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【600考点700分考法】(2017A版)高考物理一轮复习 第十四章 热学课件


第十四章 热学

37 3 8 39 4 0 1

分子动理论 内能 气体、固体和液体 热力学定律与能量守恒定律 实验:用油膜法估测分子大小 热学综合问题
1

? 考点37

分子动理论

内能

? 应试基础必备 ? 高考考法突破
?

考法1 ? 考法2 ? 考法3 布朗运动与分子热运动的比较 利用阿伏伽德罗常数进行微观量的估算 分子间作用力和分子势能随分子间距的变化规律

2

? 考点37

分子动理论

内能

? 1. 分子动理论 (1) 物体是由大量分子组成的 ①分子的大小: 直径的数量级10-10 m,质量数量级10-26 kg ②分子直径估测方法:油膜法. ③阿伏伽德罗常数:1 mol的任何物质中含有NA=6.02×1023个分子. (2) 分子永不停息地做无规则运动 ①扩散现象:不同物质能够彼此进入对方的现象叫做扩散. 扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的. ②布朗运动:指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动. 微粒越小,温度越高,布朗运动越明显.

(3) 分子间存在相互的作用力
分子间同时存在引力和斥力,分子力是分子间引力和斥力的合力. 3

? 2.物体的内能

(1) 分子平均动能
分子由于做热运动而具有的动能叫分子动能. 物体内所有分子动能的平均值叫分子平均动能. (2) 分子的势能 由分子间相对位置决定的势能叫分子势能. 固体和液体的分子势能与物体的体积有关. (3) 物体的内能 物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能 ①决定内能的因素 微观上:分子动能、分子势能、分子个数. 宏观上:温度、体积、物质的量. ②改变物体内能有两种方式:做功、热传递 4

? 考法1 布朗运动与分子热运动的比较

5

? 考法2 利用阿伏伽德罗常数进行微观量的估算
? 1.灵活运用两种微观模型

(1) 球体模型:
分子的直径为 (2) 立方体模型: 分子的直径为

6

? 考法3 分子间作用力和分子势能随分子间距的变化规律

7

? 考点38

分子动理论

内能

? 应试基础必备 ? 高考考法突破
? 考法4 ? 考法5 ? 考法6 ? 考法7 ? 考法8 气体压强的计算 气体实验定律 理想气体的状态方程及应用 气体的变质量问题 晶体和非晶体 8

? 考点38

气体、固体和液体

9

10

? 2.固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强
的确定 可对该固体进行受力分析,由平衡

条件建立方程来求气体压强

11

? 考法5 气体实验定律
? 1.气体实验定律及图线比较

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? 考法7 气体的变质量问题
分析变质量问题,可通过选择合适的 研究对象,使问题转化为质量不变的问题 ? 1.打气问题 选择球内原有气体和即将打入的气体 作为研究对象 ? 2.抽气问题 将每次抽气过程中抽出的气体和剩余 气体作为研究对象

? 考法8 晶体和非晶体

? 3.灌气问题
把大容器中的剩余气体和多个小容器 中的气体看作整体来作为研究对象 ? 4.漏气问题

选容器内剩余气体和漏出气体整体作
为研究对象 13

? 考点39

热力学定律与能量守恒定律

? 应试基础必备 ? 高考考法突破
? 考法9 ? 考法10 对热力学第一定律的理解 对热力学第二定律的理解

14

? 考点39 热力学定律与能量守恒定律
? 1. 热力学第一定律 (1) 做功和热传递是改变物体内能的两种方式.

(2) 热力学第一定律:ΔU=Q+W
? 2.热力学第二定律

(1) 热传导的方向性:自发地从高温物体传到低温物体
低温物体必须要依靠外界的辅助才能将热量传给高温物体

(2) 第二类永动机:从单一热源吸热并把它全部用来对外做功,不产生其他变化的机器
(3) 热力学第二定律 ①克劳修斯表述:热量不能自发地从低温物体传到高温物体 ②开尔文表述:不可能从单一热源吸收热量,使之完全变为有用功,而不产生其他影响 ? 3.能量守恒定律 能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体 转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变

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? 考法9 对热力学第一定律的理解
? 1.反映了做功和热传递这两种改变内能的过程是等效的, 给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系 ? 2.对公式ΔU=Q+W符号的规定:

? 3. 几种特殊情况: (1) 绝热,Q=0,W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加; (2) 不做功,W=0,Q=ΔU,物体吸收的热量等于物体内能的增加; (3) 始末状态内能不变,ΔU=0,W=-Q,外界对物体做功等于物体放出热量 ? 4.注意事项: (1) 要明确研究的对象是哪个物体或者是哪个热力学系统; (2)计算要依照符号法则代入数据,结果正、负同样依照规则来解释其意义; (3) “绝热”说明与外界没有热交换,气体向真空扩散时对外不做功. 16

考法例 一定质量的气体,在从一个状态Ⅰ变化到另一个状态Ⅱ的过程中,吸收热量280 J, 并对外做功120 J,试问: (1)这些气体的内能发生了怎样的变化? (2)如果这些气体又返回到原来的状态,并放出了240 J热量,那么在返回的过 程中是气体对外界做功,还是外界对气体做功?做功多少?

