高中物理3-3热学知识点归纳及典型题训练

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人教版高中物理选修3-3，热力学定律总结本章整合知识网络专题归纳专题一热力学第一定律及应用1．表达式：ΔU＝Q＋W。

2．ΔU、Q、W 的正负问题凡是能使物体内能增加的，取正号，如内能增加，ΔU 为正。

外界对物体做功，W 取正号。

外界向物体传递热量，Q 取正号，反之取负号。

3．两个标志对于气体要抓住体积V 变化是做功的标志(气体自由膨胀除外，一般情况下，V 变大，对外做功，W＜0，反之，对内做功，W＞0)；对于理想气体要抓住温度T 变化是内能变化的标志(T 升高，内能增加ΔU＞0，反之，内能减少ΔU ＜0)。

4．注意的问题热力学第一定律中的功是指能够转化为内能的那一部分功，如汽车在牵引力作用下前进，这个牵引力做的功对汽车内能的改变没有任何影响，它只能改变汽车动能的大小，而汽车克服摩擦力所做的功使得汽车的内能增大。

【例题1】如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。

设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小( )A．从外界吸热B．内能增大C．向外界放热D．内能减小解析：水温恒定，即空气分子动能不变；不计分子间相互作用，即分子势能不变，由此可知空气内能不变。

筒内空气体积减小，说明外界对空气做功，根据热力学第一定律知空气放出热量。

正确选项为C。

答案：C专题二热力学第一定律与热力学第二定律的比较1．关于摩擦生热热力学第一定律中，滑动摩擦力做功可以全部转化为热。

热力学第二定律却说明这一热量不可能在不引起其他变化的情况下完全变成功。

2．关于热量的传递热力学第一定律说明，热量可以从高温物体自动传向低温物体，而热力学第二定律却说明热量不能自动地从低温物体传向高温物体。

3．关于能量热力学第一定律说明在任何过程中能量必定守恒，热力学第二定律却说明并非所有能量守恒过程均能实现，能量转化有方向性。

4．两个定律的关系热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量守恒的特殊表达形式，说明功及热量与内能改变的定量关系，而第二定律指出了能量转化与守恒能否实现的条件和过程进行的方向，指出了一切变化过程的自然发展方向不可逆，除非靠外界影响。

物理选修3-3知识点总结考题汇总

物理选修3—3知识点总结习题总汇一、分子动理论1、物质是由大量分子组成的（1）单分子油膜法测量分子直径（2）1m o l 任何物质含有的微粒数相同2316.0210AN m o l -=⨯ （3）对微观量的估算①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体） ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：m olA M m N =b.分子体积：m o lAV v N =c.分子数量：A A A Am o l m o l m o l m o lM v M vn N N N N M M V V ρρ==== 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动扩散现象）（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快（2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。

①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。

②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。

③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。

（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈 3、分子间的相互作用力分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。

但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。

分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。

在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。

当两个分子间距在图象横坐标r 距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，r 的数量级为1010-m ，相当于r 位置叫做平衡位置。

当分子距离的数量级大于m 时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了 4、温度宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。

(完整版)高中物理选修3-3知识点与题型复习

热学知识点复习制作人：湄江高级中学：吕天鸿一、固、液、气共有性质1、组成物质的分子永不停息、无规则运动。

温度T越高，运动越激烈，分子平均动能注意：对于理想气体，温度T还决定其内能的变化。

扩散现象：相互渗透的_______ 反应2、分子运动的表现布朗运动：看不见的固体小颗粒被分子不平衡碰撞，颗粒越大，运动越3、分子间同时存在引力与斥力，且都随着分子间距r的增加而_________ 。

（1）分子力的合力F表现：是为F引还是F斥？看间距与分界点r o关系，看下图当r=r o时,F引=F斥，分子力为0;当r>r o时,F引>F斥,分子力表现为当r<r o时,F引<F斥,分子力表现为___________ 。

当分子间距离大于1Or o（约为10-9 m）时，分子力很弱，可以忽略。

（2）分子势能E P与分子间距r的关系。

用图像表示如右图补充线注：当r=rO时，分子势能最小。

（3 ）分子力做功与E P的关系，类比三大势能一样关系二、晶体与非晶体-单晶体：物理性质：各向异性。

原子排列：有规则晶体：有固定熔点■1、多晶体：物理性质：各向同性。

原子排列：无规则非晶体：无确定的熔点物理性质：各向同性。

原子排列：无规则2、、同一种物质可能以晶体与非晶体两种不同形态出现。

如碳形成的金刚石与石墨3、有些晶体与非晶体可以相互转化。

4、常考晶体有：金刚石与石墨、石英、云母、食盐。

常考非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香。

三、热力学定律—研究高考对象为—主要还是理想气体1、热力学第一定律：AU=W+Q 表达式中正、负号法则：如下图2、气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和温度，当温度变化时，气体的内能变化，当体积变化时气体将伴随着做功，解题时要掌握气体变化过程的特点(1)等温过程：内能不变，即A U=0。

温度T t则内能增加，△ U >0(2)等容过程:W=0。

若体积V f,则气体对外界做功，W取“一”负号计算。

(完整版)物理选修3-3知识点总结

(完整版)物理选修3-3知识点总结
物理选修3-3部分介绍了热学的基本概念，由它派生而来的温度、热量和热流对本质
模型有何影响，以及如何用热传导来解释相关现象。

首先，温度是物质间热量的一种测量，它是一种宏观量。

温度的单位是摄氏度（°C）和华氏度（°F）。

热量是温度变化所伴随而存在的能量，在一定温度条件下，物质中存
在能量不变性。

热流是物质中热量的流动，它决定了热冲击力的大小。

其次，本质模型可以用于解释物质的热量运动以及物体之间的热量传递，以及相应的
热冲击力的变化。

本质模型可以用来评估不同物质间的能量传输，包括热传导、热对流和
热辐射。

它们是物质热量传输的三种主要类型。

热传导是指物质内部在热量分布上的变化，它取决于热传导性能指标，如导热系数，
模拟物质内部能量流和温度分布变化的情况。

热对流指物质间温度非均匀性下，在物体表
面和空气中之间的交换，它取决于对流传热的系数，模拟物体表面和空气之间热流的传递。

热辐射是指热量在物质内部或者在物体表面和空气之间，以光或电磁波的方式传输，它取
决于辐射系数，可以表示物体表面和空气之间光热传递情况。

最后，热学中的概念可以用于研究物质的热量传输，并用本质模型来模拟不同体系中
热量传输的特征，说明不同物质之间的能量传输和物体表面与空气之间的热量传输情况。

另外，传热分析也可以用来衡量热量传输的精确度，从而辅助热学的实际应用，如火力发电、冷藏制冷等。

它们对于热学的理解和分析都很有帮助。

(新)高中物理选修3-3知识点梳理及典型复习题详解

选修3-3《热学》一、知识网络分子直径数量级物质是由大量分子组成的阿伏加德罗常数油膜法测分子直径分子动理论分子永不停息地做无规则运动扩散现象布朗运动分子间存在相互作用力，分子力的F －r 曲线分子的动能；与物体动能的区别物体的内能分子的势能；分子力做功与分子势能变化的关系；E P －r 曲线物体的内能；影响因素；与机械能的区别单晶体——各向异性（热、光、电等）晶体多晶体——各向同性（热、光、电等）有固定的熔、沸点非晶体——各向同性（热、光、电等）没有固定的熔、沸点浸润与不浸润现象——毛细现象——举例饱和汽与饱和汽压液晶体积V 气体体积与气体分子体积的关系温度T （或t ）热力学温标分子平均动能的标志压强的微观解释压强P 影响压强的因素求气体压强的方法改变内能的物理过程做功 ——内能与其他形式能的相互转化热传递——物体间（物体各部分间）内能的转移热力学第一定律能量转化与守恒能量守恒定律热力学第二定律（两种表述）——熵——熵增加原理能源与环境常规能源．煤、石油、天然气新能源．风能、水能、太阳能、核能、地热能、海洋能等一、分子动理论1、物体是由大量分子组成的微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0宏观量：物质体积V 、摩尔体积V A 、物体质量m 、摩尔质量M 、物质密度ρ。

联系桥梁：阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1） AV M V m ==ρ 分子动理论热力学固体热力学定律液体气体（1）分子质量：A A 0N V N M N m m A ρ===（注意：00m V ρ≠）; （2）分子大小：(数量级10-10m)；（3）分子体积：AA 0N M N V N V V A ρ＝＝=(对气体，V 0应为气体分子占据的空间大小）。

