高考物理二轮复习 第十三章 热学 教材回顾(二)气体和热力学定律课件 选修3-3.pptx
2021年高考物理二轮复习 人教版 专题13 分子动理论 气体及热力学定律(检测)
第六部分选修系列专题13 分子动理论气体及热力学定律（检测）(满分：120分建议用时：60分钟)每题15分共120分1．(2020·广东省茂名测试)(1)下列说法正确的是()A．温度升高，物体内每一个分子运动的速率都增大B．空气中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C．一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故E．干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果(2)如图所示，长31 cm内径均匀的细玻璃管，开口向上竖直放置，齐口水银柱封住10 cm长的空气柱，此时气温为27 ℃.若把玻璃管在竖直平面内顺时针缓慢转动半周，发现水银柱长度变为15 cm，继续转动半周，然后对封闭空气柱加热使水银柱刚好与管口相平．求：℃大气压强的值；℃回到原处加热到水银柱刚好与管口相平时气体的温度．【答案】(1)BCE(2)℃75 cmHg℃450 K【解析】(1)温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以温度越高，平均动能越大，平均速率越大，不是所有分子运动速率都增大，故A错误；空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，故B正确；一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，需要克服分子间的引力，故分子势能增大，故C正确；高原地区水的沸点较低，这是高原地区气压较低的缘故．故D错误；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果．故E正确；故选BCE.(2)在玻璃管开口向上转到开口竖直向下的过程中，由等温变化可得p1V1＝p2V2℃由压强关系可得p1＝p0＋21 cmHg，p2＝p0－15 cmHg℃由℃℃式解得(p 0＋21)×(31－10)S ＝(p 0－15)×(31－15)Sp 0＝75 cmHg℃(2)加热至水银与管口相平时p 3＝p 0＋15 cmHg ＝90 cmHg℃T 1＝t ＋273 K ＝300 K℃由气体状态方程得p 1V 1T 1＝p 3V 3T 3℃ (75＋21)×(31－10)S 300＝90×(31－15)S T 3解得T 3＝450 K℃2． (2020安徽宣城二调)(1)(5分)对于下面所列的热学现象说法正确的是__________。
(3)热力学定律及理想气体状态方程——【选修3-3】2022届高考物理二轮复习选修
（3）热力学定律及理想气体状态方程—【选修3-3】2022届高考物理二轮复习选修1.一定质量的理想气体，在体积保持不变的条件下，若气体温度升高，则( )A.气体中每个分子热运动的动能一定都变大B.气体中每个分子对器壁撞击的作用力都变大C.气体的压强可能不变D.气体一定从外界吸收热量2.如图所示，水平放置的封闭绝热汽缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a b 、两部分。
已知a 部分气体为1mol 氧气，b 部分气体为2mol 氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体。
解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为a b V V 、，温度分别为a b T T 、。
下列说法正确的是( )。
A.,a b a b V V T T >>B.,a b a b V V T T ><C.,a b a b V V T T <<D.,a b a b V V T T <>3.如图所示为一定质量的理想气体状态的两段变化过程，一个从c 到b ，另一个是从a 到b ，其中状态c 与状态a 的温度相同，比较两段变化过程，则( )A.从c 到b 的过程气体放出热量较多B.从a 到b 的过程气体放出热量较多C.从c 到b 的过程气体内能减少较多D.从a 到b 的过程气体内能减少较多4.关于一定质量的理想气体,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.气体的压强是气体分子重力产生的C.气体压强不变时,气体分子的平均动能可能变大D.气体膨胀时,气体的内能一定减小5.如图所示，在p V图像中，直线ab表示一定质量的理想气体由状态a变化到状态b的过程，则下列说法正确的是( )A.气体一直对外界做功B.气体的温度先升高后降低C.气体的内能一直增加D.气体先向外界放出热量，后从外界吸收热量6.对于热力学第一定律和热力学第二定律的理解，下列说法正确的是( )。
高考物理一轮复习单元质检十三热学(选修33)(含解析)新人教版
单元质检十三热学(选修3-3)(时间:45分钟满分:90分)1.(15分)(2020·全国卷Ⅲ)(1)(5分)(多选)如图所示,一开口向上的导热汽缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。
现用外力作用在活塞上,使其缓慢下降。
环境温度保持不变,系统始终处于平衡状态。
在活塞下降过程中。
?A.气体体积逐渐减小,内能增加B.气体压强逐渐增大,内能不变C.气体压强逐渐增大,放出热量D.外界对气体做功,气体内能不变E.外界对气体做功,气体吸收热量(2)(10分)如图所示,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为h=18 cm的U形管,左管上端封闭,右管上端开口。
右管中有高h0=4 cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l=12 cm。
管底水平段的体积可忽略。
环境温度为T1=283 K,大气压强p0相当于76 cm水银柱产生的压强。
(ⅰ)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右管底部。
此时水银柱的高度为多少?(ⅱ)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的温度为多少?答案:(1)BCD(2)(ⅰ)12.9 cm(ⅱ)363 K解析:(1)本题以汽缸为背景,意在考查气体实验定律和热力学定律。
