高三物理 第一轮复习 热学-讲义
高三物理第一轮复习:热力学定律鲁教版 知识精讲
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高三物理第一轮复习:热力学定律鲁教版【本讲教育信息】一、教学内容:热力学定律本章的知识点:(一)热力学第一定律1、热力学第一定律(1)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。
这个关系叫做热力学第一定律。
其数学表达式为:ΔU=W+Q(3)热力学第一定律说明了做功和热传递是系统内能改变的量度,没有做功和热传递就不可能实现能量的转化或转移,同时也进一步揭示了能量守恒定律。
(4)应用热力学第一定律解题的一般步骤:①根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正、负;②根据方程ΔU=W+Q求出未知量;③再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况。
2、第一类永动机不可能制成任何机器运动时只能将能量从一种形式转化为另一种形式,而不可能无中生有地创造能量,即第一类永动机是不可能制造出来的。
(二)能量守恒定律(1)自然界存在着多种不同形式的运动,每种运动对应着一种形式的能量。
如机械运动对应机械能;分子热运动对应内能;电磁运动对应电磁能。
(2)不同形式的能量之间可以相互转化。
摩擦可以将机械能转化为内能;炽热电灯发光可以将电能转化为光能。
(3)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其总量不变。
这就是能量守恒定律。
(4)热力学第一定律、机械能守恒定律都是能量守恒定律的具体体现。
(5)能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。
(6)能量守恒定律的重要意义第一,能量守恒定律是支配整个自然界运动、发展、变化的普遍规律,学习这个定律,不能满足于一般性的理解其内容,更重要的是,从能量形式的多样化及其相互联系,互相转化的事实出发去认识物质世界的多样性及其普遍联系,并切实树立能量既不会凭空产生,也不会凭空消失的观点,作为以后学习和生产实践中处理一切实际问题的基本指导思想之一。
第二,宣告了第一类永动机的失败。
(三)热力学第二定律1、可逆与不可逆过程(1)热传导的方向性热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行,但相反方向却不能自发地进行,即热传导具有方向性,是一个不可逆过程。
高考物理一轮复习详细讲义(教师版):热力学定律与能量守恒
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第三节热力学定律与能量守恒【基础梳理】提示:传递的热量所做的功W+Q转化转移转化转移E2ΔE减低温高温【自我诊断】判一判(1)物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变.()(2)做功改变物体内能的过程是内能与其他形式的能相互转化的过程.()(3)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,说明能量正在消失.()提示:(1)√(2)√(3)×做一做关于热力学定律,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.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程提示:选ACE.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,物体的内能不一定增加,B错误;在引起其他变化的情况下,可以从单一热源吸收热量,将其全部变为功,C正确;在有外界影响的情况下,可以使热量从低温物体传向高温物体,D错误;涉及热现象的宏观过程都具有方向性,故E正确.热力学第一定律【知识提炼】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和做功与热传递之间的定量关系.2.对公式ΔU =Q +W 符号的规定4.温度、内能、热量、功的比较如图所示,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”.(1)该循环过程中,下列说法正确的是________.A.A→B过程中,外界对气体做功B.B→C过程中,气体分子的平均动能增大C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D.D→A过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化(2)该循环过程中,内能减小的过程是________(选填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”).若气体在A→B过程中吸收63 kJ的热量,在C→D过程中放出38 kJ的热量,则气体完成一次循环对外做的功为________kJ.[解析](1)在A→B的过程中,气体体积增大,故气体对外界做功,选项A错误;B→C 的过程中,气体对外界做功,W<0,且为绝热过程,Q=0,根据ΔU=Q+W,知ΔU<0,即气体内能减小,温度降低,气体分子的平均动能减小,选项B错误;C→D的过程中,气体体积减小,单位体积内的分子数增多,故单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多,选项C正确;D→A的过程为绝热压缩,故Q=0,W>0,根据ΔU=Q+W,ΔU>0,即气体的内能增加,温度升高,所以气体分子的速率分布曲线发生变化,选项D错误.(2)从A→B、C→D的过程中气体做等温变化,理想气体的内能不变,内能减小的过程是B→C,内能增大的过程是D→A.气体完成一次循环时,内能变化ΔU=0,热传递的热量Q=Q1-Q2=(63-38)kJ=25 kJ,根据ΔU=Q+W,得W=-Q=-25 kJ,即气体对外做功25 kJ.[答案](1)C(2)B→C25【迁移题组】迁移1改变内能的两种方式1.(2016·高考全国卷Ⅰ)关于热力学定律,下列说法正确的是()A.气体吸热后温度一定升高B.对气体做功可以改变其内能C.理想气体等压膨胀过程一定放热D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡解析:选BDE.根据热力学第一定律,气体吸热的同时若对外做功,则内能不一定增大,温度不一定升高,选项A错误;对气体做功可以改变其内能,选项B正确;理想气体等压膨胀过程,对外做功,由理想气体状态方程可知,气体温度升高,内能增大,故气体一定吸热,选项C错误;根据热力学第二定律,热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,选项D正确;根据热平衡定律,如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡,选项E正确.迁移2气体内能的变化判断2.某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的,且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体,那么()A.外界对胎内气体做功,气体内能减小B.外界对胎内气体做功,气体内能增大C.胎内气体对外界做功,内能减小D.胎内气体对外界做功,内能增大解析:选D.中午,车胎内气体温度升高,内能增大,车胎体积增大,气体对外做功.选项D正确.迁移3气态方程与热力学第一定律的综合应用3.(2017·高考全国卷Ⅲ) 如图,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab 到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是()A.在过程ab中气体的内能增加B.在过程ca中外界对气体做功C.在过程ab中气体对外界做功D.在过程bc中气体从外界吸收热量E.在过程ca中气体从外界吸收热量解析:选ABD.ab过程,气体压强增大,体积不变,则温度升高,内能增加,A项正确;ab过程发生等容变化,气体对外界不做功,C项错误;一定质量的理想气体内能仅由温度决定,bc过程发生等温变化,内能不变,bc过程,气体体积增大,气体对外界做正功,根据热力学第一定律可知气体从外界吸热,D项正确;ca过程发生等压变化,气体体积减小,外界对气体做正功,B项正确;ca过程,气体温度降低,内能减小,外界对气体做正功,根据热力学第一定律可知气体向外界放热,E项错误.热力学第二定律【知识提炼】1.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”的涵义是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.2.