1、热学第一轮复习,汾阳中学 白建新 2005年12月,知识结构体系,分子动理论,热 和 功 物体的内能,物质是由大量分子组成的,分子在做永不停息的无规则运动,分子间存在有相互作用的引力和斥力,物体的内能：所有分子动能和分子势 能的总和,改变内能的两种方式,做 功,热传递,热力学定律,热力学第一定律,热力学第二定律,第一单元 分子热运动能量守恒气体,1.备考目标,（1）知识目标,（2）能力目标,通过分子大小和分子质量的估算，培养抽象思维能力及综合分析问题的能力. 通过对分子间相互作用力及分子势能的规律的认识，培养分析推理的能力. 通过定性分析气体的状态变化，培养抽象思维与推理的能力.,问题探究,1
2、.在微观量的估算中，应如何建立分子模型？液体、固体分子可建立什么模型？气体分子可建立什么模型？ 2.布朗运动与其周围液体分子的运动、自身分子的运动有何关系？ 3.物体为什么能够被压缩，但又不能无限地被压缩？为什么拉断任何物体都要用力？,4.如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针；另一端有一可移动的胶塞（用卡子卡住）.用打气筒慢慢向容器内打气，当容器内压强增大到一定程度时，打开卡子，胶塞被气体冲出容器口后，温度计示数如何变化？为什么？,分子110201.swf,分子动分子运动论.swf,1、有关布朗运动的说法中，正确的是 液体的温度越低，布朗运动越显著 液体的温度越高，布朗
3、运动越显著 悬浮微粒越小，布朗运动越显著 悬浮微粒越大，布朗运动越显著 A. B. C. D.,【正确答案】 B,相互作用分子间的相互作用.swf,2、两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略)，设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近，直到不能再靠近的整个过程中 A.分子力总是对乙做正功，分子间相互作用的势能总是减小 B.乙总是克服分子力做功，分子间相互作用的势能总是增加 C.先是乙克服分子力做功，然后分子力对乙做正功，分子间相互作用的势能是先增加后减小 D.先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功，分子间相互作用的势能是先减小后增大,【正确答案】 D,3、对于一定质量的某种理想气体，如果
4、与外界没有热交换，则有 若气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大 若气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定减小 若气体分子的平均距离增大，则气体的平均动能一定增大 若气体分子的平均距离增大，则气体分子的平均动能一定减小 A. B. C. D.,【正确答案】 B,【正确答案】 AD,4、有关物体的内能，以下说法正确的是 A.1 g 0水的内能比1g 0冰的内能大 B.电流通过电阻后电阻发热,它的内能增加是通过“热传递”方式实现的 C.气体膨胀，它的内能一定减少 D.橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加,【正确答案】 BD,5、下列说法中正确的有 A.热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温
5、物体传到高温物体 B.热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体 C.机械功可以全部转化为热量，但热量不可能全部转化为机械功 D.机械功可以全部转化为热量，热量也可能全部转化为机械功,一、分子运动论内容：1.物质是由大量的分子组成的，2.分子在作永不停息无规则的热运动3.分子之间存在相互作用的引力和斥力。,1、物体是由大量的分子组成的 a、分子是具有各种化学性质的最小粒子 b、分子大小： 分子直径数量级 10-10米分子质量：一般为10-26 千克 测定方法：单分子油膜 、离子显微镜观测法 c、 阿佛加德罗常数 :N=6.021023个/摩一摩尔任何气体在标准状况下体积为22
6、.4升d、 摩尔质量M，分子质量m， 则 M=mN,分子大小的估测油膜法,油膜法油膜法测分子直径.swf,1.实验中为什么要待容器中的水稳定后再进行实验？,2.油酸分子直径的数量级在10-10m，有位同学的测量结果远大于这个数量级，试分析可能的原因？,3.根据你的体会，试述做好本实验应该注意的几个问题（或影响实验结果的因素）,【答案要点】 油酸酒精溶液的浓度过大，水槽过小，痱子粉撒得过厚等.,【答案要点】 水是否静止，油酸酒精溶液的浓度是否合适，测液滴的体积时滴得是否均匀，痱子粉撒得厚薄是否合适等.,案例1利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数.把密度=0.8103 kg/m3的某种油用滴管滴出
7、一滴油在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V=0.310-3 cm3，形成油膜的面积S=0.5 m2，油的摩尔质量M=0.1 kg/mol，把油膜看成单分子层，每个分子看成球形，那么,（1）油分子的直径是多少?（2）由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数NA是多少?,案例2在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液中有液滴50滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如右图821所示，坐标中正方形小方格的边长为20 mm.求： （1）
8、油酸膜的面积是多少？ （2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？ （3）根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？,分子模型,(1)液体、固体分子间隔略去不计的微观模型球型或立方体型. (2)气体分子的均匀模型：气体分子平均占有一个立方体空间. 设气体摩尔体积为V0，每个气体分子所占有的空间 体积的立体棱长就等于相邻两气体分子间的距离L，故L=,2、分子热运动布朗运动：悬浮在液体（或气体）中的小颗粒的无规则运动。说明：a、是固体颗粒的运动，反映分子的无规则的运动。b、颗粒越小布朗运动越显著c、温度越高布朗运动越显著原因：各个方向液体分子对粒子冲力不平衡引起的。,3、分子间的相互作用力