一定质量理想气体的内能仅与温度有关,温度不变,气体内能不变,选项A错误;根据p1V1=p2V2,气体体积变小,压强增大,选项B正确;外界对气体做功W>0,内能不变ΔU=0,由ΔU=W+Q,可得Q<0,气体放出热量,选项C、D正确,选项E错误。
(2)本题以U形管为背景,意在考查气体实验定律。
(ⅰ)设密封气体初始体积为V1,压强为p1,左、右管的横截面积均为S,密封气体先经等温压缩过程体积变为V2,压强变为p2。
由玻意耳定律有p1V1=p2V2①设注入水银后水银柱高度为h',水银的密度为ρ,按题设条件有p1=p0+ρgh0②p2=p0+ρgh'③V1=(2h-l-h0)S,V2=hS④联立①②③④式并代入题给数据得h'=12.9cm。
2019届高考物理二轮复习第章选修部分分子动理论气体及热力学定律课件.ppt
2019上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，横截面 积为 40 cm2 的活塞封闭了一定质量的理想气体和一形状不规则 的固体 A.在汽缸内距缸底 60 cm 高处设有 a、b 两限制装置(未画 出)，使活塞只能向上滑动．开始时活塞放在 a、b 上，缸内气体 的压强等于大气压强 p0(p0＝1.0×105 Pa)，温度为 250 K．现缓慢 加热汽缸内气体，当温度为 300 K 时，活塞恰好离开 a、b；当 温度为 360 K 时，活塞上升了 4 cm.g 取 10 m/s2.求：
D．由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，
故液体表面存在表面张力
E．随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上
升的氢气球内的氢气内能减小
2019-9-7
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4
(2)实验室中有一个底面积为 S 的导热容器，中间被重为 M
＝23pg0S的活塞分为上下两部分，分别为 B 室和 A 室，向 A 室充入 1 mol 的气体，并向 B 室充入 2 mol 的气体，室温 T＝300 K，活 塞上下部分体积之比 VB ：VA＝ ：1，容器左端连一个 U 形 管，管内装有水银，且 U 形管内的气体体积可忽略不计，U 形 管大小合适，设 U 形管左右液面高度差为 Δh.大气压强 p0＝76 cmHg，摩尔气体常数 R＝8.31 J/(mol·K)．
2019-9-7
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3
高频考点·能力突破
考点一 热学基础知识与气体实验定律的组合
[例 1] (1)下列说法正确的有__B__C_E_____． A．悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动叫做布朗运
动
B．对流是液体和气体传热的主要形式
C．气压计等玻璃管中的水银面总是上凸，是水银不浸润玻
高考物理一轮复习第十三章热学第三讲热力学定律与能量
考点一 题组突破
1－1.[热力学第一定律的理解] (多选)(2015·高考广东卷)图为某 实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积 的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气 () A．内能增大 B．压强增大 C．分子间引力和斥力都减小 D．所有分子运动速率都增大
考点一
题组突破
解析：在水加热升温的过程中，封闭气体的温度升高，内能增大， 选项 A 正确；根据pTV＝C 知，气体的压强增大，选项 B 正确；气 体的体积不变，气体分子间的距离不变，分子间的引力和斥力不变， 选项 C 错误；温度升高，分子热运动的平均速率增大，但并不是所 有分子运动的速率都增大，选项 D 错误．
三、热力学第二定律
1．热力学第二定律的两种表述 (1)克劳修斯表述：热量不能 自发地 从低温物体传到高温物体． (2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而_不__产__生___ _其__他__影__响___或表述为“第二类 永动机是不可能制成的”．
2．用熵的概念表示热力学第二定律 在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会 减小 ．
3．热力学第二定律的微观意义 一切自发过程总是沿着分子热运动的 无序性 增大的方向进行． 4．第二类永动机不可能制成的原因是违背了 热力学第二定律 ．
[小题快练] 1．判断题 (1)为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，做功和热传 递的实质是相同的．( × ) (2)绝热过程中，外界压缩气体做功 20 J，气体的内能可能不变．( × ) (3)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外 界吸热．( × ) (4)可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功．( √ )
解析：自然界中和热有关的宏观过程都是不可逆的，故 A 错误，B 正确； 在引起外界变化的前提下，热力学第二定律的两种描述都是可能的，故 C 错误，D 正确．
高考物理总复习 第3讲 热力学定律与能量守恒课件 新人教版选修33
根据热力学第二 (dì èr)定律，下列说法中正确的是
()
A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温
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．机械能可以全部转化为内能，但内能不可能全部转
化为机械能
D．机械能可以全部转化为内能，内能也可能全部转化
第十六页，共52页。
在温度均匀的液体中，一个小气泡由液体的底层缓慢地
升到液面，上升过程中气泡的体积不断地增大(zēnɡ dà)，如将
泡内气体看作理想气体，则气泡在浮起的过程中 ( )
A．放出热量
B．吸收
热量
C．不吸热也不放热 D．无法判断
第十七页，共52页。