热力学第二定律的实质:热力学第二定律的每一种表述,都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,但在有外界影响的条件下,热量可以从低温物体传到高温物体,如电冰箱;在引起其他变化的条件下内能也可以全部转化为机械能,如气体的等温膨胀过程.【跟进题组】1.下列关于热现象的描述不正确的是()A.根据热力学定律,热机的效率不可能达到100%B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C.温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D.物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规则的E.空调机作为制冷机使用时,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律解析:选BDE.根据热力学第二定律可知,热机不可能从单一热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化,因此,热机的效率不可能达到100%,选项A正确;做功是通过能量转化改变系统的内能,热传递是通过能量的转移改变系统的内能,选项B错误;温度是表示热运动的物理量,热传递过程中达到热平衡时,温度相同,选项C正确;单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动表现出统计规律,选项D错误;由热力学第二定律知,热量不可能从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,空调机作为制冷机使用时,消耗电能,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,选项E错误.2.以下现象不违背热力学第二定律的有()A.一杯热茶在打开盖后,茶会自动变凉B.没有漏气、没有摩擦的理想热机,其效率可能是100%C.桶中浑浊的泥水在静置一段时间后,泥沙下沉,上面的水变清,泥、水自动分离D.热量自发地从低温物体传到高温物体E.在地面上运动的物体逐渐停下来,机械能全部变为内能解析:选ACE.热茶自动变凉是热从高温物体传递到低温物体,A正确;任何热机效率都不可能达到100%,B错误;泥水分离是机械能(重力势能)向内能的转化,C正确;热量不能自发地从低温物体传到高温物体,D错误;物体因摩擦力而停下来,是机械能(动能)向内能的转化,是自发过程,E正确.(建议用时:40分钟)一、选择题1.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.机械能可以全部转化为内能B.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C.制冷机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量D.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:选AC.机械能可以全部转化为内能,而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能,A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,也能从低温物体传递给高温物体,但必须借助外界的帮助,B错误;由能量守恒知,制冷过程中,从室内吸收的热量与压缩机做的功之和等于向室外放出的热量,故C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,D错误.2.重庆出租车常以天然气作为燃料,加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)() A.压强增大,内能减小B.吸收热量,内能增大C.压强减小,分子平均动能增大D.对外做功,分子平均动能减小解析:选B.储气罐内气体体积及质量均不变,温度升高,气体从外界吸收热量,分子平均动能增大,内能增大,压强变大.因气体体积不变,故外界对气体不做功,只有B正确.3.景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒.猛推推杆,艾绒即可点燃.对筒内封闭的气体,在此压缩过程中()A.气体温度升高,压强不变B.气体温度升高,压强变大C.外界对气体做正功,气体内能增加D.外界对气体做正功,气体内能减少E.艾绒燃烧,放出热量,气体内能增加解析:选BCE.压缩气体时,外界对气体做功,内能增加,温度升高,体积变小,压强增大,所以B、C正确,A、D错误,气体吸收艾绒放出的热量,内能增加,E正确.4.下列说法中正确的是()A.悬浮在液体中的固体颗粒越小,布朗运动就越明显B.用气筒给自行车打气,越打越费劲,说明气体分子之间的分子力表现为斥力C.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小D.一定质量的理想气体,温度升高,体积减小,则单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数增加E.内能全部转化为机械能的热机是不可能制成的解析:选ADE.悬浮在液体中的固体小颗粒越小,在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越少,撞击作用的不平衡性就表现得越明显,因而布朗运动就越明显,选项A正确;用气筒给自行车打气,越打越费劲,不能说明气体分子之间的分子力表现为斥力,选项B错误;当分子之间表现为引力时,分子势能随着分子之间距离的增大而增大,选项C错误;一定质量的理想气体,温度升高,体积减小时,单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数增加,所以其压强增大,选项D正确;热力学第二定律指出,任何热机的效率都不可能达到100%,选项E正确.5.如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解析:选AB.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pT=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.6. (2019·东北三省四市协作体联考)如图所示,一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分.已知a内有一定量的稀薄气体,b内为真空.抽开隔板K后,a内气体进入b,最终达到平衡状态.在此过程中()A.气体对外界做功,内能减少B.气体不做功,内能不变C.气体压强变小,温度降低D.气体压强变小,温度不变E.单位时间内和容器壁碰撞的分子数目减少解析:选BDE.a内气体向真空膨胀,不对外界做功,故A错误;又因容器绝热,Q=0,由热力学第一定律知,ΔU=0,故B正确;由玻意耳定律知压强减小;稀薄气体可看做理想气体,内能不变,则温度不变,C错误,D、E正确.7.下列说法正确的是()A.物体放出热量,其内能一定减小B.物体对外做功,其内能一定减小C.物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加D.物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变解析:选C.根据热力学第一定律(公式ΔU=Q+W)可知,做功和热传递都可以改变物体的内能,当外界对物体做的功大于物体放出的热量或物体吸收的热量大于物体对外做的功时,物体的内能增加,选项A、B错误,选项C正确;物体放出热量同时对外做功,则Q +W<0,内能减小,选项D错误.8.夏天,小明同学把自行车轮胎上的气门芯拔出的时候,会觉得从轮胎里喷出的气体凉,如果把轮胎里的气体视为理想气体,则关于气体喷出的过程,下列说法正确的是() A.气体的内能减少B.气体的内能不变C.气体来不及与外界发生热交换,对外做功,温度降低D.气体膨胀时,热量散得太快,使气体温度降低了E.气体分子的平均动能减小解析:选ACE.气体喷出时,来不及与外界交换热量,发生绝热膨胀,Q=0,对外做功,热力学第一定律的表达式为W+Q=ΔU,内能减少,温度降低,温度是分子平均动能的标志,则A、C、E正确.9. 一定质量的理想气体被活塞封闭在透热的汽缸中,如图所示.不计活塞与汽缸的摩擦,当用外力向上缓慢拉动活塞的过程中,环境温度保持不变.下列判断正确的是()A.拉力对气体做正功,气体内能增加,吸收热量B.气体对外做功,内能不变,吸收热量C.外界对气体做功,内能不变,放出热量D.气体吸收的热量等于气体对活塞做功E.气体分子平均动能不变,压强变小解析:选BDE.活塞缓慢上移的过程中,气体膨胀对活塞做功,而气体温度保持不变,内能不变,由热力学第一定律ΔU=W+Q=0知,Q>0,即吸收热量,故B、D正确;由于温度保持不变,故分子平均动能不变,气体做等温膨胀,由p V=C知,压强变小,故E正确.10.