2019年高考物理冲刺大二轮课件：专题七 选修3－3 热学1-7

(2)估算微观量的方法．
(3)理想模型法． 3.常见易错点 (1)公式 V0＝NVA不能估算气体分子体积，求出的是每个分子所占有的空间．
(2)正确区分布朗运动与扩散现象．
(3)正确区分晶体与非晶体.
[答案] (1)布朗运动与热运动异同点对比
(2)对物体内能的理解 ①物体的体积越大，分子势能不一定越大，如 0 ℃的水结成 0 ℃的冰后体积变大，但分子势能却减小了． ②理想气体分子间相互作用力为零，故分子势能忽略不计， 一定质量的理想气体的内能只与温度有关． ③内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的 说法．
(多选)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说 法正确的是( )
A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 B．外界对物体做功，物体内能一定增加 C．温度越高，布朗运动越显著 D．分子间作用力随分子间距离的增大而减小 E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离 的减小而增大
[思路引领] (1)内能是物体内所有分子做无规则运动的动能 和分子势能的总和．
D．尽管技术在不断进步，但热机的效率仍不能达到 100%， 制冷机不能使温度降到－273.15 ℃
E．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背 能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造 出来
[解析] 根据熵增加原理可知，气体向真空的自由膨胀是不 可逆的，A 正确；机械能可以全部转化为内能，而内能也可以全 部用来做功转化为机械能，B 正确；凡与热现象有关的宏观过程 都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给 低温物体，也可以在外界的帮助下，从低温物体传递给高温物体， C 错误；尽管科技在不断进步，但热机的效率仍不能达到 100%，
(3)热力学第一定律应用思路与技巧 应注意符号法则：“＋”表示外界对物体或流向物体； “－”表示物体对外界或流向外界． ΔU＝Q＋W 的三种特殊情况： ①若过程是绝热的，则 Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功 等于物体内能的增加． ②若过程是等容的，即 W＝0，Q＝ΔU，物体吸收的热量等 于物体内能的增加． ③若过程是等温的，即 ΔU＝0，则 W＋Q＝0 或 W＝－Q， 外界对物体做的功等于物体放出的热量．
[迁移运用] 1．(2018·全国卷Ⅱ)(多选)对于实际的气体，下列说法正确的 是( ) A．气体的内能包括气体分子的重力势能 B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能 C．气体的内能包括气体整体运动的动能 D．气体的体积变化时，其内能可能不变 E．气体的内能包括气体分子热运动的动能
[解析] 实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和 分子热运动的动能，当气体体积变化时影响的是气体的分子势 能，内能可能不变，所以 B、D、E 正确，A、C 错误．
[解析] 两个分子间距离减小时，分子间引力和斥力都在增 大，A 正确；扩散现象与布朗运动是分子无规则运动的宏观表现， 故 B 错误；根据液晶的性质可知，液晶是一种特殊物质，它既具 有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性，C 正确； 气体分子之间的距离很大，分子力近似为零，分子势能也近似为 零，气体如果失去了容器的约束就会散开，是分子杂乱无章地运 动的结果，故 D 错误；在使两个分子间的距离由很远(r>10－9 m) 减小到分子力为零的过程中，分子力表现为引力，做正功，分子 势能始终减小，E 正确．
(2)r>r0 时与 r<r0 时不同，分子间作用力可能随距离的增大而 增大，也可能随距离的增大而减小．
[解析] 温度高的物体，其分子平均动能一定大，内能不一 定大，选项 A 正确；若外界对物体做功的同时，物体对外界放热， 则物体内能不一定增加，选项 B 错误；温度越高，布朗运动越显 著，选项 C 正确；当分子间距离增大时，分子间作用力可能先增 大后减小，选项 D 错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势 能随分子间距离的减小而增大，选项 E 正确．
1．热力学第一定律反映功、热量与内能改变量之间的定量 关系：ΔU＝W＋Q，使用时注意符号法则(简记为：外界对系统取 正，系统对外取负)．对理想气体，ΔU 仅由温度决定，W 仅由体 积决定，绝热情况下，Q＝0.