[解析] 本题选择气泡为研究对象．一定质量的理想气 体，其内能由温度决定．在温度均匀(jūnyún)的液体中，一个 小气泡由液体的底层缓慢地升到液面的过程中，小气泡温度不 变，其内能增量ΔU＝0.上升过程中，由于气泡内的压强不断减 小(气泡内的压强等于上部液体产生的压强与外界大气压之 和)，所以气泡体积不断增大，气体要对外做功，即W<0.根据 热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可知Q>0.所以气泡在浮起过程 中，吸收热量．选项B正确．
(2)由能量守恒定律可知，制冷系统从冰箱内吸收了热 量，同时消耗了电能，释放到外界的热量比从冰箱内吸收的热 量多．
[答案] (1)BC (2)释放到外界的热量多．
第二十八页，共52页。
熟练记住热力学第二定律的两种表述，并透彻理解(lǐjiě) 宏观物理过程发生的方向性，同时结合其微观解释是解决热力 学第二定律相关问题的基础．
功，最终停止，在这个过程中机械能全部转化为内能．外界
高考物理一轮复习 专题十三 热学 考点2 固体、液体和气体课件(选修3-3)
晶体的多形性 由于组成晶体的微粒可以形成不同的 空间点阵
3.液晶 (1)液晶分子既保持排列有序而显示各向 异性 ，又可以自由移动位置，保持了液体的 流动性 。 (2)液晶分子的位置无序使它像 液体 ，排列有序使它像 晶体 。 (3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是 杂乱无章 的。 (4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下 发生改变 。
知识点 2 液体的表面张力现象 1．概念 液体表面各部分间 互相吸引 的力。 2．作用 液体的表面张力使液面具有收缩到表面积 最小 的趋势。 3．方向 表面张力跟液面 相切 ，且跟这部分液面的分界线 垂直 。 4．大小 液体的温度越高，表面张力 越小 ；液体中溶有杂质时，表面张力 变小 ；液体的密度越大，表 面张力 越大 。
(3)理想气体状态方程：pT1V11＝pT2V22或pTV＝ C(常量) 。
重难点 一、固体和液体 1．晶体和非晶体 (1)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性； (2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体； (3)只要具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体； (4)单晶体具有规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有规则的几何外形，所以不能从形状上区分晶体 与非晶体； (5)晶体和非晶体不是绝对的，晶体与非晶体在某些条件下，可以相互转化； (6)液晶既不是晶体也不是液体。
专题十三 热学(选修3－3)
考点二 固体、液体和气体
撬点·基础点 重难点
基础点
知识点 1 固体的微观结构、晶体和非晶体 液晶的微观结构
1．晶体和非晶体
分类
晶体
比较
单晶体
多晶体
外形
规则
不规则
熔点
确定
高考物理一轮复习第十三章热学(第2课时)课件(选修33)高三选修33物理课件
石英、云母、食盐、硫酸铜
玻璃、蜂蜡、
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第三页，共三十六页。
2.液体 (1)液体的表面张力 ①作用：液体的__表_面__张__力__(b_iǎ_o使mià液nzh面āngl具ì) 有收缩到表面积最小的趋势． ②原因：液体表面层分子间距较大，分子力表现为引力．
(2)液晶 ①液晶分子既能在某条件下保持排列有序而显示光学性质各向 _异__性__(y，ìxìn又g) 可以自由移动位置，保持了液体的__流__动__性__； ②液晶分子的位置无序使它像_液__体___，排列有序使它像晶__体____； ③液晶的物理性质很容易在外界的影响下_发__生__改__变____．
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第十五页，共三十六页。
2．加速运动系统中封闭气体压强的计算方法：选与气体接触 的液柱或活塞(或气缸)为研究对象，利用牛顿第二定律列方程求出 封闭气体的压强．
如图所示，当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱受力分析 有
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第十六页，共三十六页。
pS－p0S－mg＝ma，S 为横截面积． 得 p＝p0＋m（gS＋a）. 3．固定容器内气体的压强计算方法：由题目给定的气体状态 参量及变化过程特点，结合实验定律求解气体的压强．
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第十三页，共三十六页。
BCD 解析：晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改 变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项 A 错误；固体分为晶体 和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为晶体 具有各向异性，选项 B 正确；同种元素构成的固体可能由于原子的 排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项 C 正确； 晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然， 选项 D 正确；熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大， 选项 E 错误．
高考物理总复习课件人教版高中物理选修三热学热力学定律与能量守恒定律专题讲解PPT课件
工地内堆放材料的地面及行车路段全 部硬底 化，工 地大门 口设立 洗车槽 。保证 车辆出 入方便 安全， 也有利 于文明 施工。 基础土 方开挖 时，安 排专人 轮班在 工地出 入口冲 洗土方 运输车 辆的轮 胎，避 免运输 车辆轮 胎的淤 泥污染 校院路 面。
1．如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多， 就说这个“宏观态”是比较 无序 的．