一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其p-T 图象如图所示.下列判断正确的是()A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小E.b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同解析:选ADE.由p-T图象可知过程ab是等容变化,温度升高,内能增加,体积不变,由热力学第一定律可知过程ab中气体一定吸热,选项A正确;过程bc中温度不变,即内能不变,由于过程bc体积增大,所以气体对外做功,由热力学第一定律可知,气体一定吸收热量,选项B错误;过程ca中压强不变,温度降低,内能减少,体积减小,外界对气体做功,由热力学第一定律可知,放出的热量一定大于外界对气体做的功,选项C错误;温度是分子平均动能的标志,由p-T图象可知,a状态气体温度最低,则分子平均动能最小,选项D正确;b、c两状态温度相等,分子平均动能相等,由于压强不相等,所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同,选项E正确.二、非选择题11. 一定质量的理想气体,状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p-V 图描述,图中p1、p2、V1、V2和V3为已知量.(1)气体状态从A到B是________过程(选填“等容”“等压”或“等温”);(2)状态从B到C的变化过程中,气体的温度________(选填“升高”“不变”或“降低”);(3)状态从C到D的变化过程中,气体________(选填“吸热”或“放热”);(4)状态从A→B→C→D的变化过程中,气体对外界所做的总功为________.解析:(1)A→B,对应压强值恒为p2,即为等压过程.(2)B →C ,由p V T=恒量,V 不变,p 减小,T 降低. (3)C →D ,由p V T=恒量,p 不变,V 减小,可知T 降低.外界对气体做功,内能减小,由ΔU =W +Q 可知C →D 过程放热.(4)A →B ,气体对外界做功W AB =p 2(V 3-V 1)B →C ,V 不变,气体不做功C →D ,V 减小,外界对气体做功W CD =-p 1(V 3-V 2)状态从A →B →C →D 的变化过程中,气体对外界做的总功W =W AB +W BC +W CD =p 2(V 3-V 1)-p 1(V 3-V 2).答案:(1)等压 (2)降低 (3)放热(4)p 2(V 3-V 1)-p 1(V 3-V 2)12.我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米,再创载人深潜新纪录.在某次深潜实验中,“蛟龙”号探测到990 m 深处的海水温度为280 K .某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化.如图所示,导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,汽缸所处海平面的温度T 0=300 K ,压强p 0=1 atm ,封闭气体的体积V 0=3 m 3,如果将该汽缸下潜至990 m 深处,此过程中封闭气体可视为理想气体.(1)求990 m 深处封闭气体的体积(1 atm 相当于10 m 深的海水产生的压强).(2)下潜过程中封闭气体________(选填“吸热”或“放热”),传递的热量________(选填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功.解析:(1)当汽缸下潜至990 m 时,设封闭气体的压强为p ,温度为T ,体积为V ,由题意可知p =100 atm根据理想气体状态方程得p 0V 0T 0=p V T代入数据得V =2.8×10-2 m 3.(2)下潜过程中温度降低,则ΔU <0,气体体积减小,则W >0,由ΔU =Q +W 知,Q <0,放热,且|Q |>W .答案:(1)2.8×10-2 m3(2)放热大于。
高考物理一轮复习 专题十三 热学课件
![高考物理一轮复习 专题十三 热学课件](https://img.taocdn.com/s3/m/2b88ff1c25c52cc58ad6be6e.png)
解析 两分子从较远靠近的过程,分子力先表现为引力且先增 大后减小,到平衡位置时,分子力为零,之后再靠近,分子力 表现为斥力且越来越大,A选项错误;分子力先做正功后做负功, B选项正确;分子势能先减小后增大,动能先增大后减小,C选 项正确,D选项错误;只有分子力做功,分子势能和分子动能相 互转化,总和不变,E选项正确。 答案 BCE
油膜法估测分子的大小 【解题方略】 本实验中应注意的问题是:(1)理解分子模型,也就是理解油酸分 子在水面上形成的薄膜的厚度即分子直径;(2)明确溶质和溶剂的 关系,即明确所配的油酸酒精溶液的浓度,正确求出纯油酸的体 积 V;(3)准确“数”出油膜的面积 S,数数的原则:大于半个格 的算一个,小于半个格的舍去;(4)利用 d=VS求得分子直径。
【例2】 [2013·课标全国Ⅰ·33(1)]两个相距较远的分子仅在分 子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近。在此过程中,下 列说法正确的是________。(填正确答案标号。) A.分子力先增大,后一直减小 B.分子力先做正功,后做负功 C.分子动能先增大,后减小 D.分子势能先增大,后减小 E.分子势能和动能之和不变
【例1】 [2015·山东理综,37(1)](多选)墨滴入水,扩而散之, 徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是( ) A.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 B.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动 C.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速 D.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的 解析 根据分子动理论的知识可知,混合均匀主要是由于水分 子做无规则运动,使得碳粒无规则运动造成的布朗运动,由于 布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关,所以使用碳粒更 小的墨汁,布朗运动会更明显,则混合均匀的过程进行得更迅 速,故选B、C。 答案 BC
高考物理一轮复习第十三章热学第3讲热力学定律与能量守恒定律课件_1
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物理量
意义
W
符号
+
外界对物体做功
Q 物体吸收 热量
ΔU 内能增__加__
-
物体对外界做功 物体 放出 热量 内能减__少__
自测1 一定质量的理想气体在某一过程中,外界对气体做功×104 J,气 体内能减少×105 J,则此过程 A.气体从外界吸收热量×105 J
√B.气体向外界放出热量×105 J
解析 答案
课时作业
双基巩固练
1.(多选)关于热力学定律,下列说法正确的是
√A.热量能够自发地从高温物体传到低温物体
B.不可能使热量从低温物体传向高温物体
√C.第二类永动机违反了热力学第二定律 √D.气体向真空膨胀的过程是不可逆过程
E.功转变为热的实际宏观过程是可逆过程
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
变式1 (多选)(2016·全国卷Ⅲ·33(1))关于气体的内能,下列说法正确的是 A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同 B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大
√C.气体被压缩时,内能可能不变 √D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关 √E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加
不可能 制成的
原因
违背能量守恒定律
不违背能量守恒定律,违背热 力学第二定律
例4 如图6所示为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时,强迫制冷剂在
冰箱内外的管道中不断循环.在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经
过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外.
