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1、第一單元熱第一單元熱 學學 理理 論論第第1課分子動理論熱力學定律課分子動理論熱力學定律第十三章熱學第十三章熱學知能要求與高考展望知能要求與高考展望1掌握分子動理論的內(nèi)容及其實驗基礎(chǔ)掌握分子動理論的內(nèi)容及其實驗基礎(chǔ)2理解熱力學第一定律及能量守恒定律理解熱力學第一定律及能量守恒定律3通過自然界中宏觀過程的方向性，理解熱通過自然界中宏觀過程的方向性，理解熱力學第二定律力學第二定律4考查以選擇題為主考查以選擇題為主課課 前前 自自 修修1.物質(zhì)是由大量分子組成的物質(zhì)是由大量分子組成的(1)一般分子直徑的數(shù)量級為一般分子直徑的數(shù)量級為_m，說明分子的，說明分子的體積極其微小體積極其微小(2)一般分子的
2、質(zhì)量的數(shù)量級為一般分子的質(zhì)量的數(shù)量級為_ kg.(3)阿伏加德羅常數(shù)：阿伏加德羅常數(shù)：1 mol的任何物質(zhì)都含有相同的的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，其值粒子數(shù)，其值NA6.021023mol1.1010101010102727101026262分子的熱運動分子的熱運動(1)擴散現(xiàn)象：物質(zhì)相互滲透而彼此進入對方的過程溫擴散現(xiàn)象：物質(zhì)相互滲透而彼此進入對方的過程溫度越高，擴散度越高，擴散_(2)布朗運動：在顯微鏡下看到的懸浮在液體中的布朗運動：在顯微鏡下看到的懸浮在液體中的_的永不停息的無規(guī)則運動，它是的永不停息的無規(guī)則運動，它是_而產(chǎn)生的顆粒越小，而產(chǎn)生的顆粒越小，運動就越明顯；溫度越高，運動越
3、運動就越明顯；溫度越高，運動越_，布朗運動，布朗運動_液體分子的運動，是分子熱運動的反映液體分子的運動，是分子熱運動的反映越快越快固體顆粒固體顆粒大量的液體分子對固體顆粒的撞擊大量的液體分子對固體顆粒的撞擊激烈激烈不是不是3分子力分子力(1)分子間同時存在相互作用的分子間同時存在相互作用的_和和_， 其合力叫做分子力其合力叫做分子力(2)特點：分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增特點：分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而大而_，隨分子間距離的減小而，隨分子間距離的減小而_，但斥力，但斥力比引力變化比引力變化_引力引力斥力斥力減小減小增大增大更快更快4物體的內(nèi)能物體的內(nèi)能(1)分子的平均動能
4、：物體內(nèi)分子熱運動的動能的平均值分子的平均動能：物體內(nèi)分子熱運動的動能的平均值叫分子的平均動能叫分子的平均動能_是分子平均動能的標志溫度越是分子平均動能的標志溫度越高，分子的平均動能高，分子的平均動能_(2)分子勢能：由分子間的相互作用和分子勢能：由分子間的相互作用和_決定的能決定的能量叫分子勢能量叫分子勢能分子勢能的大小與物體的體積有關(guān)，即與分子間的距離分子勢能的大小與物體的體積有關(guān)，即與分子間的距離有關(guān)有關(guān)當分子間的距離當分子間的距離rr0時，分子勢能隨分子間的距離增時，分子勢能隨分子間的距離增大而大而_；溫度溫度越大越大相對位置相對位置增大增大當當rr0時，分子勢能隨分子間的距離減時，分
