人教版高中物理选修3-3：物态变化中的能量交换_课件3

2.对液体表面张力的理解
作用
液体的表面张力是液面各部分相互吸引的力，液体的表面张力使 液面具有收缩的趋势
方向 表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直
表面张力的大小与边界线长度有关。与液体的温度、液体的纯度、 大小 液体的种类有关。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
方向的导热或导电性能不同；有些晶体沿不同方向的光学性
质不同，这类现象被称为 各向异性 。
3.一定质量的理想气体状态方程： p1V1/T1=p2V2/T2 或
pV/T=恒量。
考点 1 分子模型、宏观量与微观量的计算
1.分子的大小
(1)一般分子直径的数量级：10-10 m
(2)估测的方法：油膜法
2.一般分子质量的数量级：10-26 kg
A选项中小炭粒做布朗运动反映了液体分子的无规则 热运动，故A正确；B选项中分子间的相互作用力在间距r<r0 的范围内，随分子间距的增大而减小，而在间距r>r0的范围 内，随分子间距的增大而减小，故B错误；C选项中分子势能 在r<r0时，分子势能随r的增大而减小；r0处最小；在r>r0时， 分子势能随r的增大而增大，故C正确；D选项中真空环境是 为防止其他杂质的介入，而高温条件下，分子热运动剧烈， 有利于所掺入元素分子的扩散，故D正确。
考点 4 气体
1.气体实验定律 (1)玻意耳定律 ①定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p和体积V成反比， 这就是玻意耳定律，它的数学表达式为pV=常量或p1V1=p2V2。 ②玻意耳定律的适用条件： a.温度不太低，压强不太大。 b.被研究的气体质量不变，温度不变。 ③p-V图上的等温线： 在p-V图中，pV＝C称为等温线，其图象是以坐标轴为渐近线的双曲线。 (2)查理定律与盖-吕萨克定律 ①查理定律 a.定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T 成正比。 b.公式：p/T=C，即p1/T1=p2/T2或p1/p2=T1/T2。 ②盖-吕萨克定律 a.定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温 度T成正比。 b.公式：V/T=C，即V1/T1=V2/T2或V1/V2=T1/T2。
考情上线
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ 1.分子动理论、热力学定律、能量守恒定律、
Ⅰ
气体实验定律等内容是高考考查的重点。
Ⅰ 2.对热学部分的考查一般情况下会侧重考查
Ⅰ
以下几个知识点：分子动理论、阿伏加德
Ⅰ
罗常数的应用、理想气体及其实验定律、
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物态变化、热力学第一定律、热力学第二
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定律、能量守恒定律等。
Ⅰ 3.根据新课标考纲的要求，涉及到计算的知
运动，选项A错误；液体的温度越高，悬浮颗粒越小，布朗 运动越剧烈，选项B正确；布朗运动是由于液体分子从各个 方向对悬浮粒子撞击作用不平衡引起的，选项C错误，选项 D正确。
［例3］ 图3.3-1-3为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。
下列说法正确的是( BC )
A.当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 B.当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力 C.当r等于r2时，分子间的作用力为零 D.在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
1 kg铜所含原子个数N＝1/M NA＝NA/M，A正确； 同理1 m3铜原子的原子数N＝ρ/M NA＝ρNA/M，B错误；1个铜 原子质量m0＝M/NA，C正确；1个铜原子体积V0＝M/ρNA，D正 确。
方法点拨：1.阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁
2.