2．自发的过程总是倾向于出现与 较多微观态 对应的宏观态，因此自发的过程总是从 有序 向
着 无序 发展的． 3．一切自然过程总是沿着分子热运动的 无序性增大 的方向进行，这就是热力学第二定律
的微观意义．
第五模块 选修3-3
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物理
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第三单元 热力学定律与能量守恒 定律
1．内能 任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自 身状态的物理量，这个物理量在 两个状态 的 差 别 与 外界在绝热过程中对系统所做的功相联系．鉴于功是能量 转化的量度，所以这个物理量必定是系统的一种
能量 ，我们称它是系统的内能．
第五模块 选修3-3
工地内堆放材料的地面及行车路段全 部硬底 化，工 地大门 口设立 洗车槽 。保证 车辆出 入方便 安全， 也有利 于文明 施工。 基础土 方开挖 时，安 排专人 轮班在 工地出 入口冲 洗土方 运输车 辆的轮 胎，避 免运输 车辆轮 胎的淤 泥污染 校院路 面。
物理
高考总复习人教版·新课标
高考物理 第二单元 热力学定律 能的转化和守恒课件(选修3-3)
【考题随练4】 关于内能下列说法正确的是( ) A．一定质量的某种物体的内能是由物体的温度和体积共 同决定的 B．由于内能与温度和体积有关，因此两种物质只要体积 和温度相同．它们的内能必相同 C．0 ℃的冰溶化成0 ℃的水．体积减小了，分子势能必 减小 D．0 ℃的冰溶化成0 ℃的水，体积减小了，分子势能必 增加
3．分子的势能 (1) 存 在 的 前 提 ： 分 子 力 做 功 与 路 径 无 关 ， 由 体 积 决 定．因此理想气体的内能由温度决定，与体积无关．原因 是：理想气体分子间无相互作用的分子力，故无分子势能， 与体积无关． (2)定义：分子间存在相互作用力，由分子间相对位置所 决定的势能，叫做分子势能． (3)分子势能变化的判断方法： 分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势 能增加．
【解析】 物体的内能在质量一定的情况下，内能由体 积和温度共同决定，当两种不同物质相比较，分子平均动能 和势能相同，但分子数不相同时，物质的内能也不相同，A选 项正确，B选项错误；0 ℃的冰溶化成0 ℃的水，体积减小， 不能就此认为其势能也减小，而应从改变内能的两种方式上 去分析．冰溶化过程吸收热量，内能增加，而温度不变，所 增加的只能是分子的势能，D选项正确，C选项错误．
【答案】 AD
二、改变物体内能的方式：做功和热传递 1．改变内能的两种方式 做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但它们之间 又有本质的区别．做功是其他形式的能与物体内能的转化； 热传递是内能在物体间的转移． 2．热功当量J＝4.2焦/卡 热功当量的测定，说明做功和热传递在改变内能上是等 效的．
【考题随练5】如图所示，密闭绝热容器内有一绝热的具 有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空， 活塞与器壁的摩擦忽略不计．置于真空中的轻弹簧的一端固 定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳 扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性 势能为零)．现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多 次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态．经过此过程( )
高考物理二轮复习：分子动理论、气体及热力学定律(含答案解析)
分子动理论 气体及热力学定律热点视角备考对策本讲考查的重点和热点：①分子大小的估算；②对分子动理论内容的理解；③物态变化中的能量问题；④气体实验定律的理解和简单计算；⑤固、液、气三态的微观解释；⑥热力学定律的理解和简单计算；⑦用油膜法估测分子大小．命题形式基本上都是小题的拼盘. 由于本讲内容琐碎，考查点多，因此在复习中应注意抓好四大块知识：一是分子动理论；二是从微观角度分析固体、液体、气体的性质；三是气体实验三定律；四是热力学定律．以四块知识为主干，梳理出知识点，进行理解性记忆.`一、分子动理论 1．分子的大小(1)阿伏加德罗常数N A ＝×1023 mol －1.(2)分子体积：V 0＝V molN A (占有空间的体积)．(3)分子质量：m 0＝M molN A.(4)油膜法估测分子的直径：d ＝VS . (5)估算微观量的两种分子模型 【①球体模型：直径为d ＝36V 0π.②立方体模型：边长为d ＝3V 0. 2．分子热运动的实验基础(1)扩散现象特点：温度越高，扩散越快．(2)布朗运动特点：液体内固体小颗粒永不停息、无规则的运动，颗粒越小、温度越高，运动越剧烈．3．分子间的相互作用力和分子势能(1)分子力：分子间引力与斥力的合力．分子间距离增大，引力和斥力均减小；分子间距离减小，引力和斥力均增大，但斥力总比引力变化得快．(2)分子势能：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加；当分子间距为r 0时，分子势能最小． —二、固体、液体和气体1．晶体、非晶体分子结构不同，表现出的物理性质不同．其中单晶体表现出各向异性，多晶体和非晶体表现出各向同性．2．液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向异性．3．液体的表面张力使液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切． 4．气体实验定律：气体的状态由热力学温度、体积和压强三个物理量决定． (1)等温变化：pV ＝C 或p 1V 1＝p 2V 2.(2)等容变化：p T ＝C 或p 1T 1＝p 2T 2.(3)等压变化：V T ＝C 或V 1T 1＝V 2T 2.*(4)理想气体状态方程：pV T ＝C 或p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2.三、热力学定律 1．