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1、3-3 热学复习,本章知识点及高要求,专题一 分子动理论、物体的内能、热力学定律,一、分子动理论的基本内容：,1、物质是由大量的分子组成的,分子质量：一般分子直径数量级1026kg,分子定义：分子是保持物质化学性质的最小微粒,分子大小：一般分子直径数量级1010m,分子大小的测量方法：,单分子油漠法测直径： d = v / s,演示,两个常数, 阿伏加德罗常数: NA=6.021023 个/摩尔,物量意义：1 mol1任何物质所含的分子数，是联系宏观 量和微观量的桥梁。,气体摩尔体积：V=22.4L/mol,物量意义：1mol1任何气体在标准状态下的体积都是22.4L,利用阿伏加德罗常数进行微
2、观量的估算,（1）固体、液体分子微观量的估算,分子数：,分子质量的估算：,分子体积（分子所占空间）的估算：,分子直径的估算：,d= 球体模型,d= 立方体模型,N = NAnmol = NA m/M = NA v/V,m0 = M/NA,V0 = V/NA= M/ NA,（2）气体分子微观量的估算,分子数：,分子质量的估算：,摩尔数：,分子间距：,N = NAnmol = NA m/M = NA v/V,m0 = M/NA,nmol = v/22.4 = m/M,V0=V/NA d=,2、分子永不停息地做无规则运动,实验事实：,扩散现象：,特点：永不停息、温度越高扩散现象越明显,演示1,分子进
3、入对方分子的空隙中的现象，是分子 永不停息无规则运动的直接证据。,布朗运动：,主生原因：颗粒足够小时，各个方向液体分子对颗粒撞 击不平衡引起的。,特点：永不停息、无规则、温度越高运动越明显、颗粒越 小运动越明显。,演示2,悬浮在液体（或气体）中的固体小颗粒的 无规则运动，是分子永不停息无规则运动 的间接证明。,3、分子间存在相互作用的引力和斥力,r=r0时， f引= f斥 分子力F=f引 f斥 = 0,r r0时， f引 f斥 分子力F= f引 f斥 表现为引力,三、物体的内能,1、分子平均动能：,微观：分子运动的剧烈程度。,宏观：温度,温度是大量分子热运动的平均效果的反映，具有统计意 义，对
4、个别分子而言，温度没有意义。,物体内所有分子动能的平均值,2、分子势能：,微观：分子间距,宏观：体积,由于分子间的相互作用而具有的与分子间 相对位置有关的能。,3、物体内能：,微观：分子势能、分子平均动能、分子个数,宏观：体积、温度、物质的量。,物体内所有分子热运动的动能和分子势能 的总和。,四、物体内能的改变,1、做功其他形式的能和物体内能间的相互 转化，由功来量度内能改变的多少。,2、热传递内能在不同的物体之间或物体的 不同部分之间的转移，由热量来 量度内能改变的多少,注：,功和热量是过程量，能量是状态量。,热量也不是能量的一种形式，而是内能转移多少的量度。,功不是能量的一种形式，而是能量
5、转化多少的量度，功 和能不能相互转化。,五、热力学第一定律,1、内容：如果系统和外界同时发生做功和热传递的过程， 那么外界对物体所做的功W加上物体从外界吸 收的热量Q等于物体内能的增加U，即 U=Q+W,2、符号规则：,负值：内能减少,正值：内能增加,正值：系统吸收热量,负值：系统放出热量,正值：外界对系统做功,负值：系统对外界做功,U=Q+W,六、热力学第二定律,表述一：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而 不引起其他的变化。,表述二：不可能从单一热源吸收热量，并把热量全部用 来做功，而不引起其他变化 。,热机效率不可能是100%。,热现象过程中能量耗散是不可避免的，第二类永动机 不可能
6、制成。,热传导过程具有方向性。,注：,七、热力学第三定律：,绝对零度不能达到,八、能的转化与守恒定律,能量不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一 种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个 物体在转化和转移的过程中能的总量保持不变。,第一类永动机不可能制成,例1、（2004年高考全国卷）若以表示水的摩尔质量，v 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，表示在标准状态 下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、V分别表示每 个水分子的质量和体积，下面四个关系式中正确的（ ） A、NA = v / m B、 = / NAV C、m = / NA D、V = v / NA,AC,08广东13（10
7、分） 如图所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面，如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力 的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的分子间存在 作用。 往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色，这一现象在物理学中称为 现象，是由于分子的 而产生的，这一过程是沿着分子热运动的无序性 的方向进行的。,08海南17模块3-3试题 （4分）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是 （填入正确选项前的字母，每选错一个扣1分，最低得分为0分）。 A气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故 B一定量100的水变成100的水蒸汽，其分子
8、之间的势能增加 C对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 D如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大 E一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和 F如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加,例2、（2004年高考全国卷）下例说法中正确的是（ ） A、布朗运动反映了布朗微粒中分子运动的无规性 B、对不同种类的物体，只要温度相同，分子的平均动能 一定相同 C、分子间距离增大时，分子间的引力增大而斥力减小 D、一定质量的气体，温度升高时，分子间的平均距离 一定增大,B,08江苏A（选修模块3-3）（12分） 空气压缩
