11-热学 高考物理(山东)复习专题

十一、热学

知识点1 分子动理论内能热力学定律

基础回扣

1.分子动理论的三个观点

(1)物质是由大量分子组成的。

①分子的大小:分子直径的数量级为10-10m。分子直径的估测方法:油膜法。

②阿伏加德罗常数

a.1 mol的任何物质中含有相同的分子数,用符号N

A 表示,N

A

=6.02×1023mol-1。

b.N

A 是联系宏观量和微观量的桥梁,N

A

=M mol

m

分

,N

A

=V mol

V

分

。(该公式液体、固体能用,气体不能用)

(2)分子永不停息地做无规则热运动

①扩散现象:相互接触的不同物质互相进入对方的现象。温度越高,扩散越快。

②布朗运动的特点:永不停息、无规则运动;颗粒越小,运动越剧烈;温度越高,运动越剧烈;运动轨迹不确定。

③布朗运动是由于固体小颗粒受到周围液体分子热运动的撞击力的不平衡而引起的,它是液体分子做无规则运动的间接反映。课本中描绘出的图像是某固体颗粒每隔30秒的位置的连线,并不是该颗粒的运动轨迹。

(3)分子之间存在引力和斥力

分子力和分子势能随分子间距离变化的规律如下:

分子力F分子势能E p

变化图像

随分

子间r

F引和F斥都随r的增大而减小,随r的减小

而增大,F引

r增大,分子力做正功,分子势能减小;r减小,分子力做负

功,分子势能增加

距离

的变化情况

r>r0

F引和F斥都随r的增大而减小,随r的减小

而增大,F引>F斥,F表现为引力

r增大,分子力做负功,分子势能增加;r减小,分子力做正

功,分子势能减小

r=r0F引=F斥,F=0分子势能最小,但不为零

r>10r0(10-9m)F引和F斥都已十分微弱,可以认为F=0分子势能为零

在图线表示F、E

p

随r变化规律中,要注意它们的区别:r=r

处,F=0,E

p

最小。在读E

p

-

r图像时还应注意分子势能的“+”“-”值是参与比较大小的。

2.分子动能、分子势能和物体的内能

分子动能分子势能内能

定义

分子无规则

运动的动能分子间有作用力,由分子间相对位置决定的

势能

物体中所有分子的热运动的动能和分子势能的总

和

影响因素微观分子运动的快慢分子相对位置,分子力分子动能、分子势能、分子数宏观温度体积温度、体积、物质的量

改变方式升高或降低温度增大或减小体积做功和热传递(二者实质不一样)

说明:(1)温度是分子平均动能的标志;

(2)温度、分子动能、分子势能及内能只对大量分子才有意义;

(3)任何物体都具有内能;

(4)体积增大,分子势能不一定增大。(如水变成冰)

3.气体压强的微观解释

气体的压强与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度(单位体积内的分子数)有关。从宏观角度看,气体的压强跟温度和体积有关。

4.热力学第一定律

(1)热力学第一定律表达式:ΔU=Q+W。

(2)符号规定:使用时注意符号法则。对理想气体,ΔU仅由温度决定,W仅由体积决定。

(3)三种特殊情况

①若过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU。

②若过程中不做功,即W=0,Q=ΔU。

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 。 易错辨析

1.误将布朗运动中小颗粒的运动当成分子的运动。课本中描绘出的图像是某固体微粒每隔30 s 的位置的连线,并不是该微粒的运动轨迹。

2.混淆分子势能与体积有关和分子势能由体积决定。

3.应用热力学第一定律时不能正确判断正、负号。

4.错误地认为外界对物体做功,内能一定增加。

5.错误地认为物体吸收热量,内能一定增加。

知识点2 固体、液体、气体的性质

基础回扣

1.晶体与非晶体

晶体 非晶体 单晶体

多晶体

熔点 确定 不确定 粒子排列 规则 不规则 形状 规则 不规则 物理性质 各向异性

各向同性

形成与转化

有的物质在不同条件下能够形成不同的形态,同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体,有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体

2.液晶物理性质{

具有液体的流动性具有某些晶体的光学各向异性

在某个方向上看其分子排列比较整齐,但从另一方向看,分子的排列是杂乱无章的

3.液体的表面张力

(1)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。

(2)方向:表面张力跟液面相切,且跟这部分液面的边界线垂直。

(3)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。

易错辨析

1.误以为物理性质各向同性的一定是非晶体。

2.误以为液面分子间只有引力,没有斥力,所以液体表面具有收缩的趋势。

知识点3 气体实验定律和理想气体状态方程

基础回扣

1.气体实验定律

玻意耳定律查理定律盖—吕萨克定律

内容

一定质量的某种气体,在温度不

变的情况下,压强与体积成反比一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压

强与热力学温度成正比

一定质量的某种气体,在压强不变的情况

下,其体积与热力学温度成正比

表达式p1V1=p2V2p1

T1=

p2

T2或

p1

p2=

T1

T2

V1

T1=

V2

T2或

V1

V2=

T1

T2

图像

2.理想气体的状态方程

一定质量的理想气体的状态方程:p1V1

T1

=

p2V2

T2

或pV

T

=C。

易错辨析

1.误以为温度升高,气体压强一定增大。

2.混淆等温膨胀和绝热膨胀。