5、子勢能隨分子間的距離減小而小而_；當當rr0時，分子勢能最小，但是否為零時，分子勢能最小，但是否為零要看參考零勢點的位置要看參考零勢點的位置(3)物體的內(nèi)能：物體內(nèi)所有分子的物體的內(nèi)能：物體內(nèi)所有分子的_的總和叫做物體的內(nèi)能的總和叫做物體的內(nèi)能增大增大動能和勢能動能和勢能5氣體分子運動速率的統(tǒng)計規(guī)律氣體分子運動速率的統(tǒng)計規(guī)律分子速率按一定的規(guī)律分布：在一定的溫度下，各種分子速率按一定的規(guī)律分布：在一定的溫度下，各種不同速率范圍內(nèi)的分子數(shù)在總分子數(shù)中所占的比例是確定不同速率范圍內(nèi)的分子數(shù)在總分子數(shù)中所占的比例是確定的，總體上表現(xiàn)出的，總體上表現(xiàn)出“_”的分布規(guī)律的分布規(guī)律6熱力學第一定律熱力學第
6、一定律(1)改變物體內(nèi)能的兩種方式改變物體內(nèi)能的兩種方式改變物體內(nèi)能的兩種方式：改變物體內(nèi)能的兩種方式：_和和_中間多、兩頭少中間多、兩頭少做功做功熱傳遞熱傳遞做功和熱傳遞改變內(nèi)能是做功和熱傳遞改變內(nèi)能是_的，但本質(zhì)不同：做的，但本質(zhì)不同：做功是內(nèi)能與其他形式的能發(fā)生功是內(nèi)能與其他形式的能發(fā)生_，熱傳遞只是內(nèi)能在不，熱傳遞只是內(nèi)能在不同物體之間的同物體之間的_(2)熱力學第一定律熱力學第一定律內(nèi)容：當外界跟物體同時發(fā)生做功和熱傳遞的過程時，內(nèi)容：當外界跟物體同時發(fā)生做功和熱傳遞的過程時，物體內(nèi)能的增量物體內(nèi)能的增量U等于外界對物體做的功等于外界對物體做的功W和物體吸收的熱量和物體吸收的熱量Q的
7、總和的總和表達式：表達式：_.符號法則：外界對物體做功，符號法則：外界對物體做功，W取取_，物體對外界做，物體對外界做功，功，W取取_；物體吸收熱量，；物體吸收熱量，Q取取_，物體放出熱量，物體放出熱量，Q取取_；物體內(nèi)能增加，；物體內(nèi)能增加，U取取_，物體內(nèi)能減少，物體內(nèi)能減少，U取取_等效等效轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移UUW WQ Q正正負負正正負負正正負負7能量守恒定律能量守恒定律(1)能量守恒定律的定義能量守恒定律的定義能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式種形式_成為另一種形式，或者從一個物體成為另一種形式，或者從一個物體_到別的物體
8、；在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量不變到別的物體；在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量不變(2)第一類永動機第一類永動機不消耗任何能量，卻源源不斷地對外做功的機器叫不消耗任何能量，卻源源不斷地對外做功的機器叫_，它違背了，它違背了_，因此，這種，因此，這種機械不可能制造出來機械不可能制造出來轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移第一類永動機第一類永動機能的轉(zhuǎn)化與守恒定律能的轉(zhuǎn)化與守恒定律8熱力學第二定律熱力學第二定律(1)熱力學第二定律的兩種表述熱力學第二定律的兩種表述按熱傳導(dǎo)的方向性表述為：不可能使熱量由按熱傳導(dǎo)的方向性表述為：不可能使熱量由_傳遞到傳遞到_而不引起其他變化而不引起其他變化按機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性表述為：不可能從按
9、機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性表述為：不可能從_ ，并把它全部用來，并把它全部用來_，而不引起其他變化，而不引起其他變化低溫物體低溫物體高溫物體高溫物體單一熱源吸收熱量單一熱源吸收熱量做功做功(2)熱力學第二定律的實質(zhì)熱力學第二定律的實質(zhì)自然界中自發(fā)的熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有自然界中自發(fā)的熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有_性性(3)第二類永動機第二類永動機只從單一熱源吸熱，使之只從單一熱源吸熱，使之_用來做功，用來做功，而不引起其他變化的熱機叫做第二類永動機而不引起其他變化的熱機叫做第二類永動機方向方向全部全部重重 難難 突突 破破1.微觀量估算的基本方法微觀量估算的基本方法(1)微觀量：分子體積微觀量：分子體