○1球体模型．30)2(34d N M N V V A A A πρ=== 直径306πV d =（固、液体一般用此模型）油膜法估测分子大小：S V d =S —单分子油膜的面积，V —滴到水中的纯油酸的体积 ○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型；对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离）注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子间距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。

最新人教版高中物理选修3-3：7.4温度和温标知识点总结及课时练习

4温度和温标记一记温度和温标知识体系一个比较——平衡态与热平衡一个定律——热平衡定律一个关系——摄氏温标与热力学温标的关系T＝t＋273.15 K三个理解——温度、平衡态、热平衡辨一辨1.只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态．(×)2．两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统原来的温度是相等的．(√)3．处于热平衡的两个系统的温度一定相等．(√)4．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K．(√)5．摄氏温度与热力学温度都可能取负值．(×)想一想1.平衡态就是热平衡吗？提示：不是，平衡态是一个系统所处的状态，该状态下系统的状态参量如温度、压强等不再发生变化，热平衡是两个系统达到了相同的温度．2．达到热平衡状态的物体每个分子都具有相同的温度吗？提示：不正确，温度是反映分子做无规律运动的剧烈程度，是大量分子热运动的集体表现，对单个分子来说温度没有意义，并非达到热平衡状态的物体每个分子都具有相同的温度．思考感悟：练一练1．两个温度不同的物体相互接触，达到热平衡后，它们具有相同的物理量是()A．质量B．密度C．温度D．重力解析：由热平衡的定义可知，C项正确．答案：C2．(多选)下列有关温度的说法正确的是()A．用摄氏温度和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B．用两种温度表示温度的变化时，两者的数值相等C．1 K就是1 ℃D．当温度变化1 ℃时，也可以说成温度变化274 K解析：温标是用来定量描述温度的方法，常用的温标有摄氏温标和热力学温标，两种温标表示同一温度时，数值不同，但在表示同一温度变化时，数值是相同的．若物体的温度升高1 K，也可以说物体的温度升高1 ℃，但在表示物体的温度时，物体的温度为1 K，而不能说成物体的温度为1 ℃.答案：AB3．关于温度和测量温度的依据，下列说法不正确的是() A．温度宏观上反映物体的冷热程度，我们感觉冷的物体温度低B．当A、B两物体分别与C物体达到热平衡时，则A物体与B物体之间也处于热平衡状态C．当甲、乙两物体达到热平衡时，甲、乙两物体的温度相同D．热平衡是利用温度计测量温度的依据解析：温度宏观上反映物体的冷热程度，但并不是感觉冷的物体温度就低，人体感受的物体冷热程度，一方面取决于被感受的物体的温度，另一方面还与被感受物体单位时间内吸收或放出的热量的多少有关，A项错误；由热平衡定律知道，B项正确；只要两个系统温度相同且不再发生变化，它们就处于热平衡状态，所以C、D两项正确．答案：A4．(多选)关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的是() A．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态B．两个系统在接触时它们的状态不发生变化，说明这两个系统原来的温度是相等的C．热平衡就是平衡态D．处于热平衡的几个系统的温度一定相等解析：一般来说，描述系统状态的参量不止一个，仅仅根据温度不变且处处相等，不能得出系统一定处于平衡态的结论，A 项错误；根据热平衡的定义可知B、D两项是正确的；平衡态是针对某一系统而言的，热平衡是两个系统相互影响的最终结果，可见C项错误．答案：BD要点一热力学温标与摄氏温标的关系1.下列关于热力学温度的说法中，不正确的是()A．热力学温度的零度是－273.15 ℃B．热力学温度的每一度的大小和摄氏温度每一度的大小是相同的C．绝对零度是低温的极限，永远达不到D．1 ℃就是1 K解析：由T＝t＋273.15 K可知选项A、B说法正确；绝对零度只能无限接近，不能达到，C项说法正确；表示变化量时，改变1 ℃就是改变1 K，但是表示温度时，1 ℃与1 K不同，D项说法错误，故选D.答案：D2．(多选)关于热力学温度，下列说法中正确的是()A．－33 ℃与240 K表示同一温度B．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 KC．摄氏温度与热力学温度都可能取负值D．温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了273 K＋t解析：本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系：T＝273 K ＋t.由此可知－33 ℃与240 K表示同一温度，A、B两项正确；热力学温度初态为273 K＋t，末态为273 K＋2t，温度变化t K，故D项错误；对于摄氏温度可取负值的范围为－273 ℃至0 ℃，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C项错误．答案：AB3．严冬，湖面上结了厚厚的冰，但冰下面鱼儿仍在游动．为了测出冰下水的温度，某同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，其中正确的是() A．用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出示数B．取一塑料饮水瓶，将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后取出，再用温度计测瓶中水的温度C．取一塑料饮水瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即从瓶外观察温度计的示数D．手拿温度计，从洞中将温度计插入水中，可待较长时间后读出示数解析：要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡，再读出温度计的示数，可隔着冰又没法直接读数，把温度计取出来，显示的又不是原平衡态下的温度，所以A、D两项不正确，B项做法也失去了原来的热平衡，水瓶提出后，再用温度计测，这时周围空气也参与了热交换，测出的温度不再是冰下水的温度了．只有C项正确．答案：C4．下图是四种测液体温度的方法，其中正确的是()解析：用温度计测量液体温度时，温度计必须置于液体中，而且不能与器壁接触，只有D项正确．答案：D要点二对温度、平衡态、热平衡的理解5.(多选)关于热平衡定律的理解正确的是()A．两系统的温度相同时，才能达到热平衡B．A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统热平衡C．甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触最终也达到热平衡，则甲、丙也处于热平衡D．热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同解析：两个系统热平衡的标志是它们温度相同，但压强、体积不一定相同，故A、B两项正确，C、D两项错误．答案：AB6．[2019·榆林高二检测](多选)下列物体中处于平衡态的是()A．冰水混合物处在1 ℃的环境中B．将一铝块放入沸水中加热较长的时间C．冬天刚打开空调的教室内的气体D．用玻璃杯盛着的开水放在室内足够长时间解析：冰水混合物在1 ℃的环境中要吸收热量，温度升高，不是平衡态，A项错误；当铝块放在沸水中足够长的时间，铝块各部分的温度与沸水的温度相同，达到平衡态，B项正确；同理可知D项也正确；冬天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不同，不是平衡态，C项错误．答案：BD7．有关热平衡的说法正确的是()A．如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态B．热平衡定律只能研究三个系统的问题C．如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小的差别解析：本题考查的知识点是热平衡．处于热平衡状态的系统，如果受到外界的影响，状态参量会随之变化，温度也会变化，故A项错误；热平衡定律对多个系统也适用，故B项错误；由热平衡的意义知，C项正确；温度是热平衡的标志，必须相同，故D 项错误．答案：C8．两个处于热平衡状态的系统，由于受外界影响，状态参量发生了变化，则关于它们后来是否能处于热平衡的说法中正确的是()A．不能B．一定能C．要看它们后来的温度是否相同D．取决于除温度外的其他状态参量是否相同解析：由热平衡定律可知，只要两个系统的温度相同，两个系统就处于热平衡状态，而与其他状态参量是否相同无关．答案：C基础达标1.(多选)在热学中，要描述一定质量气体的宏观状态，需要确定下列哪些物理量()A．每个气体分子的运动速率B．压强C．体积D．温度解析：描述系统的宏观状态，其参量是宏观量，每个气体分子的运动速率是微观量，不是气体的宏观状态参量．气体的压强、体积、温度分别是从力学、几何、热学三个角度对气体的性质进行的宏观描述，是确定气体宏观状态的三个状态参量．故B、C、D三项正确．答案：BCD2．(多选)下列关于温标的说法正确的是()A．温标不同，测量时得到的同一系统温度的数值可能是不同的B．不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同C．温标的规定都是人为的，没有什么理论依据D．热力学温标是从理论上规定的解析：根据热量的传播特性可知，热量总是从高温物体传到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，因此热量传播方向的决定因素是温度，故D项正确，A、B、C三项错误．答案：D3．(多选)热力学系统的平衡态的特点是()A．定态平衡B．动态平衡C．分子已经不动D．分子仍做无规则运动解析：热平衡是一种动态平衡，是大量分子运动的平均效果，处于热平衡的系统，分子仍在做无规则运动．答案：BD4．如果一个系统达到了平衡态，那么这个系统各处的() A．温度、压强、体积都必须达到稳定的状态不再变化B．温度一定达到了某一稳定值，但压强和体积仍是可以变化的C．温度一定达到了某一稳定值，并且分子不再运动，达到了“凝固”状态D．温度、压强就会变得一样，但体积仍可变化解析：如果一个系统达到了平衡态，系统内各部分的状态参量如温度、压强和体积等不再随时间发生变化，温度达到稳定值，分子仍然是运动的，不可能达到所谓的“凝固”状态．故A项正确，B、C、D三项错误．答案：A5．关于温度与温标，下列说法正确的是()A．温度与温标是一回事，所以热力学温标也称为热力学温度B．摄氏温度与热力学温度都可以取负值C．摄氏温度升高3 ℃，在热力学温标中温度升高276.15 KD．热力学温度每一度的大小与摄氏温度每一度的大小相等解析：温标是温度数值的表示方法，所以温度与温标是不同的概念，用热力学温标表示的温度称为热力学温度，A项错误；摄氏温度可以取负值，但是热力学温度不能取负值，因为热力学温度的零点是低温的极限，故B项错误；摄氏温度的每一度与热力学温度的每一度的大小相等，D项正确；摄氏温度升高3 ℃，也就是热力学温度升高了3 K，故C项错误．答案：D6．(多选)温度计所用测量温度的物质应具备的条件为() A．它必须是液体或气体B．它因冷热而改变的特性要有重复性C．它因冷热所产生的效应相当明显D．当它与其他物体接触后，能在短时间内达到热平衡解析：温度计所用测量温度的物质应该具有以下特性：因冷热而改变的特性要有重复性，因冷热所产生的效应相当明显，当它与其他物体接触后，能在短时间内达到热平衡．至于物质是固态还是液态则没有要求．故选B、C、D三项．答案：BCD7．(多选)下列叙述正确的是()A．若不断冷冻，物体的温度就会不断地下降B．温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量C．热力学零度是低温的下限D．任何物体，温度下降到某一点就不能再降了解析：热力学零度是低温的下限，永远不能达到，故A项错误，C、D项正确．温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量，故B项正确．答案：BCD8．小明自定一种新温标p，他将冰点与沸点之间的温度等分为200格，且将冰点的温度定为50 p，今小明测量一杯水的温度为150 p时，则该温度用摄氏温度表示时应为()A．30 ℃B．40 ℃C．50 ℃D．60 ℃解析：每格表示的摄氏度为100200℃＝0.5 ℃，比冰点高出的温度为(150－50)×0.5 ℃＝50 ℃，C项正确，A、B、D三项错误．答案：C9．在25 ℃左右的室内，将一支温度计从酒精中取出，观察它的示数变化情况是()A．上升B．下降C．不变D．先下降后上升解析：室温为25 ℃，温度计在酒精中的示数为25 ℃.将温度计拿出后，附着在温度计上的酒精挥发吸热，使温度计温度降低，挥发结束后，温度计和周围环境达到热平衡，示数再次恢复到25 ℃.答案：D10．荷兰人华伦海特引入了华氏温度，规定水凝固时的温度为32华氏度，标准大气压下水沸腾时的温度为212华氏度．中间分为180等份，每一等份代表1华氏度，今年1月份上海出现了近几年罕见的低温，最低温度接近－10摄氏度，换算成华氏温度为()A．14华氏度B．16华氏度C．18华氏度D．20华氏度解析：设摄氏温度为t时，对应的华氏温度为T，根据题述知，T＝1.8t＋32，将t＝－10 ℃代入得T＝14华氏度，故选A项．答案：A11．关于分别以摄氏温度及热力学温度为横、纵坐标所表示的t与T的关系图线说法错误的是()A．为直线B．通过第二象限C．纵截距小于横截距D．斜率为1解析：根据T＝273.15 K＋t可知t与T的关系图线是一条与纵坐标轴交点坐标为(0,273.15 K)、斜率是1的倾斜直线，故A、B、D三项正确，选C项．答案：C12．目前世界上最大的强子对撞机在法国和瑞士的边境建成并投入使用．加速器工作时，需要注入约1万吨液氮对电路进行冷却，冷却的最低温度可达到零下271摄氏度，则该温度用热力学温标可表示为()A．2 K B．271 KC．4 K D．0.1 K解析：由热力学温标与摄氏温标的关系式T＝t＋273 K和t＝－271 ℃得T＝2 K，故A项正确．答案：A能力达标13．(多选)伽利略在1593年制造了世界上第一个温度计——空气温度计，如图所示．一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中，细管中的液面清晰可见，如果不考虑外界大气压的变化，就能根据液面的变化测出温度的变化，则()A ．该温度计的测温物质是槽中的液体B ．该温度计的测温物质是细管中的红色液体C ．该温度计的测温物质是球形瓶中的空气D ．该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制成的解析：细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度变化情况的，测温物质是球形瓶中封闭的空气，该温度计是利用它的热胀冷缩的性质制成的，故A 、B 两项错误，C 、D 两项正确．答案：CD14．实验室有一支读数不准确的温度计．在测一标准大气压下冰水混合物的温度时，其读数为20 ℃；在测一标准大气压下沸水的温度时其读数为80 ℃.下面分别是温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为60 ℃时温度计的示数，其中正确的是( )A ．41 ℃、60 ℃B ．21 ℃、40 ℃C ．35 ℃、56 ℃D ．35 ℃、36 ℃解析：此温度计1 ℃表示的实际温度为10080－20℃＝53 ℃，当它的示数为41 ℃时，它的示数变化的格数为21格，对应的实际温度应为21×53 ℃＝35 ℃；同理，当实际温度为60 ℃时，此温度计的示数应变化6053＝36格，即它的示数应为(36＋20) ℃＝56 ℃，所以C 项正确．答案：C。

