學(xué)習(xí)高中熱學(xué)的三句“化”

1、學(xué)習(xí)高中熱學(xué)的三句“化” 高中熱學(xué)部分概念多、雜、抽象，學(xué)習(xí)要求是識記和理解，而許多同學(xué)又總是理解不了，要么容易混淆、要么記不住、要么弄不清概念與概念之間關(guān)系.下面介紹一種行之有效的三句“化”學(xué)習(xí)法：內(nèi)容數(shù)字化，概念公式化，應(yīng)用合作化. 一、內(nèi)容數(shù)字化 熱學(xué)內(nèi)容按規(guī)律個數(shù)、詞語出現(xiàn)次數(shù)、現(xiàn)象種類、意思的個數(shù)等等來分類，可將內(nèi)容數(shù)字化為一個實、九個二、五個三和一個四. 一個實：即熱學(xué)只有一個實驗油膜法測分子直徑. 九個二： （1）兩種現(xiàn)象布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象，布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動；擴(kuò)散現(xiàn)象直接就是分子的無規(guī)則運(yùn)動. （2）兩種膨脹氣體自由膨脹和氣

2、體緩慢膨脹.前者氣體對外不做功，后者氣體對外做功. （3）兩種分子模型球體模型和立方體模型，球體模型分子直徑為 （6v0） 13，立方體模型分子直徑為（v0）1/3. （4）兩種改變物體內(nèi)能的方式做功和熱傳遞，前者是能的轉(zhuǎn)化，后者屬于能的轉(zhuǎn)移，它們在改變物體內(nèi)能的效果上是等效的. （5）外界（氣體）對氣體（外界）做功的意思有兩層氣體體積減?。ㄔ龃螅┖蛍取正（負(fù)）值. （6）q為零（不吸、放熱量）的兩種表述絕熱和不發(fā)生熱交換. （7）兩類永動機(jī)第一類永動機(jī)：不消耗能量卻可以源源不斷地對外做功的機(jī)器，它違背了能量守恒定律.第二類永動機(jī)：從單一熱源吸熱，全部用來做功而不引起其他變化的機(jī)器，它不違背了

3、能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律，即機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性. （8）兩種氣體理想氣體和一般氣體，前者不計分子勢能，內(nèi)能只與溫度和物質(zhì)的量有關(guān)，與體積無關(guān)（稀薄氣體可視為理想氣體）；一般氣體的內(nèi)能與溫度、物質(zhì)的量和體積均有關(guān). （9）熱力學(xué)第二定律的兩種表述克氏表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化，即熱傳導(dǎo)的方向性；開氏表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化，即機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性. 五個三： （1）熱學(xué)部分有三大定律： 熱力學(xué)第一定律：uw+q； 熱力學(xué)第二定律克氏表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化，即熱傳

4、導(dǎo)的方向性；開氏表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化，即機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性； 熱力學(xué)第三定律：熱力學(xué)零度不可達(dá)到. （2）分子動理論有三個內(nèi)容： 物質(zhì)是由大量分子組成的； 分子永不停息做無規(guī)則的熱運(yùn)動； 分子間存在相互作用力. （3）熱學(xué)部分的三個不同于： e內(nèi)不同于e機(jī)，前者不可能為零，后者可以為零； 絕熱不同于溫度不變； v氣不同于分，前者比后者大得多. （4）氣體的三個參量： ：宏觀表示物體的冷熱程度，微觀表示氣體分子無規(guī)則運(yùn)動的劇烈程度，即是分子平均動能的標(biāo)志； ：宏觀上指容納氣體的容器的容積，微觀上是氣體分子所能達(dá)到的空間體積； ：是由大量氣體分子

5、對器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的，宏觀表現(xiàn)為器壁單位面積上受到的壓力，大小由氣體的體積和溫度決定，微觀上就是大量氣體分子單位時間內(nèi)作用在單位面積上的總沖量，由分子密集程度和分子平均動能決定. （5）分子運(yùn)動的三個統(tǒng)計規(guī)律： 氣體分子沿各個方向運(yùn)動的機(jī)會（機(jī)率）均等； 大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)中間多（中等速率的分子數(shù)目多）、兩頭少（速率大或小的分子數(shù)目少）； 當(dāng)溫度升高時，“中間多”的這一“高峰”向速率大的一方移動，即速率大的分子數(shù)目增多，速率小的分子數(shù)目減少，分子的平均速率增大（不是每一個氣體分子的速率均增大）. 一個四：指熱學(xué)常見公式有四個： 熱力學(xué)第一定律：uw+q； 理想氣體狀態(tài)方程：pvt=恒

6、量； 分子直徑：d= vcns（d：分子直徑，v：n滴油酸酒精溶液的體積，c：油酸濃度，n：酒精油酸溶液的滴數(shù)，s：單分子油膜面積）； 熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系：t+273.15 k. 二、概念公式化 1物體的內(nèi)能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和.轉(zhuǎn)化成公式：e內(nèi)=ek分+ep分（e內(nèi)：物體內(nèi)能，ek分：分子總動能，ep分：分子勢能總和）； 2分子總動能是所有分子動能的總和.轉(zhuǎn)化成公式：ek分=n ek分（n：分子個數(shù)，ek分：分子平均動能）； 3溫度是分子平均動能的標(biāo)志.轉(zhuǎn)化成公式：t=ek分； 4壓強(qiáng)微觀上就是大量氣體分子單位時間內(nèi)作用在單位面積上的總沖量.轉(zhuǎn)化成公式： （p：壓強(qiáng)