1.一气泡从湖底上升到湖面，已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩 尔质量为0.029 kg/mol。阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol-1，取气体分子 的平均直径为2×10-10 m。若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体 积与原来气体体积的比值(结果保留一位有效数字)。
选考部分
考纲下载
1.分子动理论的基本观点和实验依据 2.阿伏加德罗常数 3.气体分子运动速率的统计分布 4.温度是分子平均动能的标志、内能 5.固体的微观结构、晶体和非晶体 6.液晶的微观结构 7.液体的表面张力现象 8.气体实验定律 9.理想气体 10.饱和汽和饱和汽压 11.相对湿度 12.热力学第一定律 13.能量守恒定律 14.热力学第二定律 15.实验：用油膜法估测分子的大小
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识点，如微观量的估算、热力学第一定律、
Ⅰ
能量守恒定律、气体实验定律的应用要高
Ⅰ
度重视。
Ⅰ
在本模块中，考纲对给定的知识点全部是Ⅰ级要求。因此在复习时 应注意以下几个方面：
(1)加强对基本概念和基本规律的理解。强化概念和规律的记忆，如 布朗运动、分子动能、分子势能、物体内能、热传递、分子力等概念； 分子力的特点、分子力随分子间距离的变化关系、分子势能随分子间距 离的变化关系、分子动能与温度的关系、热力学第一、二定律及三个气 体实验定律等基本定律。
D.甲为多晶体，乙为非晶体，
丙为单晶体
图3.3-1-4
从温度—时间图象上可以看出，甲、丙两种固
体有固定的熔点，而乙没有固定的熔点，因此甲、丙一定是
晶体，乙一定是非晶体，故B正确；而从蜡熔化的图形可以
看出，甲乙具有各向同性，而丙具有各向异性，故丙一定是
单晶体，甲一定是多晶体，故D正确。
方法点拨：把握晶体与非晶体的区别是熔点问题，而 单晶体和多晶体的区别是各向异性与各向同性的差异。
3.阿伏加德罗常数
(1)1 mol的任何物质中含有相同的粒子数，用符号NA表示，NA＝ 6.02×1023 mol-1。
(2)NA是联系微观量和宏观量的桥梁，设阿伏加德罗常数为NA，物
体的体积为V，物质的质量为m，物质的密度，摩尔体积Vmol，摩尔质
量为M，分子体积为V0，分子质量为m0，分子数为n，则
3.液晶的性质及应用
性质 应用
(1)液晶分子空间上排列有序而显示各向异性 (2)液晶分子位置无序使它像液体具有流动性 (3)从某个方向看液晶分子排列比较整齐，从另一个方向看则是杂 乱无章的 (4)液晶的物理性质很容易在外界影响下发生改变
(1)利用液晶加上电压时，发光特性消失，实现显示功能，如计算 器、微机的显示屏
4.关于液晶，下列说法中正确的是( C )
A.液晶是一种晶体 B.液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性 C.液晶的光学性质随温度的变化而变化 D.液晶的光学性质不随温度的变化而变化
液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液 晶分子在特定的方向排列比较整齐，具有各向异性，但 分子的排列是不稳定的，所以A、B错误；外界条件的 微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶 的某些性质，如温度、压力、外加电压等因素的变化， 都会引起液晶化学性质的变化。本题答案为C。
(2)分子力是分子间引力和斥力的合力。
(3)r0为分子间引力和斥力大小相等时的距离，其数量级为10-10 m。 (4)如图3.3-1-1所示，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分
子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快。
①r＝r0时，F引＝F斥，分子力F＝0； ②r<r0时，F引和F斥都随距离的减小而增大，但F斥比F引 增大得更快，分子力F表现为斥力；
③r>r0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F斥和F引减 小得更快，分子力F表现为引力；
④r>10r0(10-9 m)时，F引、F斥迅速减弱，几乎为零，分子 力F≈0。
图3.3-1-1
3.分子动能、分子势能和物体的内能
（1）温度是分子平均动能的标志； （2）温度、分子动能、分子势能和内能只对大量分子才有意义； （3）任何物体都有内能； （4）体积增大，分子势能不一定增大(如水变成冰)
考点 3 固体、液体的性质及应用
1.固体的分类
分类 比较
外形 熔点 物理性质 原子排列
典型物质
形成与转化
晶体 单晶体
多晶体
非晶体
一定规则
不一定规则
不一定规则
确定
不确定
各向异性
各向同性
有规则，但多晶体每个小晶体间的排列 无规则
无ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ则
石英、云母、 食盐、硫酸铜
金属
玻璃、蜂蜡、 松香
