《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习配套课件：分子动理论 热力学定律与能量守恒

答案 1．热平衡 2．t＋273.15 3．(1)分子热运动 (2)温度 (3)总和 4．(1)相对位置 (2)分子间距离 体积 5．(1)动能 分子势能 (2)温度 体积 (3)无关
2．[多选]1 g 100 ℃的水和 1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下 列说法正确的是( )
A．分子的平均动能和分子的总动能都相同 B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同 C．内能相同 D．1 g 100 ℃的水的内能小于 1 g 100 ℃的水蒸气的内能
(1)估算被污染的空气分子间的平均距离； (2)另一不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空 气分子．
被污染 单位体积内 每个污染 污染空气
的空气 → 被污染的空 → 分子所占→ 分子的平
分子数 气分子数 体积
均距离
(1)吸烟者吸一根烟吸入气体的总体积为 10×300
cm3，
含有被污染的空气分子数
2．分子永不停息地做无规则运动 (1)扩散现象 ①定义：________物质能够彼此进入对方的现象叫做扩 散． ②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学 反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的．
(2)布朗运动 ①定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息地________ 运动叫做布朗运动． ②特点：永不停息，无规则；颗粒越小，温度越高，布 朗运动越显著． ③布朗运动是由成千上万个分子组成的“分子集团”即 ________的运动，布朗运动的无规则性是液体(气体)分子运动 ________的反映．
答案 1．(1)做功 热传递 (2)热量 Q＋W 2．(1)自发地 不产生其他影响 第二类 (2)减小 (3) 无序性 3．(1)转化 转移 总量 (2)品质下降 环境 太阳能
3．关于热力学定律，下列说法正确的是( ) A．在一定条件下物体的温度可以降到 0 K B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 C．吸收了热量的物体，其内能一定增加 D．压缩气体总能使气体的温度升高
4．分子的势能 (1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有 由它们的________决定的势能． (2)分子势能的决定因素 微观上——决定于________和分子排列情况； 宏观上——决定于________和状态．
5．物体的内能 (1)等于物体中所有分子热运动的________与________的 总和，是状态量． (2)对于给定的物体，其内能大小由物体的 ________和 ________决定． (3) 物 体 的 内 能 与 物 体 的 位 置 高 低 、 运 动 速 度 大 小 ________．
1．(2014·福建卷)如图，横坐标 v 表示分子速率，纵坐标 f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比．图 中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规 律的是( )
A．曲线① B．曲线② C．曲线③ D．曲线④
解析：分子速率从 0→∞分布中，速率很大和很小的分子 所占的分子数很少，大部分分子具有中等速率，故选项 D 正 确．
解析：温度相同则它们的分子平均动能相同；又因为 1 g 水和 1 g 水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同， A 正确、B 错误；当 100 ℃的水变成 100 ℃的水蒸气时，分子 间距离变大，分子力做负功、分子势能增加，该过程吸收热 量，所以 1 g 100 ℃的水的内能小于 1 g 100 ℃的水蒸气的内 能，C 错误、D 正确．
n
＝
10×300×10－6 22.4×10－3
×6.02×1023≈8.1×1022 个
办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为
n1＝81.10××120.822 个/m3≈2.9×1021 个/m3
每个被污染分子所占体积为 V＝2.9×11021 m3 所以平均距离为 L＝3 V≈7×10－8 m
(3)热运动 分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越 激烈．分子永不停息地________运动叫做热运动．
3．分子间同时存在引力和斥力 (1) 物 质 分 子 间 存 在 空 隙 ， 分 子 间 的 引 力 和 斥 力 是 ________ 存 在 的 ， 实 际 表 现 出 的 分 子 力 是 引 力 和 斥 力 的 ________． (2)分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥 力都随分子间距离的增大而________，随分子间距离的减小而 ________，但斥力比引力变化得________．
4．统计规律 由于物体是由数量级多的分子组成的，这些分子并没有 统一的运动步调，单独来看，各个分子的运动都是不规则的、 带有偶然性的，但从总体来看，大量分子的运动却有一定的 规律，这种规律叫做统计规律．大量分子的集体行为受到统 计规律的支配．
答案 1．(1)10－10 (2)6.02×1023 2．(1)不同 (2)无规则 固体颗粒 无规则性 (3)无规则 3．(1)同时 合力 (2)减小 增大 快 (3)0 引力 斥力
第十一章
热学
第1节 分子动理论 热力学定律与能量守恒
课前知识梳理
课堂考点演练
课堂效果检测
课前知识梳理 01
自主回顾·打基础
分子动理论
1．物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小 ①分子的直径(视为球模型)：数量级为________ m. ②分子的质量：数量级为 10－26 kg.
(2)阿伏加德罗常数 ①1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取 NA ＝________ mol－1. ②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥 梁．
(1)分子力做功与分子势能的变化有什么关系？ (2)r＝r0 处，分子力和分子势能的大小情况如何？
由 Ep－r 图可知： 在 r>r0 阶段，当 r 减小时 F 做正功，分子势能减小，分 子动能增加，故选项 A 正确． 在 r<r0 阶段，当 r 减小时 F 做负功，分子势能增加，分 子动能减小，故选项 B 错误． 在 r＝r0 时，分子势能最小，动能最大，故选项 C 正确． 在 r＝r0 时，分子势能最小，但不为零，故选项 D 错误． 在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不 变，故选项 E 正确．
答案：D
物体的内能
1．温度 一切达到__Байду номын сангаас_____的系统都具有相同的温度． 2．两种温标 摄氏温标和热力学温标． 关系：T＝________ K.
