熱學第一輪復習課件

1、知識結(jié)構(gòu)體系知識結(jié)構(gòu)體系分子動理論分子動理論熱熱 和和 功功物體的內(nèi)能物體的內(nèi)能物質(zhì)是由大量分子組成的物質(zhì)是由大量分子組成的分子在做永不停息的無規(guī)則運動分子在做永不停息的無規(guī)則運動分子間存在有相互作用的引力和斥力分子間存在有相互作用的引力和斥力物體的內(nèi)能：所有分子動能和分子勢物體的內(nèi)能：所有分子動能和分子勢 能的總和能的總和 改變內(nèi)能的兩種方式改變內(nèi)能的兩種方式做做 功功熱傳遞熱傳遞熱力學定律熱力學定律熱力學第一定律熱力學第一定律熱力學第二定律熱力學第二定律第一單元 分子熱運動能量守恒氣體 內(nèi)容要求物質(zhì)是由大量分子組成的，分子的熱運動、布朗運動.分子間的相互作用力分子熱運動的動能，溫度是物體的

2、熱運動平均動能的標志，物體分子間的相互作用勢能，物體的內(nèi)能做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式，熱量、能量守恒定律熱力學第一定律熱力學第二定律永動機不可能絕對零度不可達到能源的開發(fā)和利用，能源的利用與環(huán)境保護氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量，熱力學溫度，氣體分子運動的特點，氣體壓強的微觀意義1.備考目標 （1）知識目標（2）能力目標 通過分子大小和分子質(zhì)量的估算，培養(yǎng)抽象思維能力及綜合分析問題的能力. 通過對分子間相互作用力及分子勢能的規(guī)律的認識，培養(yǎng)分析推理的能力. 通過定性分析氣體的狀態(tài)變化，培養(yǎng)抽象思維與推理的能力. 問題探究 1.1.在微觀量的估算中，應(yīng)如何建立分子在微觀量的估算中，應(yīng)如何建立分子

3、模型？液體、固體分子可建立什么模型？模型？液體、固體分子可建立什么模型？氣體分子可建立什么模型？氣體分子可建立什么模型？ 2.2.布朗運動與其周圍液體分子的運動、布朗運動與其周圍液體分子的運動、自身分子的運動有何關(guān)系？自身分子的運動有何關(guān)系？ 3.3.物體為什么能夠被壓縮，但又不能無物體為什么能夠被壓縮，但又不能無限地被壓縮？為什么拉斷任何物體都要限地被壓縮？為什么拉斷任何物體都要用力？用力？ 4.如圖所示，厚壁容器的一端通過膠塞如圖所示，厚壁容器的一端通過膠塞插進一支靈敏溫度計和一根氣針；另一插進一支靈敏溫度計和一根氣針；另一端有一可移動的膠塞（用卡子卡?。┒擞幸豢梢苿拥哪z塞（用卡子卡住）.

4、 .用用打氣筒慢慢向容器內(nèi)打氣，當容器內(nèi)壓打氣筒慢慢向容器內(nèi)打氣，當容器內(nèi)壓強增大到一定程度時，打開卡子，膠塞強增大到一定程度時，打開卡子，膠塞被氣體沖出容器口后，溫度計示數(shù)如何被氣體沖出容器口后，溫度計示數(shù)如何變化？為什么？變化？為什么？ 分子110201.swf分子動分子運動論.swf 1 1、有關(guān)布朗運動的說法中，正確的是、有關(guān)布朗運動的說法中，正確的是 液體的溫度越低，布朗運動越顯著液體的溫度越低，布朗運動越顯著 液體的溫度越高，布朗運動越顯著液體的溫度越高，布朗運動越顯著 懸浮微粒越小，布朗運動越顯著懸浮微粒越小，布朗運動越顯著 懸浮微粒越大，布朗運動越顯著懸浮微粒越大，布朗運動越顯

