气体分子模型 2 已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏伽德罗常3 / 13数为NA,地面大气压强为p0,重力加速度大小为g.由此可估算得,地球大气层空气 分子总数为 ,空气分子之间的平均距离为 . 建模点拨 气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离很大,所以气体分子的大小不 等于分子所占有的平均空间.如图32- 6所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体,
8、所以d=. 图32-6 考点二 分子动理论的应用 考向一 布朗运动与分子热运动 项目布朗运动分子热运动 活动主体固体小颗粒分子区别是固体小颗粒的运动, 能通过光学显微镜直接 观察到是分子的运动,分子不论大小都做 热运动,热运动不能通过光学显微 镜直接观察到共同点都是永不停息地无规则运动,都随温度的升高而变得更加 剧烈,都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是小颗粒受到周围做热运动的分子撞击作用不 平衡而引起的,它是分子做无规则运动的反映 3 (多选)2016江苏涟水中学质检 关于布朗运动,下列说法不正确的是 ( ) A.布朗运动就是液体分子的无规则运动 B.布朗运动就是悬浮的固体微粒分子的无规则运动
9、 C.气体分子的运动是布朗运动 D.液体中的悬浮微粒越大,布朗运动就越不明显 E.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的 考向二 分子间的作用力与分子势能 4 (多选)2017山西晋城二模 将一个分子P固定在O点,另一个分子Q从图中的A点由静止释放,两分子之间的作用 力与间距关系的图像如图32-7所示,则下列说法正确的是( ) 图32-7 A.分子Q由A运动到C的过程中,先加速再减速 B.分子Q在C点时分子势能最小 C.分子Q在C点时加速度大小为零 D.分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中,加速度先增大后减小再增大 E.该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距
10、变化的规律 方法技巧 (1)分子势能在平衡位置有最小值,无论分子间距离如何变化,靠近平衡位置,分子 势能减小,反之增大. (2)判断分子势能的变化有两种方法 看分子力的做功情况. 直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断,但要注意其和分子力与分子间 距离的关系图线的区别. 考向三 物体的内能 1.物体的内能与机械能的比较 内能机械能定义物体中所有分子热运动动能与 分子势能的总和物体的动能、重力势能和弹性势 能的统称4 / 13决定因素与物体的温度、体积、物态和 分子数有关跟宏观运动状态、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 无法测量 可测量本质微观分子的运动和相
11、互作用的 结果宏观物体的运动和相互作用的结 果 运动形式 热运动 机械运动 联系 在一定条件下可以相互转化,能的总量守恒 2.内能和热量的比较 内能热量区别是状态量,状态确定,系 统的内能随之确定.一 个物体在不同的状态下 有不同的内能是过程量,它表示由于 热传递而引起的内能 变化过程中转移的能 量联系在只有热传递改变物体内能的情况下,物体内 能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的热 量 5 (多选)关于物体的内能,下列说法不正确的是( ) A.温度相等的1 kg和100 g的水内能相同 B.物体内能增加,一定要从外界吸收热量 C.热量只能从内能多的物体转移到内能少的物体 D.在相同物态下,同
12、一物体温度降低,它的内能会减少 E.物体运动时的内能不一定比静止时的内能大 式题 (多选)2017太原二模 如图32- 8所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,两分子之间的相互作用力的合 力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示,F0表现为斥力,FT1. 图33-3 又如图乙所示,A、B两点的温度相等,从B状态到A状态压强增大,体积一定减小,所 以V2V1. (2)关于一定质量的气体的不同图像的比较过程类别 图线 特点示例9 / 13p-VpV=CT(其中C为恒量), 即p、V之积越大的等 温线温度越高,线离原 点越远等温过 程p-p=CT,斜率k=CT,即斜 率越大,温度越高等容过
13、 程p-Tp= T,斜率k=,即斜率 越大,体积越小等压过 程V-TV= T,斜率k=,即斜率 越大,压强越小 7 2017兰州一模 一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图像如图33- 4所示,气体在状态A时的压强pA=p0,温度TA=T0,线段AB与V轴平行,BC的延长线过 原点.求: (1)气体在状态B时的压强pB; (2)气体在状态C时的压强pC和温度TC. 图33-4 式题 2017上海静安质检 一定质量的气体经历一系列状态变化,其p- 图线如图33- 5所示,变化顺序为abcda,图中ab线段延长线过坐标原点,cd线段与P轴垂直,da线段与轴垂直.气体在此状态变化过程中 (
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