物体的内能 (1)内能变化温度变化引起分子平均动能的变化；体积变化，分子间的分子力做功，引起分子势能的变化． (2)物体内能的决定因素2．热力学第一定律 #(1)公式：ΔU ＝W ＋Q .(2)符号规定：外界对系统做功，W ＞0，系统对外界做功，W ＜0；系统从外界吸收热量，Q ＞0，系统向外界放出热量，Q ＜0.系统内能增加，ΔU ＞0，系统内能减少，ΔU ＜0. 3．热力学第二定律(1)表述一：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(2)表述二：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．(3)揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，说明了第二类永动机不能制造成功．热点一 微观量的估算？命题规律：微观量的估算问题在近几年高考中出现的较少，但在2015年高考中出现的概率较大，主要以选择题的形式考查下列两个方面： (1)宏观量与微观量的关系；(2)估算固、液体分子大小，气体分子所占空间大小和分子数目的多少．1.若以μ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，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面五个关系式中正确的是( )A ．N A ＝VρmB ．ρ＝μN A ΔC ．m ＝μN AD ．Δ＝V N AE ．ρ＝μV^[解析] 由N A ＝μm ＝ρVm ，故A 、C 对；因水蒸气为气体，水分子间的空隙体积远大于分子本身体积，即V ≫N A ·Δ，D 不对，而ρ＝μV ≪μN A·Δ，B 不对，E 对．[答案] ACE2.某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M ＝0.283 kg·mol －1，密度ρ＝×103 kg·m －3.若100滴油酸的体积为1 mL ，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少(取N A ＝×1023 mol －1，球的体积V 与直径D 的关系为V ＝16πD 3，结果保留一位有效数字)[解析] 一个油酸分子的体积V ＝MρN A分子直径D ＝36M πρN A最大面积S ＝V 油D代入数据得：S ＝1×101 m 2. [答案] 1×101 m 2 $3.(2014·潍坊二模)空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥，若有一空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝×103 cm 3.已知水的密度ρ＝×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝×1023 mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字) (1)该液化水中含有水分子的总数N ； (2)一个水分子的直径d .[解析] 水是液体，故水分子可以视为球体，一个水分子的体积公式为V ′0＝16πd 3.(1)水的摩尔体积为V 0＝Mρ①该液化水中含有水分子的物质的量n ＝VV 0②水分子总数N ＝nN A ③由①②③得N ＝ρVN AM `＝错误!≈3×1025(个)．(2)建立水分子的球模型有：V 0N A＝16πd 3得水分子直径d ＝36V 0πN A＝ 36××10－5××1023m≈4×10－10m. [答案] (1)3×1025个 (2)4×10－10 m[方法技巧] 解决估算类问题的三点注意1固体、液体分子可认为紧靠在一起，可看成球体或立方体；气体分子只能按立方体模型计算所占的空间.2状态变化时分子数不变. ^3阿伏加德罗常数是宏观与微观的联系桥梁，计算时要注意抓住与其有关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量.)热点二 分子动理论和内能命题规律：分子动理论和内能是近几年高考的热点，题型为选择题．分析近几年高考命题，主要考查以下几点：(1)布朗运动、分子热运动与温度的关系．(2)分子力、分子势能与分子间距离的关系及分子势能与分子力做功的关系． ：1.(2014·唐山一模)如图为两分子系统的势能E p 与两分子间距离r 的关系曲线．下列说法正确的是( )A ．当r 大于r 1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r1时，分子间势能E p最小D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功E．当r等于r2时，分子间势能E p最小[解析]由图象知：r＝r2时分子势能最小，E对，C错；平衡距离为r2，r＜r2时分子力表现为斥力，A错，B对；r由r1变到r2的过程中，分子势能逐渐减小，分子力做正功，D对．[答案]BDE,2.(2014·长沙二模)下列叙述中正确的是()A．布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子的热运动的反映B．分子间距离越大，分子势能越大；分子间距离越小，分子势能也越小C．两个铅块压紧后能粘在一起，说明分子间有引力D．用打气筒向篮球充气时需用力，说明气体分子间有斥力E．温度升高，物体的内能却不一定增大[解析]布朗运动不是液体分子的运动，而是悬浮在液体中的小颗粒的运动，它反映了液体分子的运动，A正确；若取两分子相距无穷远时的分子势能为零，则当两分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，分子势能随间距的减小而减小(此时分子力做正功)，当分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，分子势能随间距的减小而增大(此时分子力做负功)，故B错误；将两个铅块用刀刮平压紧后便能粘在一起，说明分子间存在引力，C正确；用打气筒向篮球充气时需用力，是由于篮球内压强在增大，不能说明分子间有斥力，D错误；物体的内能取决于温度、体积及物体的质量，温度升高，内能不一定增大，E正确．[答案]ACE￥3.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．气体的体积大于所有气体分子的体积之和C．