5、著 A.A.B.B. C.C.D.D. 【正確答案】 B相互作用分子間的相互作用.swf 2 2、兩個分子甲和乙相距較遠、兩個分子甲和乙相距較遠( (此時它們之間的分子力此時它們之間的分子力可以忽略可以忽略) )，設(shè)甲固定不動，乙逐漸向甲靠近，直到不，設(shè)甲固定不動，乙逐漸向甲靠近，直到不能再靠近的整個過程中能再靠近的整個過程中 A.A.分子力總是對乙做正功，分子間相互作用的勢能總分子力總是對乙做正功，分子間相互作用的勢能總是減小是減小 B.B.乙總是克服分子力做功，分子間相互作用的勢能總乙總是克服分子力做功，分子間相互作用的勢能總是增加是增加 C.C.先是乙克服分子力做功，然后分子力對乙做正功

6、，先是乙克服分子力做功，然后分子力對乙做正功，分子間相互作用的勢能是先增加后減小分子間相互作用的勢能是先增加后減小 D.D.先是分子力對乙做正功，然后乙克服分子力做功，先是分子力對乙做正功，然后乙克服分子力做功，分子間相互作用的勢能是先減小后增大分子間相互作用的勢能是先減小后增大【正確答案】 D 3 3、對于一定質(zhì)量的某種理想氣體，如果與外、對于一定質(zhì)量的某種理想氣體，如果與外界沒有熱交換，則有界沒有熱交換，則有 若氣體分子的平均動能增大，則氣體的壓強若氣體分子的平均動能增大，則氣體的壓強一定增大一定增大 若氣體分子的平均動能增大，則氣體的壓強若氣體分子的平均動能增大，則氣體的壓強一定減小一定

7、減小 若氣體分子的平均距離增大，則氣體的平均若氣體分子的平均距離增大，則氣體的平均動能一定增大動能一定增大 若氣體分子的平均距離增大，則氣體分子的若氣體分子的平均距離增大，則氣體分子的平均動能一定減小平均動能一定減小 A.A.B.B. C.C.D.D. 【正確答案】 B 【正確答案】 AD 4 4、有關(guān)物體的內(nèi)能，以下說法正確的是、有關(guān)物體的內(nèi)能，以下說法正確的是 A.1 g 0A.1 g 0水的內(nèi)能比水的內(nèi)能比1g 01g 0冰的內(nèi)能大冰的內(nèi)能大 B.B.電流通過電阻后電阻發(fā)熱電流通過電阻后電阻發(fā)熱, ,它的內(nèi)能增加是它的內(nèi)能增加是通過通過“熱傳遞熱傳遞”方式實現(xiàn)的方式實現(xiàn)的 C.C.氣體膨

8、脹，它的內(nèi)能一定減少氣體膨脹，它的內(nèi)能一定減少 D.D.橡皮筋被拉伸時，分子間勢能增加橡皮筋被拉伸時，分子間勢能增加 【正確答案】 BD 5 5、下列說法中正確的有、下列說法中正確的有 A.A.熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體從低溫物體傳到高溫物體 B.B.熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，也可能熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，也可能從低溫物體傳到高溫物體從低溫物體傳到高溫物體 C.C.機械功可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，但熱量不可能機械功可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，但熱量不可能全部轉(zhuǎn)化為機械功全部轉(zhuǎn)化為機械功 D.D.機械功可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，熱

9、量也可能全機械功可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，熱量也可能全部轉(zhuǎn)化為機械功部轉(zhuǎn)化為機械功 一、分子運動論一、分子運動論 內(nèi)容：內(nèi)容：1.物質(zhì)是由大量的分子組成的，物質(zhì)是由大量的分子組成的， 2.分子在作永不停息無規(guī)則的分子在作永不停息無規(guī)則的熱運動熱運動 3.分子之間存在相互作用的引分子之間存在相互作用的引力和斥力。力和斥力。1、物體是由大量的分子組成的、物體是由大量的分子組成的a、分子是具有各種化學性質(zhì)的最小粒子分子是具有各種化學性質(zhì)的最小粒子b、分子大?。悍肿哟笮。?分子直徑數(shù)量級分子直徑數(shù)量級 10-10米米 分子質(zhì)量：一般為分子質(zhì)量：一般為10-26 千克千克測定方法：測定方法：單分子油膜單分子油

