高中物理二輪復(fù)習(xí)課件分子動(dòng)理論氣體及熱力學(xué)定律

高中物理二輪復(fù)習(xí)課件分子動(dòng)理論氣體及熱力學(xué)定律匯報(bào)人：XX20XX-01-14目錄分子動(dòng)理論氣體熱力學(xué)定律分子動(dòng)理論氣體及熱力學(xué)定律的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和探究分子動(dòng)理論01阿伏伽德羅常數(shù)011mol任何物質(zhì)都包含相同數(shù)目的粒子，這個(gè)常數(shù)被稱為阿伏伽德羅常數(shù)，約為$6.02times10^{23}text{mol}^{-1}$。02分子的質(zhì)量分子質(zhì)量與摩爾質(zhì)量和阿伏伽德羅常數(shù)有關(guān)，計(jì)算公式為$m=frac{M}{N_A}$，其中$m$是分子質(zhì)量，$M$是摩爾質(zhì)量，$N_A$是阿伏伽德羅常數(shù)。03油膜法測(cè)分子直徑通過(guò)測(cè)量油膜的面積和體積，可以計(jì)算出分子的直徑。這種方法常用于測(cè)量不溶于水的物質(zhì)的分子直徑。物質(zhì)是由大量分子組成的懸浮在液體或氣體中的微粒所做的永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。其因由英國(guó)植物學(xué)家布朗所發(fā)現(xiàn)而得名。作布朗運(yùn)動(dòng)的微粒的直徑一般為10-5~10-3厘米，這些小的微粒處于液體或氣體中時(shí)，由于液體分子的熱運(yùn)動(dòng)，微粒受到來(lái)自各個(gè)方向液體分子的碰撞，當(dāng)受到不平衡的沖撞時(shí)而運(yùn)動(dòng)，由于這種不平衡的沖撞，微粒的運(yùn)動(dòng)不斷地改變方向而使微粒出現(xiàn)不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)分子的熱運(yùn)動(dòng)具有無(wú)序性、統(tǒng)計(jì)規(guī)律性和能量均分性等特征。無(wú)序性指分子運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)則且永不停息；統(tǒng)計(jì)規(guī)律性指大量分子的行為符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律；能量均分性指在熱平衡狀態(tài)下，物質(zhì)分子的每一個(gè)自由度都具有相同的平均能量。熱運(yùn)動(dòng)的特征分子的熱運(yùn)動(dòng)分子間的相互作用力存在于分子與分子之間或惰性氣體原子間的作用力，又稱范德華力。分子間作用力是僅存在于分子(molecule)與分子之間或惰性氣體(noblegas)原子(atom)間的作用力，又稱范德華力(vanderwaals)，具有加和性，屬于次級(jí)鍵。氫鍵(hydrogenbond)、弱范德華力、疏水作用力、芳環(huán)堆積作用、鹵鍵都屬于次級(jí)鍵（又稱分子間弱相互作用）。分子間作用力當(dāng)兩個(gè)分子間的距離小于平衡距離時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)兩個(gè)分子間的距離大于平衡距離時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力；當(dāng)兩個(gè)分子間的距離等于平衡距離時(shí)，分子間的作用力為零。引力與斥力氣體02微觀解釋等溫變化時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能不變，但由于體積變化，單位體積內(nèi)的分子數(shù)改變，導(dǎo)致壓強(qiáng)變化。玻意耳定律在溫度不變的情況下，氣體的壓強(qiáng)與體積成反比。即PV=C（常數(shù)）。氣體的等溫變化查理定律01在等容條件下，氣體的壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比。即P/T=C（常數(shù)）。蓋-呂薩克定律02在等壓條件下，氣體的體積與熱力學(xué)溫度成正比。即V/T=C（常數(shù)）。微觀解釋03等容變化時(shí)，體積不變，溫度升高導(dǎo)致分子平均動(dòng)能增大，撞擊容器壁的力增強(qiáng)，壓強(qiáng)增大。等壓變化時(shí)，壓強(qiáng)不變，溫度升高使得分子平均動(dòng)能增大，分子間距離增大，體積膨脹。氣體的等容變化和等壓變化PV=nRT，其中P為壓強(qiáng)，V為體積，n為物質(zhì)的量，R為氣體常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度。理想氣體狀態(tài)方程反映了氣體分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)。分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致氣體對(duì)容器壁的撞擊產(chǎn)生壓強(qiáng)；分子間的相互作用力可忽略不計(jì)，因此氣體的體積主要由分子間的平均距離決定；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。理想氣體狀態(tài)方程微觀解釋理想氣體的狀態(tài)方程熱力學(xué)定律0301能量守恒熱力學(xué)第一定律表明，熱量和功是能量轉(zhuǎn)化的兩種形式，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化，但總能量保持不變。02熱力學(xué)過(guò)程在熱力學(xué)過(guò)程中，系統(tǒng)從外界吸收熱量或?qū)ν饨缱龉?，其?nèi)能會(huì)發(fā)生變化。這種變化遵循能量守恒定律。03符號(hào)規(guī)定在熱力學(xué)中，通常規(guī)定系統(tǒng)吸收熱量為正，放出熱量為負(fù)；外界對(duì)系統(tǒng)做功為正，系統(tǒng)對(duì)外界做功為負(fù)。