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高D．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞产生的E．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[解析]气体分子间的距离远大于分子直径，所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和，A项错，B项对；温度是物体分子平均动能大小的标志，是表示分子热运动剧烈程度的物理量，C项对；气体压强是由大量气体分子频繁撞击器壁产生的，D项对；气体膨胀，说明气体对外做功，但不能确定吸、放热情况，故不能确定内能变化情况，E项错误．[答案]BCD；[方法技巧]1分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增大，两分子为平衡距离时，分子势能最小.2注意区分分子力曲线和分子势能曲线.)热点三热力学定律的综合应用命题规律：热力学定律的综合应用是近几年高考的热点，分析近三年高考，命题规律有以下几点：(1)结合热学图象考查内能变化与做功、热传递的关系，题型为选择题或填空题．(2)以计算题形式与气体性质结合进行考查．(3)对固体、液体的考查比较简单，备考中熟记基础知识即可．】1.(2014·南昌一模)下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是()A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B．能量耗散过程中能量不守恒C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E ．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功[解析] 由热力学第一定律知A 正确；能量耗散是指能量品质降低，反映能量转化的方向性仍遵守能量守恒定律，B 错误，D 正确；电冰箱的热量传递不是自发，不违背热力学第二定律，C 错误；在有外界影响的情况下，从单一热源吸收的热量可以全部用于做功，E 正确． 。
高考物理大二轮复习 考前知识再回眸五 选修3-3记忆要点课件
(4)分子直径
把固体、液体分子看成球形，则分子直径
3 d＝
6V0 ＝ π
3 6Vmol πNA
把固体、液体分子看成立方体，则 d＝3 V0＝ 3 VNmAol.
3．布朗运动 布朗运动是悬浮在液体中的颗粒的无规则运动，不是液体分 子的运动，但是液体分子无规则运动的反映． 4．分子力随分子间距离变化的关系图线与分子势能随分子 间距离变化的关系图线的比较：(如图甲、乙所示)
第
三
考前知识再回眸
部
Байду номын сангаас
分
五、
选修 3－3 记忆要点
1．两种分子模型
3 (1)球体，直径 d＝
6V0； π
(2)立方体，边长为 d＝3 V0，式中 V0 为分子体积，只适用于 求固体或液体分子的直径．
2．微观量的估算方法
(1)分子数 N＝nNA＝MmNA＝VVmolNA. (2)分子质量 m0＝NMA. (3)分子体积 V0＝VNmAol.(对于气体，V0 为气体分子所占的空间 体积)
在图甲中，当 r＝r0 时分子间作用力为零． 在图乙中，当 r＝r0 时分子势能最小，但不为零(规定无穷远 处为零)．
高三物理一轮复习课件第13章第2课时 固体、液体和气体(鲁科版)
②从 (p0 、 V0 、 T0) 变为 (p2 、 V2 、 T2)的过程中，既不吸热，也不放热， 但V2>V0, 气体对外做功 ,由能量守恒定 律 知 , 气 体 内 能 减 小 , 温 度 下 降,T2<T0=T1. ③从(p1、V1、T1)变为(p2、V2、T2) 的过程中 , 因为 V1=V2,T1>T2, 由气体压 强的微观解释可知 ,p1>p2. 可见，正确 答案为A.
②两种温标：摄氏温标 t:单位℃ , 在 1 个标准大气压下，水的冰点为 0 ℃ ,沸 点为 100 ℃ .
热力学温标 T:单位为 K. 把 -273℃ 作 为 0K. 绝对零度 (0K) 是 低温 的极限， 只能接近不能达到. 两 种 温 标 T=t+273(K),ΔT=Δt. 的 关 系 为
(2)体积(V) 气体分子所占据的空间，也就是气 体所充满的容器的容积 .分子间相互作用 力很弱，气体很容易被压缩. (3)压强(p)
下列说法中正确的是( ) A. 气体压强是由气体分子间的 斥力产生的 B. 失重情况下，密闭容器内的 气体对器壁仍有压强
C.气体的温度升高时，分子的热运 动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞 击器壁时对器壁的作用力增大，从而气 体的压强一定增大
D.气体的体积变小时，单位体积的 分子数增多，单位时间内打到器壁单位 面积上的分子数增多，从而气体的压强 一定增大
变式训练1：关于晶体和非晶体，下列说法 B 正确的是 _______( 填入正确选项前的字母) A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体 B．晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则
2020版高考物理总复习第3节热力学定律与能量守恒课件(选修3_3)
2.(多选)关于热力学定律,下列说法正确的是( ACE ) A.为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量 B.对某物体做功,必定会使该物体的内能增加 C.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功 D.不可能使热量从低温物体传向高温物体 E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
解析:改变内能的方法有做功和热传递两种,所以为了增加物体的内能,必须 对物体做功或向它传递热量,选项A正确;对物体做功的同时向外界放热,则物 体的内能可能不变或减小,选项B错误;根据热力学第二定律可知,在对外界有 影响的前提下,可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功,选项C正确;在有 外界做功的条件下,可以使热量从低温物体传递到高温物体,选项D错误;根据 热力学第二定律可知,选项E正确.