(1)(多选)下列说法正确的是
A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
2.条件性
能量守恒定律是自然界的普遍规律,某一种形式的能是否守恒是有条件的.
2017届高三物理一轮复习-热学-第3讲-气体的状态方程课件
![2017届高三物理一轮复习-热学-第3讲-气体的状态方程课件](https://img.taocdn.com/s3/m/5609c0d881eb6294dd88d0d233d4b14e85243e77.png)
解析 对气泡分析,发生等容变化,有p1=p2 T1 T2
可得 p2=TT21p1 故内外气体的压强差为Δp=p2-p0=TT21p1-p0. 答案 Δp=TT21p1-p0 考点 本题考查理想气体状态方程
第16页,共73页。
2.已知理想气体的内能与温度成正比.如图
所示的实线是汽缸内一定质量的理想气体由状
第21页,共73页。
第22页,共73页。
解析 设压力为 F,压缩后气体压强为 p,由玻意耳定律, 得到 p0V0=pV
气体的压力为 F=pS 联立解得 F=VV0p0S 答案 VV0p0S 设置目的 考查压力的求解、玻意耳定律
第23页,共73页。
5.(2014·上海)如图,一端封闭、粗细均匀的 U 形玻 璃管开口向上竖直放置,管内用水银将一段气体封闭在 管中.当温度为 280 K 时,被封闭的气柱长 L=22 cm, 两边水银柱高度差 h=16 cm,大气压强 p0=76 cmHg.为 使左端水银面下降 3 cm,封闭气体温度应变为多少?
第19页,共73页。
解析 对活塞受力分析可知,p=p0+mSg=1.05×105 Pa;活 塞始终作用在气体上,故被封闭气体的压强不变.由盖·吕萨克定 律可知VT11=VT22,2703.+5S27=207.531+St,t=33 ℃.
答案 1.05×105 33
第20页,共73页。
4. (2014·重庆)如图所示,为一种减震垫,上面布满了圆柱状 薄膜气泡,每个气泡内充满体积为 V0,压强为 p0 的气体,当平 板状物品放在气泡上时,气泡被压缩,若气泡内气体可视为理想 气体,其温度保持不变,当体积压缩到 V 时气泡与物品接触面的 面积为 S,求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力.
高考物理一轮课件专题十四热学
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XX
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REPORTING
实验原理
利用热胀冷缩的原理,通过测量金属线在不同温度下的长度变化,计算其膨胀系 数;利用热量传递的原理,通过测量金属线在加热过程中的温度变化和质量,计 算其比热容。
实验步骤和数据记录
实验步骤 1. 准备实验器材,包括金属线、温度计、热源、测量尺等。
2. 将金属线悬挂在支架上,一端固定在热源附近,另一端连接温度计。
符号法则
外界对物体做功,W取正值;物体对外界做功,W取负值 。物体吸热,Q取正值;物体放热,Q取负值。内能增加 ,ΔU取正值;内能减少,ΔU取负值。
热力学第二定律
克氏表述
热力学第二定律的实质
不可能使热量由低温物体传递到高温 物体,而不引起其他变化。
揭示了自然界中与热现象有关的宏观 过程都具有方向性。
XX
PART 03
理想气体状态方程与应用
REPORTING
理想气体状态方程
01
理想气体状态方程
pV = nRT,其中p为压强,V为体积,n为物质的量,R为气体常数,T
为热力学温度。
02
理想气体状态方程的适用条件
适用于一定质量理想气体的平衡态,即温度、压强、体积均不变的状态
。
03
理想气体状态方程的应用
实验步骤和数据记录
3. 打开热源,对金属线进行加 热,同时记录金属线的初始长度
和温度。
4. 随着温度的升高,观察金属 线的长度变化,并记录不同温度
下的长度数据。
5. 当金属线达到稳定温度后, 关闭热源,让金属线自然冷却至
室温。
实验步骤和数据记录
• 测量冷却后金属线的长度,并记录数据。
高中物理选考一轮总复习课件专题十四热学基础篇
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效率分析
热机效率受多种因素影响,如燃 料热值、燃烧效率、机械损失等 。提高热机效率是节能减排的重
要途径。
冰箱、空调等制冷设备工作原理简介
01
02
03
制冷原理
利用制冷剂的物理变化( 蒸发吸热、冷凝放热)实 现热量从低温物体向高温 物体的转移。
工作过程
制冷剂在蒸发器内蒸发吸 热,使被冷却物体温度降 低;在冷凝器内冷凝放热 ,将热量排放到环境中。
高中物理选考一轮总复习课 件专题十四热学基础篇
汇报人:XX
汇报时间:20XX-01-17
目录
• 热学基本概念与单位 • 热力学第一定律 • 热力学第二定律 • 气体动理论基础知识 • 固体、液体和物态变化 • 热学在生活和科技中应用
01
热学基本概念与单位
温度与温标
温度
01
表示物体冷热程度的物理量,是分子热运动平均动能的标志。
01
热力学系统
研究对象与周围环境组成的整 体。
02
状态参量
描述系统状态的物理量,如体 积V、压强p和温度T等。
03
平衡态
系统各部分的宏观性质不随时 间变化的状态。
热力学过程与循环
热力学过程
系统从一个平衡态变化到另一个平衡态的 过程。
循环过程
系统经过一系列变化后回到初始状态的过 程,如卡诺循环。
等温过程
温标
02
温度的数值表示法,分为摄氏温标、华氏温标和热力学温标等
。
摄氏温度与热力学温度的关系
03
T = t + 273.15K。
热量与内能
01
热量
热传递过程中,物体间内能的 转移量,用Q表示,单位是焦
高考物理一轮总复习精品课件 第15章 热学 第4讲 专题提升 充气、抽气、灌气、漏气模型
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方式喷出。已知封闭气体初态压强与外界大气压相等,均为p0。打气筒每次可
以向桶内打入0.1 L气体。忽略桶内消毒液所产生的压强,整个过程可视为等温
变化。
(1)至少用打气筒向消毒器内打多少次气才能
使消毒液达到雾化要求?