10、膜 、離子顯微鏡觀測法、離子顯微鏡觀測法c、 阿佛加德羅常數(shù)阿佛加德羅常數(shù) :N=6.02 1023個個/摩摩 一摩爾任何氣體在標準狀況下一摩爾任何氣體在標準狀況下 體積為體積為22.4升升 d、 摩爾質(zhì)量摩爾質(zhì)量M，分子質(zhì)量，分子質(zhì)量m， 則則 M=mN分子大小的估測油膜法 油膜法油膜法測分子直徑.swf1.實驗中為什么要待容器中的水穩(wěn)定后再進行實驗？ 2.油酸分子直徑的數(shù)量級在10-10m，有位同學的測量結(jié)果遠大于這個數(shù)量級，試分析可能的原因？ 3.根據(jù)你的體會，試述做好本實驗應(yīng)該注意的幾個問題（或影響實驗結(jié)果的因素） 【答案要點】 油酸酒精溶液的濃度過大，水槽過小，痱子粉撒得過厚等. 【

11、答案要點】 水是否靜止，油酸酒精溶液的濃度是否合適，測液滴的體積時滴得是否均勻，痱子粉撒得厚薄是否合適等. 案例1利用油膜法可以粗略測出阿伏加德羅常數(shù).把密度=0.8103 kg/m3的某種油用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜，已知這滴油的體積為V=0.310-3 cm3，形成油膜的面積S=0.5 m2，油的摩爾質(zhì)量M=0.1 kg/mol，把油膜看成單分子層，每個分子看成球形，那么,（1）油分子的直徑是多少?（2）由以上數(shù)據(jù)可粗略測出阿伏加德羅常數(shù)NA是多少? 案例2在做“用油膜法估測分子的大小”實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每104 mL溶液中有純油酸6 mL.用注射器測得1 mL上述溶液中有

12、液滴50滴.把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標紙上，其形狀如右圖821所示，坐標中正方形小方格的邊長為20 mm.求： （1）油酸膜的面積是多少？ （2）每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？ （3）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是多少？ 分子模型 (1)液體、固體分子間隔略去不計的微觀模型球型或立方體型. (2)氣體分子的均勻模型：氣體分子平均占有一個立方體空間. 設(shè)氣體摩爾體積為V0，每個氣體分子所占有的空間 體積的立體棱長就等于相鄰兩氣體分子間的距離L，故L=30ANV30ANV2、分子熱運動、分子熱運

13、動 布朗運動：懸浮在液體（或氣體）布朗運動：懸浮在液體（或氣體） 中的小顆粒的無規(guī)則運動。中的小顆粒的無規(guī)則運動。 說明：說明：a、是固體顆粒的運動，、是固體顆粒的運動， 反映分子的無規(guī)則的運動。反映分子的無規(guī)則的運動。 b、顆粒越小布朗運動越顯著、顆粒越小布朗運動越顯著 c、溫度越高布朗運動越顯著、溫度越高布朗運動越顯著 原因：各個方向液體分子對粒子原因：各個方向液體分子對粒子 沖力不平衡引起的沖力不平衡引起的。3、分子間的相互作用力、分子間的相互作用力a、分子間同時存在引力和斥力，、分子間同時存在引力和斥力， 分子力是它們的合力。分子力是它們的合力。 分子力是短程力分子力是短程力. b、分