熱力學(xué)第一定律熱機(jī)效率熱機(jī)在將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程中，不可能達(dá)到100%的效率。這是因?yàn)闊釞C(jī)在工作過(guò)程中，總有一部分熱量會(huì)不可避免地散失到環(huán)境中。熱傳導(dǎo)方向熱力學(xué)第二定律指出，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化。熵增原理熱力學(xué)第二定律還可以表述為“熵增原理”，即在一個(gè)孤立系統(tǒng)中，熵（表示系統(tǒng)無(wú)序程度的物理量）總是趨向于增加，而不會(huì)自發(fā)地減少。熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第三定律指出，絕對(duì)零度（0K或-273.15℃）是不可能達(dá)到的。這是因?yàn)榻^對(duì)零度是溫度的最低極限，此時(shí)分子運(yùn)動(dòng)停止，熱運(yùn)動(dòng)完全消失。絕對(duì)零度在絕對(duì)零度時(shí)，任何完美晶體的熵為零。這意味著在絕對(duì)零度下，晶體的內(nèi)部狀態(tài)是唯一的，沒(méi)有任何熱運(yùn)動(dòng)引起的混亂。熵的零點(diǎn)熱力學(xué)第三定律為建立熱力學(xué)溫標(biāo)提供了依據(jù)。在熱力學(xué)溫標(biāo)中，溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，與物質(zhì)的種類和狀態(tài)無(wú)關(guān)。熱力學(xué)溫標(biāo)熱力學(xué)第三定律分子動(dòng)理論氣體及熱力學(xué)定律的應(yīng)用04

解釋現(xiàn)象和解決問(wèn)題解釋氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因通過(guò)分子動(dòng)理論解釋氣體壓強(qiáng)是由于氣體分子不斷撞擊容器壁而產(chǎn)生的。解決氣體實(shí)驗(yàn)定律問(wèn)題應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律，如玻意耳定律、查理定律和蓋-呂薩克定律，解決相關(guān)氣體狀態(tài)變化的問(wèn)題。分析熱力學(xué)過(guò)程根據(jù)熱力學(xué)第一定律和第二定律，分析熱力學(xué)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化和傳遞，以及熱現(xiàn)象的方向性。通過(guò)油膜法等方法估算分子的大小，理解分子動(dòng)理論的基本概念。估算分子大小計(jì)算氣體狀態(tài)參量計(jì)算熱力學(xué)量應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程，計(jì)算氣體的壓強(qiáng)、體積和溫度等狀態(tài)參量。根據(jù)熱力學(xué)第一定律和第二定律，計(jì)算熱力學(xué)過(guò)程中的熱量、功和內(nèi)能等熱力學(xué)量。030201估算和計(jì)算03聯(lián)系生活實(shí)際將分子動(dòng)理論、氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)定律與生活實(shí)際相聯(lián)系，解釋生活中的熱現(xiàn)象，如溫室效應(yīng)、空調(diào)制冷原理等。01綜合應(yīng)用分子動(dòng)理論和氣體實(shí)驗(yàn)定律將分子動(dòng)理論和氣體實(shí)驗(yàn)定律結(jié)合起來(lái)，分析氣體的宏觀性質(zhì)和微觀機(jī)制，解決復(fù)雜的氣體狀態(tài)變化問(wèn)題。02創(chuàng)新思維在熱力學(xué)中的應(yīng)用通過(guò)創(chuàng)新思維，探索新的熱力學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律，提出新的熱力學(xué)理論或模型，推動(dòng)熱力學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。綜合應(yīng)用和創(chuàng)新思維實(shí)驗(yàn)和探究05利用油酸分子在水面形成的單分子油膜，通過(guò)測(cè)量油膜面積和油酸體積，計(jì)算油酸分子的直徑。實(shí)驗(yàn)原理準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，配制油酸酒精溶液，測(cè)量油膜面積，計(jì)算油酸分子直徑。實(shí)驗(yàn)步驟記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算油酸分子直徑的平均值，分析誤差來(lái)源。數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋通過(guò)探究氣體體積、溫度、壓強(qiáng)之間的關(guān)系，理解氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀本質(zhì)。理想氣體狀態(tài)方程結(jié)合氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體模型，推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程，理解其物理意義。氣體壓強(qiáng)的微觀解釋氣體壓強(qiáng)是由大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的持續(xù)而穩(wěn)定的壓力。探究：氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其