高中物理选修3-3热学知识点总结

第一章分子动理论1、物质是由大量分子组成的（1）单分子油膜法测量分子直径（2）1mol任何物质含有的微粒数相同N A=6.02x1023mol-1（3）对微观量的估算：分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体）利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量Ⅰ．微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.Ⅱ．宏观量：物体的体积V、摩尔体积V m，物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.特别提醒：1、固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的。

分子的体积V0＝NA Vm ，仅适用于固体和液体，对气体不适用，仅估算了气体分子所占的空间。

2、对于气体分子，的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离.2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动扩散现象）（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有空隙，温度越高扩散越快。

可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间（2）布朗运动：它是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。

①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。

②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。

③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。

（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈3、分子间的相互作用力（1）分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。

（2）分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小，随分子间距离的减小而增大。

但总是斥力变化得较快。

（3）图像：两条虚线分别表示斥力和引力；实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。

r0位置叫做平衡位置，r0的数量级为10-10m。

高中物理选修3-3知识点归纳及练习题与答案

选修3-3热力学知识点梳理第七章分子动理论1、物质是由大量分子组成的（1）单分子油膜法测量分子直径（2）（3）对微观量的估算①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体）②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量Ⅰ．微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.Ⅱ．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.特别提醒：2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动扩散现象）（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有空隙，温度越高扩散越快。