14、子力隨距離變化關(guān)系、分子力隨距離變化關(guān)系 r=r0時，時，F(xiàn)引引=F斥斥, 分子力為零；分子力為零； r r0時，時，F(xiàn)引引 F斥斥, 分子力表現(xiàn)為斥力分子力表現(xiàn)為斥力 r r0時，時，F(xiàn)引引 F斥斥, 分子力表現(xiàn)為引力分子力表現(xiàn)為引力 引力和斥力都隨分子間距離的增大引力和斥力都隨分子間距離的增大 而減?。坏饬Ρ纫p小得更快。而減小；但斥力比引力減小得更快。Frr00f斥斥f引引二、內(nèi)能二、內(nèi)能1定義：定義：物體里所有分子的動能和勢物體里所有分子的動能和勢 能的總和。能的總和。 a、溫度是、溫度是分子平均動能分子平均動能的標志。的標志。 溫度越高分子的溫度越高分子的平均平均動能越大。動能越

15、大。 EPr.r00rFr00f斥斥f引引b、分子勢能和分子間的距離有關(guān)系。、分子勢能和分子間的距離有關(guān)系。 r r0時，時，r增大增大Ep也隨之增大；也隨之增大； r r0時，時，r減小減小Ep也隨之增大。也隨之增大。2 2、物體的內(nèi)能、物體的內(nèi)能 （1 1）分子動能）分子動能與溫度有關(guān)與溫度有關(guān) 溫度是分子平均動能的標志溫度是分子平均動能的標志（2 2）分子勢能）分子勢能與體積有關(guān)與體積有關(guān)（3 3）物體的內(nèi)能）物體的內(nèi)能 所有的所有的分子動能分子動能和和分子勢能分子勢能的的總總和和 做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能決定物體內(nèi)能的是：溫度、體積、分子總數(shù)決定物體內(nèi)能的是：溫度、體積、分子總

16、數(shù)三、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律三、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律 1 內(nèi)容：內(nèi)容：能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能量既不能憑空產(chǎn)生，也不 能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化 為別的形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到為別的形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到 別的物體。別的物體。 2 能源的利用過程，實質(zhì)上是能量的能源的利用過程，實質(zhì)上是能量的 轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程。過程。 常規(guī)能源：煤、石油、天然氣等。常規(guī)能源：煤、石油、天然氣等。 新新 能能 源：核能、太陽能、地熱能、源：核能、太陽能、地熱能、 海洋能等海洋能等熱力學第一定律：熱力學第一定律：U = Q + WU = Q + W注意各物理量符號的含

17、義注意各物理量符號的含義 在19世紀早期，不少人沉迷于一種神秘機械, 這種設(shè)想中的機械只需要一個初始的力量就可使其運轉(zhuǎn)起來，之后不再需要任何動力和燃料，卻能自動不斷地做功。在熱力學第一定律提出之前，人們一直圍繞著制造永動機的可能性問題展開激烈的討論，這種不需要外界提供能量的永動機稱為第一類永動機。第一類永動機熱力學第二定律（熱傳導的方向性）熱力學第二定律（熱傳導的方向性）不可能使熱量由低溫物體傳遞到高不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化溫物體，而不引起其他變化. .不可能從單一熱源吸收熱量并把它不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化全部用來做功，而不引起

18、其他變化. .（第二類永動機不可能制成）（第二類永動機不可能制成）第二類永動機 不少人開始企圖從單一熱源（比如從空氣、海洋）吸收能量，并用來做功。將熱轉(zhuǎn)變成功，并沒有違背能量守恒，如果能夠?qū)崿F(xiàn)，人類就將有了差不多取之不盡的能源，地球上海水非常豐富，熱容很大，僅僅使海水的溫度下降1，釋放出來的熱量就足夠現(xiàn)代社會用幾十萬年，從海水中吸取熱量做功，則航海不需要攜帶燃料！這種機械被人們稱為第二類永動機。 1. 克勞修斯（Clausius）的表述： “熱量由低溫物體傳給高溫物體而不引起其它變化是不可能的”。 熱量從高溫傳到低溫處的過程可自發(fā)進行，反之，熱量從低溫傳到高溫處雖可以進行，但有條件，如通過制冷