Ta
Tb
知,Tb>Ta,即气体的温度一直升高,选项 A 错误;而理想气体的内能只与温度有关,则
气体的内能增加,选项 B 正确;气体体积增大,则气体对外做功,选项 C 正确;根据热
力学第一定律ΔU=Q+W,得 Q=ΔU-W,由于ΔU>0,W<0,故 Q>0,气体吸热,且吸收的热
量一部分用来对外做功,一部分用来增加气体的内能,选项 D 正确,E 错误.
3.热力学第二定律的微观意义 一切自发过程总是沿着分子热运动的 无序性 增大的方向进行.
三、能量守恒定律和两类永动机
1.能量守恒定律
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式 转化 为另一种形
式,或者从一个物体 转移
到别的物体,在转化或转移的过程中,能量
的 总量 保持不变.
2.两类永动机
【典例1】 (2018·全国Ⅰ卷,33)(多选)如图,一定质量的理想气体从状态a开始, 经历过程①,②,③,④到达状态e.对此气体,下列说法正确的是( BDE ) A.过程①中气体的压强逐渐减小 B.过程②中气体对外界做正功 C.过程④中气体从外界吸收了热量 D.状态c,d的内能相等 E.状态d的压强比状态b的压强小
高考物理一轮复习 3.3 热力学定律与能量守恒课件 新人教版选修33
号．对于理想气体，W 的正负取决于体积的变化，ΔU 的正负
取决于温度的变化．
2．公式 ΔU＝W＋Q 的符号法则如下表：
正值
负值
ΔU 内能增加
内能减少
Q 吸收热量
放出热量
W 外界对系统做功 系统对外界做功
第十页，共40页。
例 1.[2013·江苏卷]
如图所示，一定质量的理想气体从状态 A 依次经过状态 B、C 和 D 后再回到状态 A.其中，A→B 和 C→D 为等温过程， B→C 和 D→A 为绝热过程(气体与外界无热量交换)．这就是著 名的“卡诺循环\”．
第四页，共40页。
二、热力学第二定律 1．热力学第二定律的表述 (1)按照热传递的方向性表述：热量不能自发地从低温物 体传到高温物体． (2)按照机械能与内能转化的方向性表述：不可能从单一 热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响． (3)用熵的概念表述：在任何自然过程中，一个孤立系统 的总熵不会减小． 2．热力学第二定律使人们认识到：自然界中进行的涉及 到热现象的宏观过程都具有方向性，揭示了大量分子参与的宏 观过程具有不可逆性．
第三页，共40页。
2．热力学第一定律 一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与 外界对它所做的功的和．即当外界既对系统做功又对系统传热 时，系统的内能增量 ΔU＝W＋Q. 3．能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形 式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转 化或转移的过程中，能量的总量保持不变．
第二十五页，共40页。
(1)求恒温槽的温度． (2)此过程 A 内气体内能________(填“增大”或“减 小”)，气体不对外做功，气体将________(填“吸热”或“放 热”)．
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(3)压强(p) ①定义：作用在器壁单位面积上的压力叫做气体压强。 ②产生原因：由于大量气体分子无规则的运动而频繁碰撞 器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力。 ③决定气体压强大小的因素 宏观：决定于气体的 温度 和体积 。 微观：决定于分子的平均动能 和分子的 密集程度 (单位 体积内的分子数)。
条件
对于常温)的情况遵守三个实验定律
4．理想气体的状态方程 (1)理想气体 ①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律
的气体。实际气体在压强 不太大、温度不太低 的条件下，可视为理
想气体。
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②微观上讲，理想气体的分子间除 碰撞 外无其他作用力， 分子本身没有 体积 ，即它所占据的空间认为都是可以被压缩 的空间。
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二、热力学定律与能量守恒定律 1．热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向 它 传递的热量 与外界对它 所做的功 的和。 (2)表达式：ΔU＝ Q＋W 。 (3)第一类永动机违背了能量守恒定律。
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[深化理解]
1．热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改
变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量与做功、热
表达 p1V1＝p2V2 ，或 pV Tp11＝Tp22或Tp＝C(常量)
式
＝C(常量)
推论：ΔΔTp＝Tp11
VT11＝VT22 或VT＝ C(常量)
推论：ΔΔVT＝VT11
7
续表
玻意耳定律
查理定律
盖—吕萨克定律
温度保持不变时分 体积保持不变时分 温度升高时分子的
微 子的 平均动能 一 子的 密集程度 保持 平均动能 增大 。只
观 定。在这种情况下，不 变 。 在 这 种 情 况 有 气 体 的 体 积 同 时
解 体积减小时，分子的 下，温度升高时，分 增大，使分子的密集