可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。

（2）布朗运动：它是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。

①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。

②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。

③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。

（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈。

3、分子间的相互作用力（1）分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。

（2）分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小，随分子间距离的减小而增大。

但总是斥力变化得较快。

（3）图像：理解+记忆：4、温度宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。

热力学温度与摄氏温度的关系：5、内能①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。

分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。

②物体的内能物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。

最新人教版高中物理选修3-3：10.3热力学第一定律能量守恒定律知识点总结及课时练习

3热力学第一定律能量守恒定律记一记热力学第一定律能量守恒定律知识体系一个分析——分析第一类永动机失败的原因两个定律——热力学第一定律、能量守恒定律辨一辨1.物体吸收热量，内能一定增大．(×)2．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变．(√)3．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加．(√) 4．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——第一类永动机是不可能制成的．(√)5．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了．(×)想一想1.一定质量的理想气体，做等压膨胀，在变化过程中是气体对外做功，还是外界对气体做功？在变化过程中气体吸热，还是向外放热？气体内能增加了，还是减少了？提示：气体的变化为等压膨胀，一定是对外做功；理想气体在等压膨胀过程中需要从外界吸收热量．由盖—吕萨克定律可知，理想气体在等压膨胀过程中温度升高，内能一定增加．2．有一种所谓“全自动”机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去．这是不是一种永动机？如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？提示：这不是永动机；手表戴在手腕上，通过手臂的运动，机械手表获得能量，供手表发条做机械运动．若将此手表长时间放置不动，它就会停下来．思考感悟：练一练1.至今为止，第一类永动机从来没有成功过，其原因是()A．机械制造的技术没有过关B．违反了牛顿运动定律C．违反了电荷守恒定律D．违反了能量守恒定律解析：第一类永动机不可能制成的原因是违背了能量的转化和守恒定律．答案：D2．在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门，冰箱正常工作，过一段时间房间内的温度将()A．降低B．升高C．不变D．无法确定解析：取房间内气体及电冰箱(有散热装置)为系统，消耗了电能，系统总内能增加．答案：B3．气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化可能是()A．减小20 J B．增大20 JC．减小220 J D．增大220 J解析：研究对象为气体，对外做功W＝－100 J，吸收热量Q ＝120 J，由热力学第一定律有ΔU＝W＋Q＝－100 J＋120 J＝20 J.ΔU>0，说明气体的内能增加．答案：B4．在光滑水平面上停放一木块，一子弹水平射穿木块．对此过程，下列说法中正确的是()A．摩擦力(子弹与木块间)对木块做的功等于木块动能的增加量B．摩擦力对木块做的功完全转化为木块的内能C．子弹减少的机械能等于子弹与木块增加的内能D．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与内能之和解析：对木块由动能定理可判断出A项正确，子弹克服摩擦力做功而减少的机械能，转化为木块、子弹的内能和木块的动能，故B、C、D三项错误，故选A项．答案：A要点一热力学第一定律的理解和应用1.给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体()A．从外界吸热B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加解析：缓慢放水过程中，胎内气体压强减小，气体膨胀对外界做正功，B项错；胎内气体温度不变，故分子平均动能不变，C 项错；由于不计分子间势能，气体内能只与温度有关，温度不变，内能不变，D项错；由ΔU＝W＋Q知ΔU＝0，W<0，故Q>0，气体从外界吸热，A项正确．答案：A2．如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，气体内能减小解析：本题考查了热力学第一定律，理解做功和热传递可以改变物体的内能．筒内气体不与外界发生热交换，M向下滑的过程中，外界对气体做功，由热力学第一定律可知气体内能增大，A 项正确．答案：A3．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是() A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU ＝－1.2×105J，Q＝－4×104J解析：因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105J；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105J－8×104J＝－2×105J，即B选项正确．答案：B4.如图所示容器中，A，B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下是水，上为空气，大气压恒定．A、B底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热．原先A中水面比B中高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡，在这个过程中，下面说法正确的是()A．大气压力对水做功，水的内能增加B．水克服大气压力做功，水的内能减少C．大气压力对水不做功，水的内能不变D．大气压力对水不做功，水的内能增加解析：打开阀门K，由于水的重力作用，A中的水逐渐流向B 中，运动一段时间后达到平衡状态，A和B中的水面静止在同一高度上．A中水面下降h A，B中水面上升h B，相当于A管中S A h A 体积的水移到B管，且S A h A＝S B h B，这部分水的重心降低，重力对水做正功，重力势能减少，大气压力做功情况是大气压对A管中的水做正功，对B管中的水做负功，所以，大气压力对水做的总功为p0S A h A－p0S B h B，因为S A h A＝S B h B，所以大气压对水做的总功为零，又由于系统绝热，与外界没有热交换，只有水的重力做功，由能量守恒知重力势能转化为内能，故选项D正确．答案：D要点二能量守恒定律的理解和应用5.(多选)下列设想符合能量守恒定律的是()A．利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机器B．做成一条船利用河水的能量逆水航行C．通过太阳照射飞机使飞机起飞D．不用任何燃料使河水升温解析：利用磁场可能使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦的不可避免性，动能最终会转化为内能，使转动停止，故A项错．让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可使光能转化为飞机的动能，实现飞机起飞，故B、C两项正确．设计水坝利用河水的重力势能发电，电能可转化为内能使水升温，另外，重力势能还可以通过水轮机叶片转化为水的内能使水升温，故D 项正确．答案：BCD6．第一类永动机是不可能制成的，这是因为此类永动机() A．不符合机械能守恒定律B．违背了能量守恒定律C．做功产生的热不符合热功当量D．找不到合适的材料和合理的设计方案解析：第一类永动机是指不需要消耗任何能量就能对外做功的机器，因此第一类永动机不可能制成不是因为找不到合适的材料和合理的设计方案，而是因为它违背了能量守恒定律，故选B.答案：B7.如图所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定的高度，则下列有关能量转化的说法中正确的是()A．子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能B．子弹的动能转变成了沙箱和子弹的机械能C．子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能D．子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分转变成沙箱和子弹的机械能解析：子弹在射入沙箱瞬间，要克服摩擦阻力做功，一部分动能转变成沙箱和子弹的内能，另一部分动能转变成沙箱和子弹的机械能．答案：D基础达标1.一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104 J，气体对外界做功1.0×104J，则该理想气体的() A．温度降低，密度增大B．温度降低，密度减小C．温度升高，密度增大D．温度升高，密度减小解析：由ΔU＝W＋Q可得理想气体内能变化：ΔU＝－1.0×104 J＋2.5×104J＝1.5×104J>0，故温度升高，A、B两项均错．因为气体对外做功，所以气体一定膨胀，体积变大，由ρ＝m/V可知密度变小，故C项错误，D项正确．答案：D2.