2．热力学第二定律指明了哪些过程可能发生，哪些过程不 可能发生，如：第二类永动机不可能实现、热现象中的能量耗散 是不可避免的，揭示了自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方 向性，一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行的．
2．固体和液体 (1) 晶 体 和 非 晶 体 的 分 子 结 构 不 同 ， 表 现 出 的 物 理 性 质 不 同．晶体具有确定的熔点．单晶体表现出各向异性，多晶体和非 晶体表现出各向同性．晶体和非晶体在适当的条件下可以相互转 化． (2)液晶是一种特殊的物质状态，所处的状态介于固态和液态 之间．液晶具有流动性，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具有收缩到最小的趋势，表面 张力的方向跟液面相切．
[答案] ACE
布朗运动与分子热运动的区别
布朗运动
热运动
活动 主体
固体小颗粒
分子
是固体小颗粒的运动，是比分子大得多的分 是指分子的运动，分子无
子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但 论大小都做热运动，热运 区别
组成它的分子及其周围的分子仍在永不停 动不能通过光学显微镜直
息地做热运动
接观察到
考向二 对热力学定律的理解 [归纳提炼]
[迁移运用] 1．(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是( ) 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．功转变为热的宏观自然过程是不可逆过程
[解析] 内能的改变可以通过做功或热传递进行，故 A 正确； 对某物体做功，若物体向外放热，则物体的内能不一定增加，B 错误；在引起其他变化的情况下，从单一热源吸收热量可以将其 全部变为功，C 正确；在引起其他变化的情况下，可以将热量从 低温物体传向高温物体，D 错误；涉及热现象的宏观自然过程都 具有方向性，故 E 正确．
[答案] ACE
2．(2018·河北名校联盟)(多选)根据你学过的热学中的有关知 识，判断下列说法中正确的是( )
A．气体向真空的自由膨胀是不可逆的 B．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功 转化为机械能 C．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中， 热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给 高温物体
关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正 确的是( )
A．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律 B．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律 C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也 不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能 D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是 可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的
[答案] ABD
3．(2018·长沙四校模拟)(多选)下列叙述中正确的是( ) A．两个分子间距离减小时，分子间引力和斥力都在增大 B．扩散现象是物质分子间存在斥力作用的结果 C．液晶是一种特殊物质，它既具有液体的流动性，又像某 些晶体那样具有光学各向异性 D．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 E．在使两个分子间的距离由很远(r>10－9 m)减小到分子力为 零的过程中，分子势能始终减小
板
块
专题突破复习
一
专
题
选修 3－3 热学
七
知识网络构建 Z
结网建体 把脉考向
[知识建构]
1.常考知识 (1)分子大小的估算．
[备考点睛]
(2)对分子动理论内容的理解．
(3)气体实验定律的理解和计算．
(4)固、液、气三态的特点和理解．
(5)热力学定律的理解和简单计算．
(6)用油膜法估测分子大小等内容． 2.常用的思想方法 (1)测分子直径的方法．
[答案] BDE
2 ． (2018·山 西 三 晋 名 校 质 检 )( 多 选 ) 下 列 说 法 中 正 确 的 是 ()
A．玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为 熔化的玻璃在表面张力的作用下表面要收缩到最小
B．若温度降低，即使气体体积减小，饱和汽压也会减小 C．未饱和汽在降低温度时也不会变成饱和汽 D．液体的浸润与不浸润现象均是分子力作用的结果 E．绝对湿度一定的情况下，温度越高相对湿度越大
核心要点突破 H
透析重难 题型突破
考向一 分子动理论、固体和液体 [归纳提炼]
1．分子热运动的实验基础：扩散现象和布朗运动． (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， 分子势能增大；当分子间距为 r0(分子间的距离为 r0 时，分子间 作用的合力为 0)时，分子势能最小．
(4)①一定质量的理想气体，p、T、V 三者的关系是：pTV＝C， C 是一个定值．
②气体实验定律可看成理想气体状态方程的特例． 当 m 不变，T1＝T2 时，p1V1＝p2V2——玻意耳定律． 当 m 不变，V1＝V2 时，Tp11＝Tp22——查理定律． 当 m 不变，p1＝p2 时，VT11＝VT22——盖—吕萨克定律.
[解析] 由热力学第一定律可得，该气体由状态 a 沿 abc 变 化到状态 c 的过程中内能的变化量 ΔU＝W＋Q＝－120 J＋340 J ＝220 J，因此该气体由状态 a 沿 adc 变化到状态 c 时，Q1＝ΔU －W1＝220 J－(－40 J)＝260 J，显然此过程中气体从外界吸收热 量．
[答案] ACE
判断分子势能变化的两种方法 (1)利用分子力做功判断 分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增 加． (2)利用分子势能 Ep 与分子间距离 r 的关系图线判断
如图所示，当分子仅受分子力作用时，其分子动能和分子势 能之和不变，故根据 Ep 的变化可判断 Ek 的变化．而 Ep 的变化需 要根据图线判断．要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图 线形状虽然相似，但意义不同，不要混淆.
[解析] 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离， 使液体表面存在张力，表面要收缩到最小而平衡，A 正确；饱和 汽压随温度降低而减小，与饱和汽的体积无关，B 正确；未饱和 汽在降低温度时可达到平衡，变成饱和汽，C 错误；浸润和不浸 润现象均是分子力作用的结果，故 D 正确；在绝对湿度一定的情 况下，气温升高时，饱和汽压增大，相对湿度一定减小，故 E 错 误．
[思路引领]
[解析] 第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机违 反热力学第二定律，A、B 错误；由热力学第一定律可知 W≠0， Q≠0，但 ΔU＝W＋Q 可以等于 0，C 错误；由热力学第二定律 可知 D 中现象是可能的，但会引起其他变化，D 正确．
[答案 D
热力学第一定律说明发生的任何过程中能量必定守恒，热力 学第二定律说明并非所有能量守恒的过程都能实现．
[答案] 吸收 260
(1)有关热力学第一定律的几种特殊情况． ①若过程是绝热的，则 Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功 等于物体内能的增加； ②若过程中不做功，即 W＝0，则 Q＝ΔU，物体吸收的热量 等于物体内能的增加； ③若过程的始、末状态物体的内能不变，即 ΔU＝0，则 W＋ Q＝0 或 W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量．
制冷机只能使温度降到无限接近－273.15 ℃，却永远不能达到－ 273.15 ℃，D 正确；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永 动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类 永动机不可能制造出来，E 错误．
[答案] ABD
3．如图所示，一定质量的理想气体由状态 a 沿 abc 变化到 状态 c，吸收了 340 J 的热量，并对外做功 120 J．若该气体由状 态 a 沿 adc 变化到状态 c 时，对外做功 40 J，则这一过程中气体 ________(填“吸收”或“放出”)________J 热量．