10、積V0、分子直徑、分子直徑d、分子質(zhì)量、分子質(zhì)量m0.(2)宏觀量：物體的體積宏觀量：物體的體積V、摩爾體積、摩爾體積Vm、物體的質(zhì)量、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量摩爾質(zhì)量M、物體的密度、物體的密度.(3)關(guān)系關(guān)系2分子間的相互作用力分子間的相互作用力如圖所示，分子間的引力和斥力都隨分子間距如圖所示，分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但總離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但總是斥力變化得較快是斥力變化得較快rr0時，時，F(xiàn)引引F斥斥，分子力，分子力F0；rr0時，時，F(xiàn)引引和和F斥斥都隨距離的增大而減小，但都隨距離的增大而減小，但F斥斥比比F引引減小得更
11、快，分子力減小得更快，分子力F表現(xiàn)為引力；表現(xiàn)為引力；r10r0(109 m)時，時，F(xiàn)引引、F斥斥迅速減弱，幾乎為零，迅速減弱，幾乎為零，分子力分子力F0.3分子勢能分子勢能分子勢能是由分子間相對位置決定的，它隨著物體體積分子勢能是由分子間相對位置決定的，它隨著物體體積的變化而變化，與分子間距離的關(guān)系為：的變化而變化，與分子間距離的關(guān)系為：(1)當當rr0時，分子力表現(xiàn)為引力，隨著時，分子力表現(xiàn)為引力，隨著r的增大，分子的增大，分子引力做負功，分子勢能增大；引力做負功，分子勢能增大；(2)當當rr0時，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著時，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著r的減小，分子的減小，分子斥力做負功，分子
12、勢能增大；斥力做負功，分子勢能增大；(3)當當rr0時，分子勢能最小，但不一定為零，可為負時，分子勢能最小，但不一定為零，可為負值，因為可選兩分子相距無窮遠時分子勢能為零值，因為可選兩分子相距無窮遠時分子勢能為零(4)分子勢能曲線如圖所示分子勢能曲線如圖所示4對熱力學第一定律的理解對熱力學第一定律的理解(1)符號規(guī)定符號規(guī)定.做功做功W外界對物體做功外界對物體做功W0物體對外界做功物體對外界做功W0物體向外界放出熱量物體向外界放出熱量Q0物體內(nèi)能減少物體內(nèi)能減少UW2，Q1U2BW1W2，Q1Q2，U1U2CW1U2DW1W2，Q1Q2，U1U2解析：解析：由熱力學第一定律：由熱力學第一定律：
13、U1W1Q1，U2W2Q2，若通過壓強不變的過程實現(xiàn)體積膨脹，則由，若通過壓強不變的過程實現(xiàn)體積膨脹，則由 為為恒量，可知溫度必定升高，對理想氣體，內(nèi)能必定增大，恒量，可知溫度必定升高，對理想氣體，內(nèi)能必定增大，U10，W10，且，且|Q1|W1|；若通過溫度不變的過程；若通過溫度不變的過程實現(xiàn)體積膨脹，溫度不變，內(nèi)能不變，實現(xiàn)體積膨脹，溫度不變，內(nèi)能不變，U20，W20，且，且|Q2|W2|，則，則U1U2；由于氣體對外做功的過；由于氣體對外做功的過程中，體積膨脹，通過溫度不變的方式，由程中，體積膨脹，通過溫度不變的方式，由 為恒量，為恒量，可知壓強必定減小，則平均壓強比通過壓強不變的過程時