(多选)细绳一端固定在天花板上，另一端拴一质量为m的小球，如图所示．使小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动．下列说法中正确的是()A．小球机械能不守恒B．小球能量正在消失C．小球摆动过程中，只有动能和重力势能在相互转化D．总能量守恒，但小球的机械能减少解析：小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，说明机械能通过克服阻力做功不断地转化为内能，即机械能不守恒，故A项正确；小球的机械能转化为内能，能量的种类变了，但能量不会消失，故B项错误；小球长时间摆动过程中，重力势能和动能相互转化的同时，机械能不断地转化为内能，故摆动的幅度越来越小，但总能量守恒，故C项错误，D项正确．答案：AD3.如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用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而“划水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能转动较长时间，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解析：形状记忆合金进入水中后受热，形状发生改变而搅动热水，由能量守恒知，能量来源于热水，热水温度会降低，故A、B、C三项错误；由能量守恒知，叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能，一部分释放于空气中，故D项正确．答案：D4．汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速运动，在这一过程中()A．汽车的机械能守恒B．汽车的动能和势能相互转化C．机械能逐渐转化为内能，总能量逐渐减少D．机械能逐渐转化为内能，总能量不变解析：汽车在关闭发动机后能匀速运动，说明汽车和斜坡之间一定有摩擦力作用，所以汽车的机械能不守恒，一部分机械能转化为内能，但能的总量保持不变，故选D.答案：D5．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有()A．Q1－Q2＝W2－W1B．Q1＝Q2C．W1＝W2D．Q1>Q2解析：因为该气体从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，所以内能没有变化，ΔU＝0.根据热力学第一定律可知W1－W2＋Q1－Q2＝ΔU＝0，即Q1－Q2＝W2－W1，故A正确．答案：A6．下列说法正确的是()A．随着科技的发展，第一类永动机是可能制成的B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量是可能凭空产生的解析：第一类永动机违背了能量守恒定律，故永远无法制成，A项错误；太阳照射到宇宙空间的能量均能转化成其他形式的能量，B项错误；马儿奔跑时同样需要消耗能量，故“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的，C项正确；不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动的“全自动”手表是不存在的，它违背了能量守恒定律，D项错误．答案：C7.(多选)如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示．在此过程中() A．气体温度一直降低B．气体内能一直增加C．气体一直对外做功D．气体一直从外界吸热E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功解析：一定质量的理想气体从a到b的过程，由理想气体状态方程p a V aT a＝p b V bT b可知，T b>T a，即气体的温度一直升高，A项错误；根据理想气体的内能只与温度有关，可知气体的内能一直增加，B项正确；由于从a到b的过程中气体的体积增大，所以气体一直对外做功，C项正确；根据热力学第一定律，从a到b的过程中，气体一直从外界吸热，D项正确；气体吸收的热量一部分增加内能，一部分对外做功，E项错误．答案：BCD8.导热性能良好的汽缸和活塞，密封一定质量的理想气体，汽缸固定不动，保持环境温度不变，现用外力将活塞向下缓慢移动一段距离，则这一过程中()A．外界对缸内气体做功，缸内气体内能不变B．缸内气体放出热量，内能增大C．汽缸内每个气体分子的动能都保持不变D．单位时间内撞击到器壁上单位面积的分子数减小解析：由于汽缸和活塞导热性能良好，且环境温度不变，因此在将活塞向下缓慢移动一段距离的过程中，气体温度不变，气体内能不变，由ΔU＝W ＋Q可知，外界对气体做功，内能不变，气体将放出热量，故A项正确，B项错误；温度不变，说明气体分子平均动能不变，而并非指每个气体分子的动能均保持不变，故C项错误；气体温度不变，体积缩小，根据理想气体状态方程可知，其压强增大，单位时间内撞击到器壁上单位面积上的分子数增多，故D项错误．答案：A9．如图所示的两端开口的U形管中，盛有同种液体，并用阀门K将液体隔成左、右两部分，左边液面比右边液面高．现打开阀门K，从打开阀门到两边液面第一次平齐的过程中，液体向外放热为Q，内能变化量为ΔU，动能变化量为ΔE k；大气对液体做功为W1，重力做功为W2，液体克服阻力做功为W3，由功能关系可得：①W1＝0②W2－W3＝ΔE k③W2－W3＝Q＝ΔU④W3＋Q ＝ΔU其中正确的是()A．①②③B．①②④C．②③D．①③解析：由动能定理可知W2－W3＋W1＝ΔE k，其中W1＝p·ΔV 左－p·ΔV右＝0，可知①、②正确．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q 得ΔU＝W3＋Q，可知④正确、③错误．综合以上分析可知B正确．答案：B10.如图所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A变化到状态B时()A．气体内能一定增加B．气体压强变大C．气体对外界做功D．气体对外界放热解析：由图可知，理想气体的变化为等温膨胀，气体压强减小，故气体的内能不变，气体对外做功；由热力学第一定律可知，气体一定从外界吸收热量．综上可知，C项对，A、B、D项错．答案：C11.如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走，若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略，则在此过程中()A．气体对外做功，气体温度可能不变B．气体对外做功，内能一定减少C．气体压强可能增大，内能可能不变D．气体从外界吸热，内能一定增加解析：由于汽缸是导热的，则可以与外界进行热交换．细沙减少时，气体膨胀对外做功，可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变．答案：A 12.如图所示，带有光滑活塞的汽缸中封闭一定质量的理想气体，将一个半导体NTC 热敏电阻R(阻值随温度升高而减小)置于汽缸中，热敏电阻与容器外的电源E 和电流表A 组成闭合回路，汽缸和活塞具有良好的绝热(与外界无热交换)性能．若发现电流表的示数增大时，以下判断错误的是( )A ．气体内能一定增大B ．气体体积一定增大C ．气体一定对外做功D ．气体压强一定减小解析：气体用活塞封闭，故气体的压强不变，故D 项错误．电流表示数增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路中电阻R 减小；根据半导体热敏电阻的性质可知，汽缸内温度升高，由气体状态方程pV T ＝C 可得，气体体积一定增大、气体对外界做功，气体内能只与温度有关，故内能一定增大，故A 、B 、C 三项正确．本题选错误的，故选D 项．答案：D能力达标13.[2019·全国卷Ⅰ]某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体．初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界．现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同．此时，容器中空气的温度________(选填“高于”“低于”或“等于”)外界温度，容器中空气的密度________(选填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度．解析：容器与活塞绝热性能良好，容器中空气与外界不发生热交换(Q ＝0)，活塞移动的过程中，容器中空气压强减小，则容器中空气正在膨胀，体积增大，对外界做功，即W<0. 根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知：容器中空气内能减小，温度降低，容器中空气的温度低于外界温度．根据理想气体状态方程有pV T＝C，又ρ＝mV，联立解得：ρ＝mpCT.对容器外与容器内质量均为m的气体，因容器中空气压强和容器外空气压强相同，容器内温度低于外界温度，则容器中空气的密度大于外界空气的密度．答案：低于大于14．一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，问：(1)气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)分子势能是增加还是减少？(3)分子的平均动能是增加还是减少？解析：(1)气体从外界吸收的热量为Q＝4.2×105J气体对外做功W＝－6×105J由热力学第一定律ΔU＝W＋Q＝(－6×105J)＋(4.2×105J)＝－1.8×105JΔU为负，说明气体的内能减少了．所以，气体内能减少了1.8×105J.(2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了．(3)因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，所以气体分子的平均动能一定减少了．答案：(1)减少 1.8×105J(2)增加(3)减少15．目前地热资源主要用来发电和供暖．若有85 ℃的地热水，质量为4×105kg，经过散热器放热后的水温为35 ℃，则这些地热水放出了多少热量？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]解析：地热水的质量：m＝4×105kg，地热水放出的热量：Q放＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×4×105 kg×(85 ℃－35 ℃)＝8.4×1010J.答案：8.4×1010J。