9、机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0105 J，同时气体的内能增加了1.5105J。试问：此压缩过程中，气体 （填“吸收”或“放出”）的热量等于 J。,若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是_ (“A”、“B”或“C”)，该过程中气体的内能 （增“增加”、“减少”或“不变”）。 （A） （B） （C）,设想将1g水均分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少个水分子？（已知1mol水的质量为18g，地球的表面积约为51014m2，结果保留一位有效数字）。,08宁夏31选修3-3（15分） （6分）如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量
10、的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体逐渐流出。在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。关于这一过程，下列说法正确的是_。（填入选项前的字母，有填错的不得分）,A气体分子的平均动能逐渐增大 B单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多 C单位时间气体分子对活塞的冲量保持不变 D气体对外做功等于气体从外界吸收的热量,08宁夏（9分）一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内，活塞相对于底部的高度为h，可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完时，活塞下降了h/4。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在
11、活塞的上表面上，外界大气的压强和温度保持不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。,08全国1,19、已知地球半径约为6.4106m，空气的摩尔质量约为2910-3kg/mol，一个标准大气压约为1.0105 Pa。利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为 A41016 m3 B41018 m3 C41020 m3 D41022 m3,08全国2 、14对一定量的气体，下列说法正确的是 A气体的体积是所有气体分子的体积之和 B气体分子的热运动越激烈，气体温度就越高 C气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的 D当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减小
12、,08山东、36（8分）【物理物理3-3】喷雾器内有10 L水，上部封闭有1atm的空气2L。关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L（设外界环境温度一定，空气可看作理想气体）。当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因。打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由。,08四川14下列说法正确的是 A物体吸收热量，其温度一定升高 B热量只能从高温物体向低温物体传递 C遵守热力学第一定律过程一定能实现 D做功和热传递是改变物体内能的两种方式,08天津14下列说法正确的是 A布朗运动是悬浮在液体中固体
13、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,例5、（2004年高考天津卷）下列说法正确的是（ ） A、热量不能由低温物体传递到高温物体。 B、外界对物体做功，物体的内能必定增加。 C、第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒 定律。 D、不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而 不引起其他的变化。,D,08重庆16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（不计气团分子间的势能）
14、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,例3、一定质量的理想气体封闭在绝热的气缸内，当用活 塞压缩气体时，一定增大的物理量为（ ） A、气体分子的平均动能 B、气体分子的密度 C、气体分子的势能 D、气体的内能,ABD,例4、如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的A、B两 部分气体，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加热气 体使两部分气体均匀混合，设此过程气体吸热Q，气体的 内能增加为E，则（ ） A、E=Q B、 EQ D、无法比较,B,（8分）如图，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔。管内下部被活塞封住一定量的气体（可视为理想气体），气体温度为T1。开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，活塞上方玻璃管的容积为2.6V1。活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空并密封。整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变。然后将密封的气体缓慢加热。求：（）活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；（）当气体温度达到1.8T1时气体的压强。,