有的物质在不同条件下能够形成不同的形状。同一物质可 能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体，在 一定条件下也可转化为晶体
［例2］ ［2012年全国理综卷］下列关于布朗运动的说法， 正确的是( BD ) A.布朗运动是液体分子的无规则运动 B.液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈 C.布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的 D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用
的不平衡引起的
布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，不是液体分子的
(2)利用温度改变时，液晶颜色会改变的性质来测温度
［例4］ 在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，由烧热的针接触其上一点，
蜡熔化的范围如图3.3-1-4甲乙丙所示，而甲、乙、丙三种液体的熔化过
程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示( BD )
A.甲、乙为非晶体，丙是晶体
B.甲、丙为晶体，乙为非晶体
C.甲、丙为非晶体，丙是晶体
2.如图3.3-1-3所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分 子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间 距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引 力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现在把乙
分子从a处由静止释放，则( B )
A.乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动 B.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大 C.乙分子由a到b的过程中,两分子间的分子势能一直增大 D.乙分子由b到d的过程中,两分子间的分子势能一直增大
①分子的质量：m0=M/NA=Vmol/NA。
②分子数：n＝mNA/M=VNA/Vmol＝V·NA/M＝mNA/(Vmol)。
4.分子模型 （1）球体模型直径为d＝
3
6V0
（2）立方体模型边长为d= 3 V0
［例1］已知铜的摩尔质量为M，铜的密度为ρ，阿伏加德罗常 数为NA。下列判断正确的是( AC D) A.1 kg铜所含的原子数为NA/M B.1 m3铜所含的原子数为MNA/ρ C.1个铜原子的质量为M/NA D.1个铜原子的体积为M/ρNA
(2)建立宏观量与微观量的关系。对一个物体而言，其分子动能与物 体的温度相对应，其分子势能与物体的体积相对应，物体的内能与物体 的温度、体积、物质的量相对应，物体内能的改变与做功和热传递相对 应。
(3)加强贴近高考的典型题训练。精选一组符合考试大纲、贴近高考 的试题，巩固本专题的基本概念和基本规律，提高分析问题和解决问题 的能力。
图3.3-1-3
由题意可知，乙分子由a到c的过程中，两分子间表 现为引力，分子力做正功，动能一直增大，分子势能一直减 少，到c点时加速度为零，速度达最大，因此，A错误，B正 确，C错误；b到c分子间表现为引力，分子力做正功，分子 势能减少，c到d分子间表现为斥力，斥力做负功，分子势能 增加，因此，D错误。
在Ep-r图中，当r=r2时，Ep最小， 说明r2=r0即分子力为零时的分子间距离为 r2。
图3.3-1-3
方法点拨：熟练掌握Ep-r关系图象，了解分子势能 随分子间距离变化的特点是处理这一类问题的关键所在。
2.分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。据此可判断下列说法
中错误的是( B )
A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液 体分子运动的无规则性 B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大 C.分子势能随着分子间距离的增大，可以先减小后增大 D.在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素
学案1 分子动理论 固体、液体和气体
1. 分子动理论的基本观点 物体是由大量分子组成的
分子永不停息地做无规则热运动 分子间存在相互作
用力
。
2.固体分为 晶体 和非晶体两类。单晶体具有 规则 的
几何形状，多晶体和非晶体 没有规则 的几何形状；晶体
有 确定的熔点，非晶体 没有确定的熔点。有些晶体沿不同
考点 2 分子的热运动、分子力、物体的内能
1.分子永不停息地做无规则热运动
(1)扩散现象：相互接触的物体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。
2.分子间存在着相互作用力
(1)分子间同时存在相互作用的引力和斥力。