高考物理总复习第十三章热学(选修3-3)

第十三章热学(选修3－3)第1讲分子动理论内能必备知识·自主排查一、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N A＝________；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．(3)热运动①分子的永不停息的________运动叫做热运动；②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈．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；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，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度________，扩散现象越明显．(2)布朗运动①定义：悬浮在液体中的________的永不停息的无规则运动；②实质：布朗运动反映了________的无规则运动；③特点：a．永不停息、________运动．b．颗粒越小，运动越________．c．温度越高，运动越________．(3)热运动：分子永不停息的____________叫作热运动．分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子无规则运动________．3．分子间的相互作用力(1)分子间同时存在相互作用的________和________．实际表现出的分子力是________和________的合力．(2)引力和斥力都随分子间距离的减小而________；随分子间距离的增大而__________；斥力比引力变化快．(3)分子力F与分子间距离r的关系(r0的数量级为10－10 m)．距离分子力F F -r图象r＝r0F引____F斥F＝0r<r0F引____F斥F为斥力r>r0F引____F斥F为引力r>10r0F引＝F斥＝0F＝0二、温度、内能1．温度：两个系统处于________时，它们必定具有某个共同的热学性质，把表征这一“共同热学性质”的物理量叫作温度．一切达到热平衡状态的系统都具有相同的温度．温度标志物体内部大量分子做无规则运动的________．2．摄氏温标和热力学温标单位规定关系摄氏温标(t)℃在标准大气压下，冰的熔点是______，水的______是100 ℃T＝t＋273.15 KΔT＝Δt热力学温标(T)K零下________即为0 K3.分子的动能(1)分子动能是分子________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，温度是分子热运动的________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________．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________决定的能．(2)分子势能的决定因素：①微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；取r→∞处为零势能处，分子势能E p 与分子间距离r的关系如图所示，当r＝r0时分子势能最小．②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的热运动动能与分子势能的总和，是状态量．对于给定的物体，其内能大小由物体的____________决定．(2)改变物体内能有两种方式：________________．,生活情境1.(1)秋风吹拂，树叶纷纷落下，属于分子的无规则运动．()(2)在箱子里放几块樟脑丸，过些日子一开箱就能闻到樟脑的气味，属于分子的无规则运动．()(3)烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡是布朗运动．()(4)室内扫地时，在阳光照射下看见灰尘飞扬是布朗运动．()(5)水流速度越大，水分子的热运动越剧烈．()(6)水凝结成冰后，水分子的热运动停止．()(7)水的温度越高，水分子的热运动越剧烈．()(8)水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大．()教材拓展2.[人教版选修3－3P7T2改编](多选)以下关于布朗运动的说法错误的是()A．布朗运动就是分子的无规则运动B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越激烈D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动E．扩散现象和布朗运动都证明分子在做永不停息的无规则运动3．[鲁科版教材·改编](多选)如图，用温度计测量质量已知的甲、乙、丙三杯水的温度，根据测量结果可以知道()A．甲杯中水的内能最少B．甲、乙杯中水的内能一样多C．丙杯中水分子的平均动能最大D．甲杯中水分子的平均动能小于乙杯中水分子的平均动能关键能力·分层突破考点一微观量的估算问题1．宏观量与微观量的关系(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V m、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.(3)关系①分子的质量：m0＝＝.②分子的体积：V0＝＝.③物体所含的分子数：N＝·N A＝·N A或N＝·N A＝·N A.2．两种模型(1)球体分子模型直径为d＝(2)立方体分子模型边长为d＝.跟进训练1.(多选)已知铜的摩尔质量为M kg/mol，铜的密度为ρ kg/m3，阿伏加德罗常数为N A mol －1.下列判断正确的是()A．1 kg铜所含的原子数为B．1 m3铜所含的原子数为C．1个铜原子的质量为kgD．1个铜原子的体积为m3E．1个铜原子的体积为2．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V＝1.6 L，氙气密度ρ＝6.0 kg/m3.已知氙气摩尔质量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6×1023 mol－1.试估算：(结果保留一位有效数字)(1)灯头中氙气分子的总个数N；(2)灯头中氙气分子间的平均距离．考点二布朗运动与分子热运动1．扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象．产生原因：分子永不停息地做无规则运动．2．扩散现象、布朗运动与热运动的比较：现象扩散现象布朗运动热运动活动主体分子微小固体颗粒分子区别分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间比分子大得多的微粒的运动，只能在液体、气体中发生分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点①都是无规则运动；②都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动跟进训练3.(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是()A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的4．[2022·山西五市联考](多选)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．从A 点开始，他把粉笔末每隔20 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D、…、J点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是()A．该折线图是粉笔末的运动轨迹B．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动C．经过B点后10 s，粉笔末应该在BC的中点处D．粉笔末由B到C的平均速度小于C到D的平均速度E．若改变水的温度，再记录一张图，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高5．[2022·广东茂名一模]新型冠状病毒主要依靠呼吸道飞沫传播，在空气中含病毒飞沫微粒的运动取决于空气分子的不平衡碰撞，所以含病毒飞沫微粒所做的无规则运动属于________运动；空气分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，r＝r0时，F＝0.相距较远的两个分子间距离减小到r0的过程中，分子势能______________(填“先减小后增大”“先增大后减小”“一直增大”或“一直减小”)．考点三分子动能、分子势能和内能1．改变内能的方式2．分析物体内能问题的四点提醒(1)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．(2)内能的大小与温度、体积、分子数和物态等因素有关．(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能．(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同．角度1分子力、分子势能与分子间距离的关系例1.分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0.分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零．若一分子固定于原点O，另一分子从距O 点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能________(填“大于”“等于”或“小于”)零．解题心得：角度2物体的内能例2. (多选)下列说法中正确的是()A．物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大B．物体的机械能为零时内能也为零C．物体的体积减小温度不变时，物体内能不一定减小D．质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等E．温度和质量都相同的氢气和氧气内能不相等解题心得：跟进训练6.(多选)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()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7．(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E．1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气的机械能可能相等考点四实验：用油膜法估测分子的大小●注意事项1．干净：实验用具要擦洗干净．2．适量：痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功．3．适宜：油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜．4．水平、垂直：浅盘要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．5．稳定：要待油膜形状稳定后再画轮廓．6．数格数：数出正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个．●误差分析1．纯油酸体积的计算引起误差；2．油膜形状的画线误差；3．数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．跟进训练8.用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_________________________________________________________________________________________________________________.实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是________．9．[2022·枣庄模拟](1)如图1所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示)．(2)在该实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有1 mL油酸．用注射器测得1 mL上述溶液有100滴，把2滴该溶液滴入盛水的浅盘里，画出油膜的形状如图2所示，坐标格的正方形大小为20 mm×20 mm.可以估算出油膜的面积是________ m2，2滴油酸溶液中纯油酸的体积为________ m3，由此估算出油酸分子的直径是________ m(所有结果均保留两位有效数字)．(3)某同学通过测量出的数据计算分子直径时，发现计算结果比实际值偏大，可能是由于________．A．油酸未完全散开B．油酸溶液浓度低于实际值C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格算作一格D．求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴第十三章热学(选修3－3)第1讲分子动理论内能必备知识·自主排查一、1．(1)①10－10(2)①6.02×1023(3)①无规则2．(1)①不同②越高(2)①小颗粒②液体分子③无规则明显激烈(3)无规则运动越剧烈3．(1)引力斥力引力斥力(2)增大减小(3)＝<>二、1．热平衡剧烈程度2．0 ℃沸点273.15 ℃3．(1)热运动(2)平均动能(3)总和4．(1)相对位置(2)②体积5．(1)温度和体积(2)做功和热传递生活情境1．(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×教材拓展2．答案：ABC3．答案：AC关键能力·分层突破1．解析：因为铜的摩尔质量为M kg/mol，所以1 kg铜所含的原子数为，选项A正确；铜的密度为ρ kg/m3，1 m3铜的质量为ρ，1 m3铜所含有的原子数为N A，选项B错误；1摩尔铜原子的质量为M，则1个铜原子的质量为kg，选项C正确；可将铜原子看作球体模型，1摩尔铜原子的体积为V＝，因此1个铜原子的体积为m3，选项D正确，E错误．答案：ACD2．解析：(1)设氙气的物质的量为n，则n＝氙气分子的总数：N＝N A＝×6×1023≈4×1022个(2)每个分子所占的空间为V0＝设分子间平均距离为a，则有V0＝a3则a＝＝m≈3×10－9 m.答案：(1)4×1022个(2)3×10－9 m3．解析：扩散现象是分子无规则热运动的反映，C正确、E错误；温度越高，分子热运动越激烈，扩散越快，A正确；气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动，扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，D正确；在扩散现象中，分子本身结构没有发生变化，不属于化学变化，B错误．答案：ACD4．解析：折线图是每隔20 s记录的粉笔末的位置的连线图，并非粉笔末的运动轨迹，A项错误；粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动，B项正确；由于布朗运动的无规则性，我们不能确定经过B点后10 s时粉笔末的具体位置，C项错误；由＝，因为，t BC＝t CD，所以D项正确；改变水的温度，显然能改变水分子热运动的剧烈程度，但并不能改变布朗运动的无规则性，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高，E项正确．答案：BDE5．解析：含病毒飞沫微粒的运动是由空气分子的不平衡碰撞造成的，所以是布朗运动．两个相距较远的分子间距离减小到r0的过程中，分子间的作用力表现为引力，分子力一直做正功，分子势能一直减小．答案：布朗一直减小例1解析：另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，分子间作用力表现为引力，故分子间作用力做正功，分子间势能减小；在两分子间距由r2减小到r1的过程中，分子间作用力仍然表现为引力，故分子间作用力做正功，分子间势能减小；在间距减小到等于r1之前，分子间势能一直减小，由于规定两分子相距无穷远时分子间势能为零，则在间距等于r1处，分子间势能小于零．答案：减小减小小于例2解析：物体的机械能和内能是两个完全不同的概念，物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定．分子动能不可能为零(温度不可能达到绝对零度)，而物体的动能可能为零，所以A、B不正确；物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能可能增加，所以C正确；质量、温度、体积都相等的物体，如果是由不同物质组成，分子数不一定相同，因此，物体内能不一定相等，选项D正确；温度和质量都相同的氢气和氧气具有相同的分子平均动能，但由于分子数不相等，分子总动能不相等，分子势能也不相等，故其内能不相等，选项E正确．答案：CDE6．解析：分子力F与分子间距离r的关系是：当r<r0时F为斥力；当r＝r0时F＝0；当r>r0时F为引力．综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小后又变大，A项错误．分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故B项正确，D项错误．因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C、E项均正确．答案：BCE7．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；机械能是指物体的动能和势能的总和，故1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气的机械能可以相等，故E正确．答案：ADE8．解析：本题考查了用油膜法估算分子大小的实验内容，突出了实验的操作、分析、探究能力的考查，体现了核心素养中科学探究、科学态度要素，体现了劳动实践、科学探索的价值观．用油膜法估算分子大小，是用油膜厚度代表油酸分子的直径，所以要使油酸分子在水面上形成单分子层油膜；因为一滴溶液的体积很小，不能准确测量，故需测量较多滴的油酸酒精溶液的总体积，再除以滴数得到一滴溶液的体积，进而得到一滴溶液中纯油酸的体积；因为本题中油酸体积等于厚度乘面积，故测厚度不仅需要测量一滴溶液的体积，还需要测量单分子层油膜的面积．答案：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积9．解析：(1)“用油膜法估测分子的大小”实验步骤为配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，因此操作先后顺序排列应是dacb.(2)由图示油膜可知，小方格的个数为75.油膜的面积S＝75×20 mm×20 mm＝30 000 mm2＝0.030 m2，2滴油酸溶液含纯油酸的体积为V＝2×mL＝2.0×10－5 mL＝2.0×10－11 m3，油酸分子的直径为d＝＝m≈6.7×10－10 m.(3)计算油酸分子直径的公式是d＝，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积．油酸未完全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，故A正确；如果测得油酸溶液浓度低于实际值，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故B错误；计算油膜面积时，将所有不足一格的方格算作一格时，S将偏大，故得到的分子直径将偏小，故C错误；求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴，由V1＝mL可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故D错误．答案：(1)dacb(2)0.030 2.0×10－11 6.7×10－10(3)A。