(2)消毒人员计算过用打气筒向消毒器内刚好
打了140次气后,恰好能把桶内消毒液全部喷
完,试求原来桶内有多少消毒液。
1 0
则由理想气体状态方程得
1
解得
=
3
3
103
V=102 V0>V0
余
所以烧瓶漏气,剩余空气的质量与原来空气质量的比值为 =
总
0
=
102
。
103
本 课 结 束
质量”的问题。
3.灌气模型:将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是变质
量问题,分析这类问题时,可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作
为一个整体来进行研究,即可将“变质量”问题转化为“定质量”问题。
4.漏气模型:容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,不能用理想气体状
态方程求解。如果选容器内剩余气体为研究对象,便可使变质量问题变成
答案 (1)5 (2)9
解析 (1)设打气次数为n,初始时消毒器内气体体积为V=1 L
则以消毒器内气体和打入的气体整体为研究对象,初状态压强p1=p0
初状态体积V1=V+0.1 L·
n
末状态压强p2=1.5p0
末状态体积V2=V
根据玻意耳定律得p0×(V+0.1 L·
n)=1.5p0V
解得n=5。
2×105 Pa时就停止分装。不计运输过程中和分装过程中氧气的泄漏,求:
高考物理一轮复习专题十三热学课件
![高考物理一轮复习专题十三热学课件](https://img.taocdn.com/s3/m/1b630466793e0912a21614791711cc7931b7781d.png)
的直径为
m。(结果保留1位有效数字)
解题思路 首先明确油膜法测分子直径的原理和步骤,然后运用估算法求出V。
解析 (1)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,应先配制油酸酒精溶液,再往盘中倒入水,
并撒痱子粉,然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定,再将玻璃板放于盘
上,用彩笔描绘在玻璃板上,根据d= V 计算。
的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空:
(1)上述步骤中,正确的顺序是
。(填写步骤前面的数字)
(2)将1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液;测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现
取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是 0.13 m2。由此估算出油酸分子
方法二 液柱的移动问题的分析技巧
1.假设推理法:根据题设条件,假设发生某种特殊的物理现象或物理过程,运用相应的物理规律及 有关知识进行严谨的推理,得出答案。巧用假设推理法可以化繁为简,化难为易,简捷解题。 2.温度不变情况下的液柱移动问题:这类问题的特点是在保持温度不变的情况下改变其他题设 条件,从而引起封闭气体的液柱的移动,或液面的升降,或气体体积的增减。解决这类问题通常 假设液体不移动,或液面不升降,或气柱体积不变,然后从此假设出发,运用玻意耳定律等有关知 识进行推论,求得答案。 3.用液柱或活塞隔开两部分气体,当气体温度变化时,液柱或活塞是否移动?如何移动? 此类问题的特点是气体的状态参量p、V、T都发生了变化,直接判断液柱或活塞的移动方向比 较困难,通常先进行气体状态的假设,然后应用查理定律可以简单地求解。其一般思路为: (1)先假设液柱或活塞不发生移动,两部分气体均做等容变化。
高考物理热学复习课件
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高考物理热学复习优秀课件一、教学内容1. 热力学第一定律2. 热力学第二定律3. 热力学第三定律4. 热传递与热量5. 气体动理论6. 液体和固体的性质二、教学目标1. 理解并掌握热力学基本定律,能够运用热力学定律分析实际问题。
2. 掌握热传递的三种方式,了解热量计算的基本方法。
3. 理解气体动理论的基本观点,能够运用气体动理论解释气体现象。
三、教学难点与重点教学难点:热力学第二定律的理解与应用,气体动理论的基本观点。
教学重点:热力学第一定律、热传递与热量、气体动理论在实际问题中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具:PPT课件、黑板、粉笔、实验器材(如温度计、烧瓶、酒精灯等)。
2. 学具:笔记本、教材、练习册。
五、教学过程1. 导入:通过展示生活中常见的热现象,引导学生思考热学知识在实际生活中的应用。
a. 实践情景引入:对比热水袋和暖宝宝的使用效果,探讨热传递的方式和热量计算。
b. 例题讲解:计算一个热水袋中的热量,并与暖宝宝进行比较。
2. 知识回顾:引导学生回顾热力学基本定律、热传递与热量、气体动理论等核心知识。
3. 随堂练习:针对热力学定律和热传递,设计相关练习题,让学生独立完成。
a. 练习题1:运用热力学第一定律计算一个热机的工作效率。
b. 练习题2:分析一个热传递现象,判断其属于哪种传热方式。
4. 知识拓展:介绍热学在科技领域的应用,如热能发电、空调制冷等。
六、板书设计1. 热力学第一定律、第二定律、第三定律的公式和概念。
2. 热传递的三种方式和热量计算公式。
3. 气体动理论的基本观点和公式。
七、作业设计1. 作业题目:a. 计算题:根据热力学第一定律,求一个热机工作时的效率。
b. 分析题:分析一个实际热传递现象,判断其传热方式。
2. 答案:a. 效率计算公式:η = (W/Q1) × 100%,其中W为有用功,Q1为热机从高温热源吸收的热量。
b. 传热方式判断:根据热流方向、物体性质和温度差进行分析。
高考物理一轮复习 热学 基础课时3 热力学第一定律与能量守恒定律课件(选修3-3)
![高考物理一轮复习 热学 基础课时3 热力学第一定律与能量守恒定律课件(选修3-3)](https://img.taocdn.com/s3/m/23654a26be1e650e52ea99c8.png)