3．分子的动能 (1)分子动能是________所具有的动能； (2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平 均值，________是分子热运动的平均动能的标志； (3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的 ________．
答案：AD
热力学定律与能量守恒定律
1．热力学第一定律 (1)改变物体内能的两种方式 ①________；②________.
(2)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________与外界对它所做的功的和． ②表达式：ΔU＝________.
2．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________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________．或表述为“________永动机是不可能制 成的．”
解析：热水袋内水的物质的量为 n＝Mmmol＝ρ·8M0m%ol V 热水袋内水分子数为 N＝n·NA 代入数值得 N＝3×1025 个
答案：3×1025 个
分子力、分子势能与分子间距离的关系
1．分子力与分子势能
项目
名称
分子间的 相互作用力 F 分子势能 Ep
与分子间
距离的关系
图象
2.物体的内能 (1)决定因素 ①微观上：分子动能、分子势能、分子数． ②宏观上：温度、体积、物质的量(摩尔数)． (2)两种改变方式间的关系 ①两者在内能改变上是等效的． ②两者的本质区别：做功是其他形式的能和内能的相互 转化，热传递是内能的转移．
解析：0 K 是绝对零度，不可能达到，A 项错；由热力学 第一定律可知，C、D 选项错；故选 B.
答案：B
课堂考点演练02
课堂互动·提能力
微观量的估算
1．两种分子模型 物质有固态、液态和气态三种情况，不同物态下应 将分子看成不同的模型．
(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看 成球形或立方体形，如图所示，分子间距等于小球的直
(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 ________(填“增大”或“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________增大的方 向进行．
3．能量守恒定律 (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________为另一种形式，或者从一个物体________到别的 物体，在转化或转移的过程中，能量的________保持不变． (2)能源的利用 ①存在能量耗散和________． ②重视利用能源时对________的影响． ③要开发新能源(如________、生物质能、风能、水流能 等)．
3 径或立方体的棱长，所以 d＝
6πV(球体模型)或 d＝3 V
(立方体模型)．
(2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离 很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间．如 上图所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为 d 的立方体， 所以 d＝3 V.
2．宏观量与微观量的相互关系 (1)微观量：分子体积 V0、分子直径 d、分子质量 m0. (2)宏观量：物体的体积 V、摩尔体积 Vm，物体的质量 m、 摩尔质量 M、物体的密度 ρ. (3)相互关系 ①一个分子的质量：m0＝NMA＝ρNVAm. ②一个分子的体积：V0＝VNmA＝ρMNA.(注：对气体 V0 为分子 所占空间体积)
(2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为 n2＝2.9×1021×300×10－6 个＝8.7×1017 个
(1)7×10－8 m (2)8.7×1017 个
总结提能
冬天到了，很多人用热水袋取暖．现有一中号热水袋， 容积为 1 000 cm3，正常使用时，装水量为 80%，请估算该热 水袋中水分子的数目约为多少个？(计算结果保留 1 位有效数 字，已知 1 mol 水的质量为 18 g，水的密度取 1.0×103 kg/m3， 阿伏加德罗常数取 6×1023 mol－1)
【例 2】
两分子间的斥力和引力的合力 F 与分子间距离 r 的关系 如图中曲线所示，曲线与 r 轴交点的横坐标为 r0.相距很远的 两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相 距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是________(填入 正确选项前的字母)．
A．在 r＞r0 阶段，F 做正功，分子动能增加，势能减小 B．在 r＜r0 阶段，F 做负功，分子动能减小，势能也减 小 C．在 r＝r0 时，分子势能最小，动能最大 D．在 r＝r0 时，分子势能为零 E．分子动能和势能之和在整个过程中不变
(3)分子力与分子间距离关系图线
由分子间的作用力与分子间距离关系图线(如图所示)可 知：
当 r＝r0 时，F 引＝F 斥，分子力为________； 当 r>r0 时，F 引>F 斥，分子力表现为________． 当 r<r0 时，F 引<F 斥，分子力表现为________． 当分子间距离大于 10r0(约为 10－9 m)时，分子力很弱，可 以忽略不计．
③物体所含的分子数 n＝VVm·NA＝ρmVm·NA 或 n＝Mm·NA＝ρMV·NA. ④单位质量中所含的分子数：n′＝NMA.
【例 1】 教育部办公厅和卫生部办公厅日前联合发布了 《关于进一步加强学校控烟工作的意见》．《意见》中要求， 教师在学校的禁烟活动中应以身作则、带头戒烟，通过自身 的戒烟，教育、带动学生自觉抵制烟草的诱惑．试估算一个 高约 2.8 m，面积约 10 m2 的两人办公室，若只有一人吸了一 根烟(人正常呼吸一次吸入气体 300 cm3，一根烟大约吸 10 次)．求：