最新人教版高中物理选修3-3：10.4热力学第二定律知识点总结及课时练习

4 热力学第二定律记一记热力学第二定律知识体系两种表述——热力学第二定律的两种表述两个比较——⎩⎪⎨⎪⎧热力学第一定律和热力学第二定律的比较两类永动机的比较辨一辨1.热量能自发地从高温物体传给低温物体．(√)2．热量不能从低温物体传到高温物体．(×)3．热传递是有方向性的．(√)4．气体向真空中膨胀的过程是有方向性的．(√)5．能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功而不引起其它变化．(×)想一想1.在自然过程中热量是如何传递的？空调和冰箱是如何传递热量的？提示：热量由温度高的物体传递给温度低的物体，或由温度高的地方传递到温度低的地方；空调和冰箱可以通过电机做功，把热量从温度比较低的房间内或冰箱内传递到房间外或冰箱外．2．制冷机工作时热量是自发地从低温热库传到高温热库吗？热机工作时是否将从高温热库吸收的热量全部用来做功？提示：不是．热量从低温热库传到高温热库时需要有外界做功；否．热机工作时只将从高温热库吸收热量的一部分用来做功，剩余的释放到低温热库．思考感悟：练一练1.(多选)下列说法中正确的是()A．第一类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律B．第二类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律C．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的D．热力学第二定律的两种表述是等效的解析：第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，故A项正确，B项错误；热力学第一定律与热力学第二定律相辅相成，互相独立，C项正确；热力学第二定律的两种表述是等效的，D项正确．答案：ACD2．(多选)根据热力学第二定律，下列判断正确的是()A．电流的能不可能全部变为内能B．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能C．热机中，燃气内能不可能全部变为机械能D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体解析：根据热力学第二定律可知，凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，电流的能可全部变为内能(由焦耳定律可知)，但内能不可能全部变成电流的能，而不产生其他影响．机械能可全部转变为内能，而内能不可能全部转变成机械能．在热传导中，热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体．答案：BCD3．下列说法正确的是()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．功、热、内能是一样的C．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D．凡是不违反能量守恒定律的过程一定能实现解析：热量能够自发地从高温物体传到低温物体，也能在一定的条件下从低温物体传到高温物体，故A错误；功、热、内能的本质是不同的，故B错误；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，这是热力学第二定律的内容，故C 正确；不违背能量守恒定律的过程不一定能实现，如第二类永动机，故D错误．答案：C4．关于热力学第二定律，下列说法正确的是()A．热力学第二定律是通过实验总结出来的实验定律B．热力学第二定律是通过大量自然现象的不可逆性总结出来的经验定律C．热力学第二定律是物理学家从理论推导得出来的结果D．由于热力学第二定律没有理论和实验的依据，因此没有实际意义解析：热力学第二定律是一个经验定律，它并不能通过理论和实验来证明，但它符合客观事实，因此是正确的，它揭示了宏观过程的方向性，对我们认识自然和利用自然有着重要的指导意义．答案：B要点一热力学第二定律的理解1.(多选)下列关于能量转化的说法中，正确的是()A．机械能可以转化为内能，但内能不能转化为机械能B．机械能可以转化为内能，内能也能转化为机械能C．机械能不能转化为内能，但内能可以转化为机械能D．机械能可以转化为内能，但内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化解析：由能量守恒定律知，各种形式的能量之间可以相互转化，但是内能在转化为机械能的过程中，由于内能的各种耗散，内能不会完全转化为机械能而不引起其他变化．故选项B、D两项正确．答案：BD2．(多选)下列说法中正确的是()A．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．一切不违反能量守恒定律的物理过程都是能够实现的C．由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行D．一切物理过程都不可能自发地进行解析：能量转移和转化的过程都是具有方向性的，A项对；第二类永动机不违背能量守恒定律，但是不能实现，B项错；在热传递的过程中，能量可以自发地从高温物体传到低温物体，但其逆过程不可能自发地进行，C项对，D项错．答案：AC3．(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．功转变为热的实际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项正确；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 项错误；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转变为功，C项正确；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项错误；涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性，故E项正确．答案：ACE4．下列说法中正确的是()A．功可以完全转化为热量，而热量不能完全转化为功B．热机必须具有两个热库，才能实现热功转化C．热机的效率不可能大于1，但可能等于1D．热机的效率必定小于1解析：开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功，但必然要产生其他变化，比如气体等温膨胀，气体内能完全转化为功，但气体体积增大了，A项错误；开尔文表述指出，热机不可能只有单一热库，但未必就是两个热库，可以具有两个以上热库，B项错误；由η＝Q1－Q2Q1可知，只要Q2≠0，η≠1，如果Q2＝0，则低温热库不存在，违背了开尔文表述，故C项错误，D项正确．答案：D要点二热力学第二定律的应用5.(多选)如图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，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B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律解析：热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守恒的具体表现，适用于所有的热学过程，故C项正确，D项错误；根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于外界做功，A项错误，B项正确，故选B、C两项．答案：BC6．第二类永动机不可能制成的原因是()A．违背了能量守恒定律B．热量总是从高温物体传递到低温物体C．机械能不能全部转化为内能D．内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化解析：第二类永动机的设想并不违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律，所以不可能制成．答案：D7．下列说法正确的是()A．对物体做功不可能使物体的温度升高B．电冰箱的工作原理不违背热力学第二定律C．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，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的D．从单一热源吸收热量使之全部变成有用的机械能是不可能的解析：对物体做功可以使物体的内能增加，温度升高，如用打气筒打气时筒壁变热，A项错误；电冰箱工作时有外界做功，不违背热力学第二定律，B项正确；在一定条件下，热量可以由低温物体传到高温物体，但引起了外界变化，C项错误；从单一热源吸热，并使之全部变成有用功也是可能的，只是会引起其他变化，D项错误．答案：B8．一种冷暖两用型空调，铭牌标注：输入功率1 kW，制冷能力1.2×104kJ/h，制热能力1.3×104kJ/h.这样，该空调在制热时，每消耗1 J电能，将放出3 J多热量，是标注错误还是能量不守恒？解析：都不是．空调制冷(制热)靠压缩机做功，从室内(室外)吸收热量放到室外(室内)．在制热时，放出的热量等于消耗的电能与从室外吸收的热量之和，肯定大于电能消耗，题中情况既不是标注错误，也不是能量不守恒．答案：见解析基础达标1.下列说法正确的是()A．热力学第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性B．电流流过导体转化为内能，反过来，可将内能收集起来，再转化成相同大小的电流C．可以做成一种热机．由热源吸取一定的热量而对外做功D．冰可以熔化成水，水也可以结成冰，这个现象违背了热力学第二定律解析：热力学第二定律说明了一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，但并没有否认以特殊方式利用能量的可能性，故A项错误；功和内能的转化具有方向性，其逆过程是不可能自发实现的，故B项错误；冰熔化成水，水结成冰，伴随着能量的转移，不是自发进行的，没有违背热力学第二定律．答案：C2．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是()A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效率100%B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的C．第二类永动机遵从能量守恒故能做成D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105J，同时空气向外界放出热量1.5×105J，则空气的内能增加了0.5×105J 解析：由热力学第二定律知，B、C两项错；绝对零度不可能达到，A项错；由热力学第一定律知D项正确．答案：D3．关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是()A．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的B．内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾C．两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别D．其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律解析：热力学第一定律和第二定律并不矛盾，热力学第一定律反映了能量转化和守恒定律；热力学第二定律反映了与热现象有关的过程具有方向性．答案：B4．关于热力学定律和分子动理论，下列说法中正确的是() A．我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化B．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的C．在分子力作用范围内，分子力总是随分子间距离的增大而减小D．温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大解析：由热力学第二定律可知，A项错误、B项正确；由分子间作用力与分子间距的关系可知，C项错误；温度升高时，物体中分子平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，即并不是每个分子的运动速率都增大，故D项错误．答案：B5．(多选)下列说法正确的是()A．热量不能从低温物体传给高温物体B．热量不能自发地从低温物体传给高温物体C．热量不能在没有第三者介入的情况下从低温物体传给高温物体D．热量不能从低温物体传给高温物体而不引起其他变化解析：热量能从低温物体传给高温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体，热量从低温物体传给高温物体要有第三者介入，会引起其他变化．故A错误，B、C、D正确．答案：BCD6．我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来．其原因是()A．这违反了能量守恒定律B．在任何条件下内能都不可能转化为机械能，只有机械能才会转化为内能C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D．以上说法均不正确解析：机械能和内能可以相互转化，但必须通过做功来实现．由热力学第二定律可知．内能不可能全部转化成机械能，同时不引起其他变化．答案：C7．(多选)下列哪些过程具有方向性()A．热传导过程B．机械能向内能的转化过程C．气体的扩散过程D．气体向真空中的膨胀解析：这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，根据热力学第二定律的基本内涵，它们都是不可逆的，具有方向性．答案：ABCD8．(多选)随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，近期油价不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，如排长队等待加油的情景已经多次在世界各地发生，能源成为困扰世界经济发展的重大难题之一，下列有关能量转化的说法中错误的是()A．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他的变化B．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能C．满足能量守恒定律的物理过程都能自发的进行D．外界对物体做功，物体的内能必然增加解析：由热力学第二定律的开尔文表述可知A项对．热机效率总低于100%，B项错．满足能量守恒的过程未必能自发进行，任何过程一定满足热力学第二定律，C项错．由热力学第一定律ΔU ＝W＋Q可知，W>0，ΔU不一定大于0，即内能不一定增加，D 项错．答案：BCD9．(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．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程解析：考查热力学定律的理解，解题的关键是明确热力学两个定律的意义．由ΔU＝W＋Q知，增加物体的内能，可以对物体做功或向它传递热量，选项A正确，B项错误．C、D两项符合热力学第二定律的描述．答案：ACD10．下列宏观过程不能用热力学第二定律解释的是()A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一段时间大米、小米不会自动分开B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不会自动分开C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而动起来D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使汽车热机的效率达到100%解析：热力学第二定律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性的规律，A项不属于热现象．答案：A11.如图中汽缸内盛有定量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的，但不漏气．现将活塞杆与外界连接，使其缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是()A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律B．气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律D．ABC三种说法都不对解析：热力学第二定律从机械能与内能转化过程的方向性来描述是：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．本题中如果没有外界的帮助，比如外力拉动活塞杆使活塞向右移动，使气体膨胀对外做功，导致气体温度略微降低，是不可能从外界吸收热量的，即这一过程虽然是气体从单一热源吸热，全用来对外做功，但引起了其他变化，所以此过程不违反热力学第二定律．答案：C能力达标12.[2019·邯郸一中调研](多选)下列说法正确的是()A．一定质量的理想气体放出热量，则分子平均动能一定减少B．热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律C．根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100% D．一定质量的理想气体膨胀时对外界做了功，它的内能可能减少E．熵是系统内分子运动无序性的量度，在任何自然过程中，一个孤立的系统总是从熵大的状态向熵小的状态发展解析：由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，一定质量的理想气体放出热量，其内能不一定减少，则分子平均动能不一定减少，A项错误；热力学第二定律就是反映宏观自然过程的方向性的定律，B项正确；不可能从单一热库吸收热量，使之全部变为功，而不产生其他影响，所以热机的效率不可能达到100%，C项正确；一定质量的理想气体膨胀时对外界做了功，它的内能可能减少，D 项正确；在任何自然过程中，一个孤立的系统的熵不会减小，E 项错误．答案：BCD13．热力学第二定律常见的表述有以下两种第一种表述：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．第二种表述：不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．图(a)是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图．外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体．请你根据第二种表述完成示意图(b). 根据你的理解，热力学第二定律的实质是________________________________________________________ ________________．解析：一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性．答案：示意图(b)如图所示一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性14．一辆汽车的发动机输出功率为66.15 kW，每小时消耗柴油14 kg，请计算发动机的效率．(柴油的热值为4.3×107J/kg) 解析：发动机每小时做的功W＝Pt＝66 150×3 600J≈2.38×108J完全燃烧14 kg柴油放出的热量Q总＝mq＝14×4.3×107J＝6.02×108J所以η＝WQ总＝2.38×1086.02×108×100%≈39.5%.答案：39.5%。