19、機將熱從低溫處轉(zhuǎn)到高溫處，除了這部分能量轉(zhuǎn)化之外，必然引起其它變化，就是還要消耗電功變成熱，就是說，使熱量從低溫向高溫轉(zhuǎn)移的同時，需消耗另一部分功，變成為熱。 2. 開爾文（Kelvin）的表述： 從單一熱源取出熱使之完全變?yōu)楣?，而不發(fā)生其它變化是不可能的。這種說法的意思是從功轉(zhuǎn)變成熱，可不引起其它變化，(如摩擦生熱，機械功完全轉(zhuǎn)成熱而不發(fā)生其它變化)，但是其反過程，將熱變成功，除了這些能量轉(zhuǎn)換外，必然引起其它變化，否則就不能發(fā)生。 練習練習 1.1.下列說法正確的是下列說法正確的是 A.A.布朗運動反映了大量分子的無規(guī)律運動布朗運動反映了大量分子的無規(guī)律運動 B.B.布朗通過顯微鏡觀察到了分

20、子的運動布朗通過顯微鏡觀察到了分子的運動 C.C.布朗運動隨溫度的升高而越加劇烈布朗運動隨溫度的升高而越加劇烈 D.D.布朗運動隨溫度的升高而越加緩慢布朗運動隨溫度的升高而越加緩慢 【正確答案】 AC練習練習 2.2.兩個分子相距為兩個分子相距為r r1 1時，分子間的相互作用力表現(xiàn)為時，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力，相距為引力，相距為r r2 2時，分子間的相互作用力表現(xiàn)為斥力，時，分子間的相互作用力表現(xiàn)為斥力，則分子則分子 A.A.相距為相距為r r1 1時分子間的引力大于相距為時分子間的引力大于相距為r r2 2時的引力時的引力 B.B.相距為相距為r r1 1時分子間的斥力大于相距為時

21、分子間的斥力大于相距為r r2 2時的斥力時的斥力 C.C.相距為相距為r r2 2時分子間的斥力大于相距為時分子間的斥力大于相距為r r1 1時的引力時的引力 D.D.相距為相距為r r1 1時的引力大于相距為時的引力大于相距為r r2 2時的斥力時的斥力 【正確答案】 C練習練習 3.3.同質(zhì)量的氧氣和氫氣溫度相同，下列說同質(zhì)量的氧氣和氫氣溫度相同，下列說法正確的是法正確的是 A.A.兩種氣體的分子勢能一定相等兩種氣體的分子勢能一定相等 B.B.兩種氣體的分子平均動能一定相等兩種氣體的分子平均動能一定相等 C.C.每個氧分子的動能都比氫分子的動能大每個氧分子的動能都比氫分子的動能大 D.D

22、.每個氧分子的速率都比氫分子的速率大每個氧分子的速率都比氫分子的速率大 【正確答案】 B練習練習 4.4.對液體和固體來說，如用對液體和固體來說，如用MM表示摩爾質(zhì)量，表示摩爾質(zhì)量，mm表示分子質(zhì)量，表示分子質(zhì)量， 表示物質(zhì)密度，表示物質(zhì)密度，V V0 0表示表示摩爾體積，摩爾體積，V V表示分子體積，表示分子體積，NANA表示阿伏加表示阿伏加德羅常數(shù)，那么反映這些量之間關(guān)系的下列德羅常數(shù)，那么反映這些量之間關(guān)系的下列各式中，正確的是各式中，正確的是 A.A.NANA= =B.B.NANA= = C.C.V V= =D.D.NANA= ,= ,mm= =VV0 0 ANMmVV,0ANMmVV,0ANMmVV,0ANMmVV,0ANMmVV,0ANMmVV,0ANMmVV,0ANMmVV,0ANMmVV,0ANMmVV,0ANMmVV,0VMmM,VV0【正確答案正確答案】 B B練習練習 5.5.用用r r表示兩個分子間的距離，表示兩個分子間的距離，E Ep p表示兩個分表示兩個分子間相互作用的勢能，當子間相互作用的勢能，當r r= =r r0 0時兩分