9、a、分子间同时存在引力和斥力，分子力是它们的合力。分子力是短程力.,b、分子力随距离变化关系r=r0时，F引=F斥, 分子力为零；rr0时，F引 F斥, 分子力表现为斥力rr0时，F引 F斥, 分子力表现为引力引力和斥力都随分子间距离的增大而减小；但斥力比引力减小得更快。,二、内能 1定义：物体里所有分子的动能和势能的总和。a、温度是分子平均动能的标志。温度越高分子的平均动能越大。,b、分子势能和分子间的距离有关系。rr0时，r增大Ep也随之增大；rr0时，r减小Ep也随之增大。,2、物体的内能,（1）分子动能与温度有关温度是分子平均动能的标志,（2）分子势能与体积有关,（3）物体的内能所有的
10、分子动能和分子势能的总和,做功和热传递都可以改变物体的内能,决定物体内能的是：温度、体积、分子总数,三、能的转化和守恒定律1 内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体。2 能源的利用过程，实质上是能量的转化或转移过程。常规能源：煤、石油、天然气等。新 能 源：核能、太阳能、地热能、海洋能等,热力学第一定律： U = Q + W,注意各物理量符号的含义,在19世纪早期，不少人沉迷于一种神秘机械, 这种设想中的机械只需要一个初始的力量就可使其运转起来，之后不再需要任何动力和燃料，却能自动不断地做功。在热力学第一定律提出之前，人们一直围绕
11、着制造永动机的可能性问题展开激烈的讨论，这种不需要外界提供能量的永动机称为第一类永动机。,第一类永动机,热力学第二定律（热传导的方向性）,不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化.,不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化.（第二类永动机不可能制成）,第二类永动机,不少人开始企图从单一热源（比如从空气、海洋）吸收能量，并用来做功。将热转变成功，并没有违背能量守恒，如果能够实现，人类就将有了差不多取之不尽的能源，地球上海水非常丰富，热容很大，仅仅使海水的温度下降1，释放出来的热量就足够现代社会用几十万年，从海水中吸取热量做功，则航海不需要携带燃料！这种机械被人们
12、称为第二类永动机。,1. 克劳修斯（Clausius）的表述： “热量由低温物体传给高温物体而不引起其它变化是不可能的”。 热量从高温传到低温处的过程可自发进行，反之，热量从低温传到高温处虽可以进行，但有条件，如通过制冷机将热从低温处转到高温处，除了这部分能量转化之外，必然引起其它变化，就是还要消耗电功变成热，就是说，使热量从低温向高温转移的同时，需消耗另一部分功，变成为热。,2. 开尔文（Kelvin）的表述： “从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其它变化是不可能的“。 这种说法的意思是从功转变成热，可不引起其它变化，(如摩擦生热，机械功完全转成热而不发生其它变化)，但是其反过程，将热
13、变成功，除了这些能量转换外，必然引起其它变化，否则就不能发生。,练习,1.下列说法正确的是 A.布朗运动反映了大量分子的无规律运动 B.布朗通过显微镜观察到了分子的运动 C.布朗运动随温度的升高而越加剧烈 D.布朗运动随温度的升高而越加缓慢,【正确答案】 AC,练习,2.两个分子相距为r1时，分子间的相互作用力表现为引力，相距为r2时，分子间的相互作用力表现为斥力，则分子 A.相距为r1时分子间的引力大于相距为r2时的引力 B.相距为r1时分子间的斥力大于相距为r2时的斥力 C.相距为r2时分子间的斥力大于相距为r1时的引力 D.相距为r1时的引力大于相距为r2时的斥力,【正确答案】 C,练习
14、,3.同质量的氧气和氢气温度相同，下列说法正确的是 A.两种气体的分子势能一定相等 B.两种气体的分子平均动能一定相等 C.每个氧分子的动能都比氢分子的动能大 D.每个氧分子的速率都比氢分子的速率大,【正确答案】 B,练习,4.对液体和固体来说，如用M表示摩尔质量，m表示分子质量，表示物质密度，V0表示摩尔体积，V表示分子体积，NA表示阿伏加德罗常数，那么反映这些量之间关系的下列各式中，正确的是 A.NA= B.NA=C.V= D.NA= ,m=V0,【正确答案】 B,练习,5.用r表示两个分子间的距离，Ep表示两个分子间相互作用的势能，当r=r0时两分子间斥力等于引力，设两分子间距离很远时E
15、p=0，则 当rr0时，Ep随r的增大而增加 当rr0时，Ep随r的减小而增加 当rr0时，Ep不随r而变 当r=r0时，Ep=0 A. B. C. D.,【正确答案】 A,练习,6.下列说法正确的是 A.热量能够从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体 B.功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功 C.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化 D.凡是不违反能量守恒定律的过程都一定能实现,【正确答案】 AC,练习,7.一个带活塞气缸内盛有一定量的气体.若此气体的温度随其内能的增大而升高，则 A.将热量传给气体，其温度必升高 B.压缩气体，其温度必升高 C.压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变 D.压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高,【正确答案】 D,练习,8.(2000年全国高考)对于一定质量的理想气体，下列四个论述中正确的是 A.当分子热运动变剧烈时，压强必变大 B.当分子热运动变剧烈时，压强可以不变 C.当分子间平均距离变大时，压强必变小 D.当分子间平均距离变大时，压强必变大,【正确答案】 B,