14、可知壓強必定減小，則平均壓強比通過壓強不變的過程時的壓強要小，故的壓強要小，故W1W2，Q1Q2.B選項正確選項正確答案答案：BpVTpVT方法點竅方法點竅：熱力學第一定律反映功、熱量與內(nèi)能：熱力學第一定律反映功、熱量與內(nèi)能改變量之間的定量關(guān)系：改變量之間的定量關(guān)系：UWQ，使用時注意符，使用時注意符號法則號法則( (簡記為：外界對系統(tǒng)取正，系統(tǒng)對外界取負簡記為：外界對系統(tǒng)取正，系統(tǒng)對外界取負) ).對理想氣體，對理想氣體，U僅由溫度決定，僅由溫度決定，W僅由體積決定，絕僅由體積決定，絕熱情況下，熱情況下，Q0.隨隨 堂堂 訓(xùn)訓(xùn) 練練1做布朗運動實驗，得到某個做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如
15、圖圖中記錄的是觀測記錄如圖圖中記錄的是()A分子無規(guī)則運動的情況分子無規(guī)則運動的情況B某個微粒做布朗運動的軌跡某個微粒做布朗運動的軌跡C某個微粒做布朗運動的速某個微粒做布朗運動的速度度時間圖線時間圖線D按等時間間隔依次記錄的某按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線個運動微粒位置的連線錯解：錯解：錯選錯選A A、B B、C.C.主要是不能真正理解布朗運動主要是不能真正理解布朗運動的物理意義，不能把它與其他知識聯(lián)系起來學習的物理意義，不能把它與其他知識聯(lián)系起來學習解析：解析：布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運動，而非分子的運動，故規(guī)則運動，而非
16、分子的運動，故A A項錯誤；既然無規(guī)則所項錯誤；既然無規(guī)則所以微粒沒有固定的運動軌跡，故以微粒沒有固定的運動軌跡，故B B項錯誤；對于某個微粒項錯誤；對于某個微粒而言在不同時刻的速度大小和方向均是不確定的，所以無而言在不同時刻的速度大小和方向均是不確定的，所以無法確定其在某一個時刻的速度，故也就無法描繪其速度法確定其在某一個時刻的速度，故也就無法描繪其速度時間圖線，故時間圖線，故C C項錯誤項錯誤答案：答案：D D2(2011廣州市一模廣州市一模)一定質(zhì)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)變化到狀態(tài)B，壓強隨體積變化的關(guān)系如圖所示，壓強隨體積變化的關(guān)系如圖所示，這個過程這個過
17、程()A氣體的密度一直變小氣體的密度一直變小 B氣體的溫度一直降低氣體的溫度一直降低C氣體一直對外界做功氣體一直對外界做功 D氣體一直向外界放熱氣體一直向外界放熱錯解：錯解：錯選錯選B B、D.D.一不能理解圖線反映的氣態(tài)變化規(guī)一不能理解圖線反映的氣態(tài)變化規(guī)律，對外做功看氣體體積的變化，內(nèi)能增大看氣體的溫度律，對外做功看氣體體積的變化，內(nèi)能增大看氣體的溫度變化；二不會根據(jù)熱力學第一定律分析氣體對外做功及內(nèi)變化；二不會根據(jù)熱力學第一定律分析氣體對外做功及內(nèi)能能增加增加時到底要吸熱還是放熱時到底要吸熱還是放熱解析：解析：根據(jù)等壓變化的規(guī)律，根據(jù)等壓變化的規(guī)律，V V增大，增大，T T也增大；根據(jù)也增大；根據(jù)對外、對內(nèi)做功看氣體體積的變化，內(nèi)能增加還是減小看對外、對內(nèi)做功看氣體體積的變化，內(nèi)能增加還是減小看氣體的溫度是升高還是降低；再根據(jù)熱力學第一定律分析氣體的溫度是升高還是降低；再根據(jù)熱力學第一定律分析氣體對外做功及增加內(nèi)能時必須吸收熱量氣體對外做功及增加內(nèi)能時必須吸收熱量答案：答案：ACAC
高考物理總復(fù)習 第十三章 第1課 分子動理論 熱力學定律課件