释 密集程度增大，气体 子的平均动能增大， 程度减小，才能保持
的压强就 增大 气体的压强就 增大 压强 不变
8
玻意耳定律
查理定律
续表 盖—吕萨克定律
适用 实际气体在压强不太大(相对于 1 标准气压)、温度不太低(相
教材回顾(二)
气体和热力学定律
一、气体 1．气体分子运动的特点 (1) 气 体 分 子 很 小 ， 分 子 间 的 距 离 很 大 ， 除 碰 撞
外 不受力 。 (2)气体分子的速率分布表现出“中间多，两头少 ”的统
计分布规律。
(3)气体分子向各个方向运动的机会 相等 。
1
(4)温度一定时，某种气体分子的速率分布是 确定 的，速率 的平均值也是确定的。温度升高时，气体分子的 平均速率 增大， 但不是每个分子的速率都增大。
查理定律
盖—吕萨克定律
一定质量的某种气 一 定 质 量 的 某 种 气 一定质量的某种
内 体，在温度不变时，体，在体积保持不变 气体，在压强不变
容 压强 p 与体积 V 成 时，压强 p 和热力学 时，其体积 V 与热
反比
温度 T 成 正比
力学温度 T 成正比
6
续定律
传递之间的定量关系。应用时各个量的单位应统一为国际单位
制中的焦耳。
2．对公式 ΔU＝Q＋W 符号的规定
符号
W
Q
ΔU
＋ 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加
－ 物体对外界做功 物体放出热量 内能减少
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2.热力学第二定律 (1)两类表述 ①热量不能 自发地 从低温物体传到高温物体(克劳 修斯表述)。 ②不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而 不产生 其他影响 (开尔文表述)。 (2)第二类永动机 ①不违背能量守恒定律。 ②违背热力学第二定律。
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[深化理解] 在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其 他影响”的涵义 1．“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向 性，不需要借助外界提供能量的帮助。 2．“不产生其他影响”是指发生的热力学宏观过程只 在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响。 如吸热、放热、做功等。
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3．能量守恒定律 (1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空 消失 ，它只能 从一种形式 转化 为另一种形式，或者从一个物体 转移 到别的 物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变 。 (2)理解及应用 ①自然界中能量的存在有多种形式：物体运动具有动能、 分子运动具有分子动能、电荷具有电势能、原子核内部粒子的 运动具有原子能等，可见，在自然界中不同的能量形式与不同 的 运动 形式相对应。
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[小题速验](判断正误) 1．温度升高，气体分子的平均速率增大，且气体中每个分 子的速率都增大。( ) 2．气体压强是由于气体受到重力产生的。( ) 3．大气压强是由于空气受重力而产生的。( ) 4．一定质量的某种气体在 V 一定时 p∝T；在 p 一定时 V ∝T。在 T 一定时 pV＝定值。( ) 5．一定质量的理想气体，p、V、T 三个参量不可能发生只 有一个参量变化的情况。( ) 答案：1.× 2.× 3.√ 4.× 5.√
2．气体的状态参量 (1)温度(T 或 t) ①物理
意义宏 微观 观： ：表 是示 物物 体体 分的 子热冷运热动程的度。 平均动能的标志。 填充：冷热程度 平均动能
2
②两种温标(摄氏温标和热力学温标)的关系 a．两种温标温度的零点不同，同一温度用两种温标表 示的数值不同，但它们表示的温度间隔是相同的，即每一 度的大小相同，Δt＝ΔT。 b．两种温标的数值关系： T＝t＋273 K 。 注意：绝对零度(0 K)是低温的极限，只能无限接近， 但不可能达到。 (2)体积(V) 指气体分子所能达到的空间，即气体所能充满容器的 容积。
(2)理想气体的状态方程 ①内容：一定质量的某种理想气体从一个状态 1 变化到另 一个状态 2 时，尽管 p、V、T 都可能改变，但是压强跟体积 的 乘积 与 热力学温度 的比值保持不变。 ②数学表达式： pT1V1 1＝pT2V2 2 或pTV＝C(恒量)。
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[深化理解] 理想气体的微观模型
1．气体分子的体积可忽略不计，即可看成质点。 2．气体分子除碰撞外不受其他力的作用。 3．气体分子除碰撞外做匀速直线运动。 4．气体的分子势能为零，其内能由分子数和分子的平均 动能决定(宏观上由物质的量及温度决定，与体积无关)。
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④压强单位及换算关系 a．国际单位： 帕 ，符号：Pa,1 Pa＝1 N/m2。 b．常用单位： 标准大气压 (atm)；厘米汞 柱(cmHg)。 c ． 换 算 关 系 ： 1 atm ＝ 76 cmHg ＝ 1.013×105 Pa≈1.0×105 Pa。
5
3．气体的三个实验定律
玻意耳定律