物理量
意义
W
Q
ΔU
符号Leabharlann +外界对物体 物体_吸__收__热量 内能_增__加__
做功
-
物体对外界
放出 物体_____热量
内能_减__少__
做功
知识点二、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,或者是从一个物体__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。
解析 (1)ACB过程中W1=-280 J,Q1=-410 J 由热力学第一定律UB-UA=W1+Q1=-690 J 气体内能的减少量为690 J (2)因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数,BDA过程 中气体内能变化量UA-UB=690 J 由题知W2=200 J 由热力学第一定律UA-UB=W2+Q2 解得Q2=490 J 即气体吸收热量490 J。 答案 (1)减少了690 J (2)吸收490 J
过程量
【例1】 (2015·北京理综,13)下列说法正确的是_______。 A.物体放出热量,其内能一定减小 B.物体对外做功,其内能一定减小 C.物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加 D.物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变 解析 若物体放热Q<0,但做功W未知,所以内能不一定减小, 选项A错误;物体对外做功W<0,但Q未知,所以内能不一定 减小,选项B错误;物体吸收热量Q>0,同时对外做功W<0, (W+Q)可正、可负,所以内能可能增加,故选项C正确;物体 放出热量Q<0,同时对外做功W<0,所以ΔU<0,即内能一定 减小,选项D错误。 答案 C
3.温度、内能、热量、功的比较
比较 名称
新教材高考物理一轮复习第14章热学第3节热力学定律与能量守恒定律课件
![新教材高考物理一轮复习第14章热学第3节热力学定律与能量守恒定律课件](https://img.taocdn.com/s3/m/c412aa7a905f804d2b160b4e767f5acfa0c78372.png)
氧化碳在冷凝器中经历一恒压过程向外放热而变
成高压液体;过程C→D:二氧化碳进入蒸发器中蒸发,进而使与蒸发器接触
的水降温而凝固;过程D→A:二氧化碳经历一恒压过程回到初始状态。
下列说法正确的是(
)
A.过程A→B中,每个二氧化碳分子的动能都将增大
B.过程B→C中,二氧化碳始终遵循理想气体的实验定律
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
3.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
加量。
(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
加量。
(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
解析 当活塞迅速下压时外界对气体做功(汽缸内的气体对外界做负功),且
来不及热交换,根据热力学第一定律,气体的内能增大,温度升高,汽缸内的
气体分子平均动能增大,气体的体积减小,则气体压强增大,故A正确,B、C、
D错误。
2.(2023广东广州期末)如图所示,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左
侧充有理想气体,右侧与绝热活塞之间是真空的。现将隔板抽开,气体会自
C.封闭空气的压强变大
D.封闭空气从外界吸收了热量
解析 当将沙子缓慢倒在汽缸活塞上时,气体被压缩,体积减小,外界对气体
做功,但由于汽缸导热,浸在盛有大量冰水混合物的水槽中,因此汽缸内气
2025人教版高考物理一轮复习讲义-第十五章 第6课时 热力学定律与能量守恒定律
![2025人教版高考物理一轮复习讲义-第十五章 第6课时 热力学定律与能量守恒定律](https://img.taocdn.com/s3/m/ebf43f2d03768e9951e79b89680203d8cf2f6a06.png)
C.由b变化到c的过程中,气体的压强不变 D.由a变化到b的过程中,从外界吸收的热量等于
其增加的内能
考点三 热力学第一定律与图像的综合应用
根据理想气体状态方程可知 T=Cp·V,即 T-V 图像的斜率为Cp,故有 pa=pb>pc,故 A 正确,C 错误; 理想气体由a变化到b的过程中,因体积增大,则气体 对外做功,故B正确; 理想气体由a变化到b的过程中,温度升高,则内能增 大,由热力学第一定律有ΔU=Q+W,而ΔU>0,W<0,则有ΔU=Q -|W|,可得Q>0,Q>ΔU,即气体从外界吸热,且从外界吸收的热量 大于其增加的内能,故D错误。
能自发混合成 (4)不同气体 A 和 B 不能自发分离成 混合气体 AB。
考点二 热力学第二定律
3.两类永动机的比较
第一类永动机
第二类永动机
不需要任何动力或燃料,却 设计要求
能不断地对外做功的机器
从单一热源吸收热量,使之完 全变成功,而不产生其他影响 的机器
不可能制 成的原因
违背能量守恒定律
不违背能量守恒定律,违背热 力学第二定律
考点三 热力学第一定律与图像的综合应用
(3)由热力学第一定律ΔU=W+Q判断气体是吸热还是放热。 (4)在p-V图像中,图像与横轴所围面积表示气体对外界或外界对气体整 个过程中所做的功。
考点三 热力学第一定律与图像的综合应用
例4 (多选)(2022·全国乙卷·33(1)改编)一定量的理想气体从状态a经状态 b变化到状态c,其过程如T-V图上的两条线段所示,则气体在
p-V 图像与 V 轴所围的面积表示气体对外界做的功 Wac=3p0+2pΔU=0,因为气体对外界做功, W<0,由ΔU=W+Q知,Q>0,即气体要吸收热量,吸收的热量Q= -W=4p0V0。
高三物理第一轮复习热学简单复习
![高三物理第一轮复习热学简单复习](https://img.taocdn.com/s3/m/402146b7c850ad02df804178.png)