7、，n：時間t內(nèi)撞擊器壁面積s上的平均分子數(shù)，m：單個分子的質(zhì)量， akv-d：分子撞擊器壁前后不變的平均速率，s：器壁面積，t：撞擊器壁的時間，n：單位時間內(nèi)撞擊器壁單位面積上的分子數(shù)） 三、應(yīng)用合作化 例1 （全國卷2005年19題）一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程.設(shè)氣體分子間的勢能可忽略，則在此過程中（ ） (a) 外界對氣體做功，氣體分子的平均動能增加 (b) 外界對氣體做功，氣體分子的平均動能減少 (c) 氣體對外界做功，氣體分子的平均動能增加 (d) 氣體對外界做功，氣體分子的平均動能減少 解析：由緩慢膨脹、絕熱、uw+q、氣體對外界做功w取負(fù)值、e內(nèi)=ek分+ep分、ek分

8、=nek分，可得(d) 正確. 例 （全國卷2006年21題）對一定量的氣體，若用n表示單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)，則（ ） (a) 當(dāng)體積減小時，n必定增加 (b) 當(dāng)溫度升高時，n必定增加 (c) 當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時，n必定變化 (d) 當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時，n可能不變 解析：由 p=2nm 可知(c) 正確. 評注：本題用此法解答可謂最簡單之法. 例 （全國卷2007年14題）對一定量的氣體，下列說法正確的是（ ） (a) 在體積緩慢地不斷增大的過程中，氣體一定對外界做功 (b) 在壓強(qiáng)不斷增大的過程中，外界對氣體一定做功 (c) 在體積不斷被壓縮的過程中，內(nèi)

9、能一定增加 (d) 在與外界沒有發(fā)生熱量交換的過程中，內(nèi)能一定不變 解析：由兩種膨脹可知(a) 正確；由 pvt 知(b) 錯誤；由uw+q知(c) 、(d) 錯誤. 例 （全國卷2008年14題）對一定量的氣體，下列說法正確的是（ ） (a) 氣體的體積是所有氣體分子的體積之和 (b) 氣體分子的熱運(yùn)動越激烈，氣體溫度就越高 (c) 氣體對器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的 (d) 當(dāng)氣體膨脹時，氣體分子之間的勢能減小，因而氣體的內(nèi)能減小 解析：由v氣不同于v分可知(a) 錯誤；由微觀表示氣體分子無規(guī)則運(yùn)動的劇烈程度，可知(b) 正確；由p是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的

10、，知(c) 正確；由e內(nèi)=ek分+ep分得知(d) 錯誤. 例 （全國卷2009年16題）如圖1所示，水平放置的密閉氣缸內(nèi)的氣體被一豎直隔板分隔為左、右兩部分，隔板可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動，右側(cè)氣體內(nèi)有一電熱絲.氣缸壁和隔板均絕熱.初始時隔板靜止，左、右兩邊氣體溫度相等.現(xiàn)給電熱絲提供一微弱電流，通電一段時間后切斷電源.當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時，與初始狀態(tài)相比（ ） 圖1 (a) 右邊氣體溫度升高，左邊氣體溫度不變 (b) 左、右兩邊氣體溫度都升高 (c) 左邊氣體壓強(qiáng)增大 (d) 右邊氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲放出的熱量 解析：假設(shè)隔板不動，對右邊氣體，由uw+q知u增大，結(jié)合e內(nèi)=ek分+ep

11、分、ek分=n ek分 、t=ek分、 pvt=恒量，可知p增大、升高，則假設(shè)不成立，再次達(dá)到平衡時兩邊壓強(qiáng)都增大了，(c) 正確.對左邊氣體，由uw+q結(jié)合e內(nèi)=ek分+ep分、ek分=nek分、t=ek分得知升高，則(a) 錯誤，(b) 正確；據(jù)能量守恒可知電熱絲放出的熱量等于左、右兩邊氣體內(nèi)能的增加量之和，(d) 錯誤. 圖2 例 （全國卷2010年16題）如圖2所示，一絕熱容器被隔板k 隔開a 、 b兩部分.已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體， b內(nèi)為真空，抽開隔板k后，a內(nèi)氣體進(jìn)入b，最終達(dá)到平衡狀態(tài).在此過程中（ ） (a) 氣體對外界做功，內(nèi)能減少 (b) 氣體不做功，內(nèi)能不變 (c) 氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低 (d) 氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變 解析：由兩種膨脹、絕熱、uw+q可知(a) 錯誤，(b) 正確；由稀薄氣體、e內(nèi)=ek分+ep分、ek分=n ek分 、t=ek分得知(c) 錯誤，(d) 正確. 通過對高中熱學(xué)知識內(nèi)容數(shù)字化、概念公式化、應(yīng)用合作化，目的