高中物理3-3热学知识点归纳(全面、很好)

选修3-3热学知识点归纳一、分子运动论1. 物质是由大量分子组成的（1）分子体积分子体积很小，它的直径数量级是错误！未找到引用源。

（2）分子质量分子质量很小，一般分子质量的数量级是错误！未找到引用源。

（3）阿伏伽德罗常数（宏观世界与微观世界的桥梁）1摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值：错误！未找到引用源。

设微观量为：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ；宏观量为：物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ．分子质量：错误！未找到引用源。

分子体积:错误！未找到引用源。

（对气体，V 0应为气体分子平均占据的空间大小）分子直径:球体模型: V d N =3A )2(34π 303A 6=6=ππV N V d （固体、液体一般用此模型）立方体模型:30=V d （气体一般用此模型）（对气体，d 理解为相邻分子间的平均距离）分子的数量．A 1A 1A A N V V N V M N V N Mn ====ρμρμ2. 分子永不停息地做无规则热运动（1）分子永不停息做无规则热运动的实验事实：扩散现象和布郎运动。

（2）布朗运动布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动。

布朗运动不是分子本身的运动，但它间接地反映了液体（气体）分子的无规则运动。

（3）实验中画出的布朗运动路线的折线，不是微粒运动的真实轨迹。

因为图中的每一段折线，是每隔30s 时间观察到的微粒位置的连线，就是在这短短的30s 内，小颗粒的运动也是极不规则的。

（4）布朗运动产生的原因大量液体分子（或气体）永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。

简言之：液体（或气体）分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。

（5）影响布朗运动激烈程度的因素固体微粒越小，温度越高，固体微粒周围的液体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不平衡性越强，布朗运动越激烈。

高中物理3-3热学知识点归纳及典型题训练

选修3-3 热学知识点+典型题一、分子动理论、内能和固体、液体1、分子动理论①阿伏伽德罗常数：N A=6.02×1023mol-1，是联系宏观和微观的的桥梁；分子直径数量级10-10m。

②分子热运动：分子永不停息的无规则运动（温度高，分子运动越激烈）。

③分子力和分子势能：分子间引力和斥力同时存在，都随分子间距增大而减小。

分子力F、分子势能E P与分子间距r的关系图线如图所示。

当r=r0时，分子力为零，分子势能最小但不为零。

④气体分子运动速率按统计规律分布，表现出“中间多，两头少”的规律。

例题1：下列说法准确的是（）A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的做无规则运动，这反映了小炭粒分子运动的无规则性B.气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的C.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D.不可能从单一热源吸收热量使之完全转化为有用的功而不产生其他影响E.当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大变式训练1：下列选项正确的是（）A.液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈B.布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子的无规则运动C.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的D.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的E.当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小变式训练2：下列说法正确的是（）A.温度越高，扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.布朗运动的激烈程度与温度有关，这说明分子运动的激烈程度与温度有关D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.布朗运动就是热运动例题2：分子力F、分子势能E p，与分子间距离r的关系图线如甲、乙两条曲线所示（取无穷远处分子势能E p=0）。

下列说法正确的是（）A.乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线B.当r=r 0时，分子势能为零C.随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大D.分子间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得更快E.在r<r 0阶段，分子力减小时，分子势能一也定减小变式训练1：将一个分子P 固定在O 点，另一个分子Q 从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示，则下列说法正确的是（）A.分子Q 由A 运动到C 的过程中，先加速再减速B.分子Q 在C 点时分子势能最小C.分子Q 在C 点时加速度大小为零D.分子Q 由A 点释放后运动到C 点左侧的过程中，加速度先增大后减小再增大E.该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律变式训练2：根据分子动理论，物质分子间距离为r 0时分子所受到的引力与斥力相等，以下关于分子力和分子势能的说法正确的是（）A.分子间距离小于r 0时，分子间距离减小，分子力减小B.分子间距离大于r 0时，分子间距离增大，分子力一直增大C.当分子间距离为r 0时，分子具有最大势能，距离增大或减小时势能都减小D.当分子间距离为r 0时，分子具有最小势能，距离增大或减小时势能都增大2、内能①定义：物体内所有分子动能和势能的总和。

人教版高中物理3-3知识点总结

选修3-3《热学》一、知识网络分子直径数量级物质是由大量分子组成的阿伏加德罗常数油膜法测分子直径分子动理论分子永不停息地做无规则运动扩散现象布朗运动分子间存在相互作用力，分子力的F －r 曲线分子的动能；与物体动能的区别物体的内能分子的势能；分子力做功与分子势能变化的关系；E P －r 曲线物体的内能；影响因素；与机械能的区别单晶体——各向异性（热、光、电等）晶体多晶体——各向同性（热、光、电等）有固定的熔、沸点非晶体——各向同性（热、光、电等）没有固定的熔、沸点浸润与不浸润现象——毛细现象——举例饱和汽与饱和汽压液晶体积V 气体体积与气体分子体积的关系温度T （或t ）热力学温标分子平均动能的标志压强的微观解释压强P 影响压强的因素求气体压强的方法改变内能的物理过程做功 ——内能与其他形式能的相互转化热传递——物体间（物体各部分间）内能的转移热力学第一定律能量转化与守恒能量守恒定律热力学第二定律（两种表述）——熵——熵增加原理能源与环境常规能源．煤、石油、天然气分子动理论热力学固体热力学定律液体新能源．风能、水能、太阳能、核能、地热能、海洋能等二、考点解析考点64 物体是由大量分子组成的阿伏罗德罗常数要求：Ⅰ 阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1）是联系微观量与宏观量的桥梁。

设分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ；宏观量为．物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ。

（1）分子质量：A A ==N VN m ρμ（2）分子体积：A A 10PN N V V μ＝＝（对气体，V 0应为气体分子占据的空间大小）（3）分子直径：○1球体模型．V d N =)2(343A π 303A 6=6=ππV N V d （固体、液体一般用此模型）○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型）（对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离）（4）分子的数量：A 1A 1A A ====N V V N V M N V N Mn ρμρμ固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。

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