NA=6.02×1023个/mol
3、摩尔质量、体积和摩尔数是重要依据。
注:本部分计算时对有效数字的要求。
第五页,共十页。
例一、固、液分子(fēnzǐ)大小的估算
已知铜的摩尔(mó 质量 ěr) 是64g/mol,铜的密度是8.9 ×103Kg/m3,试估算铜原子的
200cm3的油酸酒精溶液.已知1cm3溶液有50滴,
现取1滴该溶液滴到水面上.随着酒精溶于水,油 酸在水面上形成一单分子薄层,已测出这一薄层 的面积为0.2m2,由此可估测出油酸分子直径为
____.
第八页,共十页。
分析:在水面上形成一单分子薄层(báo 等 cénɡ) 效为一薄长方体,高为分子直径。
质量和直径。
第六页,共十页。
解:1、每个铜原子的质量: m=M/NA=1.1×10-25Kg
2、每个铜原子的体积(tǐjī): v=V/ NA
V=M/ρ
铜原子的直径是:
d 6V36M NA2.810 10m
第七页,共十页。
例二、油膜法测分子(fēnzǐ)直径
将1cm3的油酸溶于酒精(jiǔjīng)中,制成
1滴溶液滴到水面上,其油酸体积为
1/(50×200)cm3,故直径:
1 106 d20050 m51010m
0.2
如果不注意(zhù yì)单位的换算可能会
计算出结果是5×10-8 m或5×10-6 m,如果 是这些结果,你能发现这个错吗?
第九页,共十页。
内容(nèiróng)总结
知识结构体系。不可能使热量由低温物体(wùtǐ)传递到高温物体(wùtǐ),而不引起其他变化.。 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化.(第二类永动机不可能制
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开心自测开心自测思路点拨题一题面:如图所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱落,主要原因是()A.铅分子做无规则热运动B.铅柱受到大气压力作用C.铅柱间存在万有引力作用D.铅柱间存在分子引力作用题二题面:图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动的过程中()A.外界对气体做功,气体内能增大B.外界对气体做功,气体内能减小C.气体对外界做功,气体内能增大D.气体对外界做功,气体内能减小题三题面:如题图所示,一淙用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片,轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展面“划水”,推动转轮转动。
离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此能较长时间转动。
下列说法正确的是()A. 转轮依靠自身惯性转动,不需要消耗外界能量B. 转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C. 转动的叶片不断搅动热水,水温升高D. 叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量考点梳理与金题精讲分子运动的统计平均规律研究跟分子运动有关的热现象,不可能也不必要去追随每一个分子,只能根据分子集体的运动特性去确定分子运动的规律及其所反映的宏观性质,采用的是统计平均方法。
比如:布朗运动的产生原因、温度的含义等,都需要从大量分子的无规则运动的统计平均意义上去解释和理解。
一、分子动理论基础 三个要点:1.物质是由大量分子组成的。
2.分子的运动:永不停息、无规则、随着温度的升高而更剧烈。
3.分子之间有相互的引力和斥力。
1、物质是由大量分子组成的(1)分子——组成物质的、具有物质化学性质的最小微粒。
原子、离子、分子等。
分子模型:分子球、立方体等——用于估算。
气体状态的变化固体和液体——分子紧密排列,空隙不计。
气体——立方体。
分子间距很大,游离状的,能充满整个容器。
所以认为每个分子在正立方体空间范围活动,分子在这个正立方体的中心。
(2)分子大小的测量方法①电子显微镜观测——扫面隧道显微镜等②实验用单分子油膜法估测分子大小=VdSV——一滴油的体积S——水面上形成单分子油膜的面积分子直径的数量级:10-10m一般分子质量数量级:10-26Kg分子间有间隙。
酒精和水混合总体积减小。
(3)阿伏伽德罗常数N A=6.02×1023个/mol反映1 mol的任何物质中含有的微粒数(包括原子数、分子数、离子数等)相同。
粗略计算可用N A=6×1023个/mol。
阿伏伽德罗常数是联系微观量与宏观量的桥梁。
微观量:分子体积(或直径)、分子质量、分子间距、分子的数密度等。
宏观量:摩尔体积、摩尔质量、物体体积、物质密度等。
题一题面:将1 cm3的油酸溶于酒精,制成200 cm3的油酸酒精溶液。
已知1 cm3 溶液有50滴油酸,将一滴油酸溶液滴到水面上,酒精溶于水,油酸形成一单分子层,其面积为0.2 m2。
由此可知油酸分子的直径大约为多少?二、分子的热运动两个实验事实:(1)扩散现象是分子运动的直接结果,证明分子做无规则运动,还说明分子间有空隙。
(3)布朗运动在显微镜下,每隔30 s 把观察到的微粒的位置记录下来得到下图:布朗颗粒的运动不是分子的运动,它是液体分子运动的间接反映。
布朗运动特点:温度越高,颗粒越小,布朗运动越剧烈。
布朗运动与扩散现象都发现温度越高,现象越剧烈,说明了分子运动剧烈程度与温度的关系。
由于分子做永不停息的无规则运动,且温度越高越剧烈,所以分子的这种无规则运动也叫热运动。