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? 考法10

对热力学第二定律的理解

? 1.对热力学第二定律关键词的理解 在热力学第二定律的表述中,“自发地”“不产生其他影响”的含义: (1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性 (2)“不产生其他影响”发生的热力学宏观过程只在本系统内完成 对周围环境不产生热力学方面的影响,如吸热、放热、做功等.

? 2.热力学第二定律的实质
揭示大量分子参与宏观过程的方向性 热现象的宏观过程都具有方向性.

? 3.热力学过程方向性实例

18

? 考点40

实验:用油膜法估测分子的大小

? 应试基础必备

19

? 考点40
? 1. 实验原理

实验:用油膜法估测分子的大小

用油膜法估测分子大小的原理 累积法测一滴油酸酒精溶液体积V0,据溶液浓度求一滴纯油酸体积V 测出油滴形成单分子油膜层的面积 S,如果把分子看做球形,就可算

出油酸分子的直径 ? 2.实验步骤

.

(1) 配制油酸酒精溶液,1 mL油酸滴入酒精配制成500 mL油酸酒精溶液 (2) 用滴管或注射器将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中, 记下量筒内增加一定体积时的滴数,算出一滴油酸酒精溶液的体积. (3) 实验时先向边长为30~40 cm的浅盘里倒入约2 cm深水,将痱子粉 或石膏粉均匀撒在水面上,用滴管往水面上滴一滴油酸酒精溶液. (4) 待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,然后将油酸膜的

形状用彩笔画在玻璃板上.

20

(5) 将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面积S.求面积时
以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位.数出轮廓内正方形的个数 (6) 根据配制的油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V.根据一滴 纯油酸的体积V和薄膜的面积S即可算出油酸薄膜的厚度 ? 3.误差分析 用油膜法估测分子的直径,通常可以测得比较准,实验误差通常来自三个方面: (1) 形成单分子油膜 要求使用的酒精的浓度、痱子粉的用量适宜,形成单分子油膜 (2) 油滴的体积V 用累积法测油滴的体积 ,即油酸分子的大小.

(3) 油膜的面积S
计算方格数,不足半格舍去,多于半格算一个,方格边长单位越小越精确

21

? 4.注意事项
(1) 油酸酒精溶液的浓度应小于0.1%. (2) 痱子粉的用量不要太多,否则不易成功.

(3) 测一滴油酸酒精溶液的体积时,滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整
毫升数,应多滴几滴,数出对应的毫升数,这样求平均值时误差较小. (4) 浅盘里水离盘口面的距离应小些,并要水平放置,以便准确地画出油膜的 形状,画线时视线应与板面垂直. (5) 要待油膜形状稳定后,再画轮廓. (6) 利用坐标纸求油膜面积时,以边长1 cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形 的个数,不足半个的舍去,大于半个的算一个. (7) 做完实验后,把水从盘的一侧边缘倒出,并用少量酒精清洗,然后用脱脂 棉擦拭,最后用水冲洗,以保持盘的清洁.

22

? 专题12

热学综合问题

? 高考考法突破
? 考法11 热学综合问题

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? 专题12

热学综合问题

? 考法11 热学综合问题
一、以气体压强为桥梁表现为热学与力学的综合涉及受力分析、平衡条件、牛顿运 动定律、气体实验定律、理想气体状态方程等 二、以功和能为桥梁表现为实验定律与热力学定律的综合,涉及气体实验定律、理 想气体状态方程、动能定理、功能关系、热力学定律、能量守恒等 前一类问题要以跟气体接触的物体为对象进行受力分析, 研究对象可是活塞(或水银)、汽缸以及活塞和汽缸组成的整体 明确研究对象是平衡或加速运动,列出平衡方程或牛顿第二定律方程求出压强 以被封闭气体为对象,明确气体初末状态,结合气体实验定律、理想气体状态方程 求解 后一类问题找到气体实验定律与热力学定律之间的联系 两规律联系在于气体的体积V和温度T,关系如下: (1)体积变化对应气体与外界做功的关系 体积增大,气体对外界做功,即W<0;体积减小,外界对气体做功,即W>0. (2)理想气体不计分子势能,内能只与温度有关 温度升高,内能增大,即ΔU>0;温度降低,内能减小,即ΔU<0 24


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