布朗运动产生的原因:液体分子热运动布朗运动题二题面:关于布朗运动的实验,下列说法正确的是( )A.图中记录的是分子无规则运动的情况B.图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹C.实验中可以看到,微粒越大,布朗运动越明显D.实验中可以看到,温度越高,布朗运动越激烈三、分子间的相互作用力1. 分子间相互作用的引力和斥力同时存在。
2. f引﹑f斥随分子间距离的增大而减小,但f斥减小得快。
(1)当r = r0时,f引=f斥,f合= 0(2)压缩r < r0时,r↓→ f引< f斥f合为斥力(斥力增得快)(3)拉伸r > r0时,r→ f引> f斥f合为引力(斥力减得快)(4)r > 10r0时,f合很小,可不计f—r关系图线分子的平衡位置: r 0的数量级:10-10m当r =10r 0时,分子力f ≈0,不计分子力。
四、内能、热和功 1. 分子的动能概念1:分子由于做热运动而具有的动能叫分子动能。
分子动能由分子的m 、v 决定。
物体中分子热运动的速率大小不一,所以各个 分子的动能也有大有小。
概念2:分子热运动的平均动能。
k ε——所有分子动能的平均值,即ii 11Nk k Nεε==∑分子的平均动能是个统计量。
温度升高→分子热运动加剧→分子热运动的平均动能增加 规律1:温度是分子热运动平均动能的标志。
k T ε∝注意:温度不是分子平均速率的标志,而是分子平均动能的标志。
理解:1. 同一间教室内,一瓶20℃氧气与一瓶20℃氢气,哪瓶气体的分子平均动能大?它们的分子平均速率一样大吗?2. 一瓶20℃氧气与一瓶25℃氢气,哪瓶气体的分子平均动能大?2.分子势能分子间存在着相互作用力,因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能,这就是分子势能。
(可类比弹性势能)分子势能e p与分子间距r有关。
分子势能e p的大小跟物体的体积V有关。
e p、V 的具体关系需从具体问题分析。
3.物体的内能(1)概念:物体内所有分子热运动的动能和势能的总和,称为物体的内能。
根据内能的概念思考:哪些物体具有内能?静止的?运动的?高温的?低温的?有没有哪一个物体没有内能?(2)任何物体在任何情况下都有内能。
(3)物体的内能由宏观上的温度、体积、物质的量决定。
4、改变内能的方式做功:其他形式的能 内能;热传递:内能的相互转化(方向性)做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
单一的做功过程:ΔE = W单一的热传递过程:ΔE= Q既有做功又有热传递的过程:ΔE = W+Q5、热力学第一定律:外界对物体所做的功W 加上物体从外界吸收的热量Q 等于物体内能的增加量ΔE。
ΔE = W + QΔE> 0:物体内能增加;ΔE< 0:物体内能减少。
W > 0:外界对物体做功;W< 0:物体对外做功。
Q > 0:物体从外界吸热;Q< 0:物体向外界放热。
6、能量守恒定律在自然界发生的一切过程中,能量既不能凭空产生,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给另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量是不变的。
第一类永动机(不需要任何能量的机器)是不可能实现的。
因为第一类永动机违反能量守恒定律。
绝对零度不可达到——热力学第三定律7、热力学第二定律热力学第一定律告诉我们,在一切热力学过程中能量必须守恒。
但是,满足能量守恒的过程是否都能实现呢?(1)自然过程的方向性:①气体的扩散具有方向性②热传导具有方向性③功变热具有方向性要实现反向的过程,必须借助外界的帮助。
这个过程必然会造成其他的影响或变化。
自然过程的“方向性” ①热传导的方向性:热量会自发地从高温物体传给低温物体。
反向的过程有没有例子? 热传导的过程是有方向性的。
要实现反向的过程,必须得到外界的帮助。
这个过程必然会造成其他的影响或变化。
高温物体的内能低温物体的内能其他表述:热机的效率不可能达到100%;第二类永动机(热变功)是不可能制成的。
热机——将内能转化为机械能的机器。
第二类永动机:从单一的热源吸热,然后全部用来做功,而不引起其他的变化的热机。
第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但违反热力学第二定律。
五、气体1、气体的压强、体积、温度的关系 (1)气体的状态参量:p V T① 体积V ——描述气体几何特性的物理量。
由于气体分子的无规则热运动,每一部分气体都要充满所能给予它的整个空间。
② 温度T ——描述气体热学特征的物理量。
微观含义:是分子热运动的平均动能的标志。
热力学温度与摄氏温度的关系:T= t + 273 ③ 压强p ——描述气体力学特性的宏观参量。
气体的压强 自发(1)压强是描述气体力学特性的宏观参量。
(2)气体压强的产生——大量分子频繁地碰撞器壁而产生了气体的压强。
(3)气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。
用符号p表示。
即p =F/S(4)气体压强的微观意义:大量气体分子对器壁的碰撞作用,形成了对器壁的压力。
气体压强大小跟温度及分子的数密度有关。
(2)气体压强、体积、温度的关系一定质量的气体:①温度一定时,体积越小压强越大;②体积一定时,温度越高压强越大;③压强一定时,温度越高体积越大。
可参考公式:pVCT注意结合热力学第一定律分析气体相关问题。
题三题面:对于一定量的气体,下列四个论述中正确的是()A.当分子热运动变剧烈时,压强必变大B.当分子热运动变剧烈时,压强可以不变C.当分子间的平均距离变大时,压强必变小D.当分子间的平均距离变大时,压强必变大讲义参考答案开心自测题一答案:D题二答案:A题三答案:D考点梳理与金题精讲题一答案:5×10-10m题二答案:D题三答案:B。