2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第26講 熱學(xué)經(jīng)典精講1.doc
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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第26講 熱學(xué)經(jīng)典精講1 開(kāi)心自測(cè) 題一:如圖所示,兩個(gè)接觸面平滑的鉛柱壓緊后懸掛起來(lái),下面的鉛柱不脫落,主要原因是 ( ) A.鉛分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) B.鉛柱受到大氣壓力作用 C.鉛柱間存在萬(wàn)有引力作用 D.鉛柱間存在分子引力作用 題二:圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖,M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體,M可沿N的內(nèi)壁上下滑動(dòng),設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換,在M向下滑動(dòng)的過(guò)程中( ) A.外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能增大 B.外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能減小 C.氣體對(duì)外界做功,氣體內(nèi)能增大 D.氣體對(duì)外界做功,氣體內(nèi)能減小 題三:如題圖所示,一淙用的“永動(dòng)機(jī)”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成,輕桿的末端裝有形狀記憶合金制成的葉片,輕推轉(zhuǎn)輪后,進(jìn)入熱水的葉片因伸展面“劃水”,推動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。離開(kāi)熱水后,葉片形狀迅速恢復(fù),轉(zhuǎn)輪因此能較長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是( ) A. 轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動(dòng),不需要消耗外界能量 B. 轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需能量來(lái)自形狀記憶合金自身 C. 轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)熱水,水溫升高 D. 葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量 考點(diǎn)梳理與金題精講 內(nèi)容 要求 說(shuō)明 1.物質(zhì)是由大量分子組成的。阿伏伽德羅常數(shù)。分子的熱運(yùn)動(dòng)、布朗運(yùn)動(dòng)。分子間的相互作用力。 2.分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。物體分子間的相互作用勢(shì)能、物體內(nèi)能 3.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 4.熱力學(xué)第一定律 5.熱力學(xué)第二定律 6.永動(dòng)機(jī)不可能 7.絕對(duì)零度不可達(dá)到 8.能源的開(kāi)發(fā)和利用、能源的利用與環(huán)境保護(hù) 9.氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量、熱力學(xué)溫度 10.氣體的體積、溫度、壓強(qiáng)之間的關(guān)系 11.氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 12.氣體壓強(qiáng)的微觀意義 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 氣體 氣體狀態(tài)參量(p、V、T) 氣體狀態(tài)的變化 知識(shí)結(jié)構(gòu) 分子動(dòng)理論 物質(zhì)由大量分子組成 分子做永不停息的 熱運(yùn)動(dòng) 分子間存在相互的引力和斥力 分子的直徑和質(zhì)量 物體的體積和質(zhì)量 阿伏伽德羅常數(shù)NA 擴(kuò)散現(xiàn)象 布朗運(yùn)動(dòng) 分子力隨距離的增大而減小,且斥力變化快 分子運(yùn)動(dòng)—?jiǎng)幽? 分子間相互作用—?jiǎng)菽? 溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志 分子勢(shì)能與物體的 體積有關(guān) 物體的內(nèi)能 其他物體(部分)的內(nèi)能 Q 其他形式能量 W 能的轉(zhuǎn)化和守恒定律 分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)平均規(guī)律 研究跟分子運(yùn)動(dòng)有關(guān)的熱現(xiàn)象,不可能也不必要去追隨每一個(gè)分子,只能根據(jù)分子集體的運(yùn)動(dòng)特性去確定分子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其所反映的宏觀性質(zhì),采用的是統(tǒng)計(jì)平均方法。比如:布朗運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生原因、溫度的含義等,都需要從大量分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)平均意義上去解釋和理解。 一、分子動(dòng)理論基礎(chǔ) 三個(gè)要點(diǎn): 1.物質(zhì)是由大量分子組成的。 2.分子的運(yùn)動(dòng):永不停息、無(wú)規(guī)則、隨著溫度的升高而更劇烈。 3.分子之間有相互的引力和斥力。 1、物質(zhì)是由大量分子組成的 分子——組成物質(zhì)的、具有物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒。 原子、離子、分子等。 分子模型:分子球、立方體等——用于估算。 固體和液體——分子緊密排列,空隙不計(jì)。 氣體——立方體。分子間距很大,游離狀的,能充滿整個(gè)容器。所以認(rèn)為每個(gè)分子在正立方體空間范圍活動(dòng),分子在這個(gè)正立方體的中心。 分子大小的測(cè)量方法 ①電子顯微鏡觀測(cè)——掃面隧道顯微鏡等 ②實(shí)驗(yàn)用單分子油膜法估測(cè)分子大小 V——一滴油的體積 S——水面上形成單分子油膜的面積 分子直徑的數(shù)量級(jí):10-10m 一般分子質(zhì)量數(shù)量級(jí):10-26Kg 分子間有間隙。酒精和水混合總體積減小。 (3)阿伏伽德羅常數(shù) NA=6.021023個(gè)/mol 反映1 mol的任何物質(zhì)中含有的微粒數(shù)(包括原子數(shù)、分子數(shù)、離子數(shù)等)相同。 粗略計(jì)算可用NA=61023 個(gè)/mol。 阿伏伽德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀量與宏觀量的橋梁。 微觀量: 分子體積 (或直徑)、分子質(zhì)量、分子間距、分子的數(shù)密度等。 宏觀量: 摩爾體積、摩爾質(zhì)量、 物體體積、物質(zhì)密度等。 題一:將1 cm3的油酸溶于酒精,制成200 cm3的油酸酒精溶液。已知1 cm3 溶液有50滴油酸,將一滴油酸溶液滴到水面上,酒精溶于水,油酸形成一單分子層,其面積為0.2 m2。由此可知油酸分子的直徑大約為多少? 二、分子的熱運(yùn)動(dòng) 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)事實(shí): 1、擴(kuò)散現(xiàn)象:是分子運(yùn)動(dòng)的直接結(jié)果,證明分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),還說(shuō)明分子 間有空隙。 2、布朗運(yùn)動(dòng) 在顯微鏡下,每隔30 s 把觀察到的微粒的位置記錄下來(lái)得到下圖: 布朗顆粒的運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng),它是液體分子運(yùn)動(dòng)的間接反映。 布朗運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):溫度越高,顆粒越小,布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈。 布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象都發(fā)現(xiàn)溫度越高,現(xiàn)象越劇烈,說(shuō)明了分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度與溫度的關(guān)系。由于分子做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),且溫度越高越劇烈,所以分子的這種無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)也叫熱運(yùn)動(dòng)。 布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因: 液體分子熱運(yùn)動(dòng) 布朗運(yùn)動(dòng) 題二:關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是( ) A.圖中記錄的是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況 B.圖中記錄的是微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡 C.實(shí)驗(yàn)中可以看到,微粒越大,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯 D.實(shí)驗(yàn)中可以看到,溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越激烈 三、分子間的相互作用力 1. 分子間相互作用的引力和斥力同時(shí)存在 。 2. f 引﹑f斥隨分子間距離的增大而減小,但f斥減小得快。 (1)當(dāng)r = r0時(shí),f引=f斥 , f合= 0 (2)壓縮 r < r0 時(shí), r↓→ f引< f斥 f合 為斥力 (斥力增得快) (3)拉伸 r > r0 時(shí), r→ f引> f斥 f合 為引力 (斥力減得快) (4)r > 10r0 時(shí),f合 很小,可不計(jì) f —r 關(guān)系圖線 分子的平衡位置: r0的數(shù)量級(jí):10-10m 當(dāng)r =10r0時(shí),分子力f ≈0,不計(jì)分子力。 4、 內(nèi)能、熱和功 1. 分子的動(dòng)能 概念1:分子由于做熱運(yùn)動(dòng)而具有的動(dòng)能叫分子動(dòng)能。 分子動(dòng)能由分子的m、v 決定。 物體中分子熱運(yùn)動(dòng)的速率大小不一,所以各個(gè) 分子的動(dòng)能也有大有小。 概念2:分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。 ——所有分子動(dòng)能的平均值,即 分子的平均動(dòng)能是個(gè)統(tǒng)計(jì)量。 溫度升高→分子熱運(yùn)動(dòng)加劇→分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增加 規(guī)律1:溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。 注意:溫度不是分子平均速率的標(biāo)志,而是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。 理解: 1. 同一間教室內(nèi),一瓶20℃氧氣與一瓶20℃氫氣,哪瓶氣體的分子平均動(dòng)能大? 它們的分子平均速率一樣大嗎? 2. 一瓶20℃氧氣與一瓶25℃氫氣,哪瓶氣體的分子平均動(dòng)能大? 2.分子勢(shì)能 分子間存在著相互作用力,因此分子間具有由它們的相對(duì)位置決定的勢(shì)能,這就是分子勢(shì)能。(可類比彈性勢(shì)能) 分子勢(shì)能ep與分子間距 r 有關(guān)。 分子勢(shì)能ep的大小跟物體的體積V 有關(guān)。 ep、V 的具體關(guān)系需從具體問(wèn)題分析。 3.物體的內(nèi)能 (1)概念: 物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢(shì)能的總和,稱為物體的內(nèi)能。 根據(jù)內(nèi)能的概念思考: 哪些物體具有內(nèi)能?靜止的?運(yùn)動(dòng)的?高溫的?低溫的? 有沒(méi)有哪一個(gè)物體沒(méi)有內(nèi)能? (2)任何物體在任何情況下都有內(nèi)能。 (3)物體的內(nèi)能由宏觀上的溫度、體積、物質(zhì)的量決定。 4、改變內(nèi)能的方式 做功:其他形式的能內(nèi)能; 熱傳遞:內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化(方向性) 做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的。 單一的做功過(guò)程:ΔE = W 單一的熱傳遞過(guò)程:ΔE= Q 既有做功又有熱傳遞的過(guò)程:ΔE = W+Q 5、熱力學(xué)第一定律: 外界對(duì)物體所做的功W 加上物體從外界吸收的熱量Q 等于物體內(nèi)能的增加量ΔE。ΔE = W + Q ΔE> 0:物體內(nèi)能增加;ΔE< 0:物體內(nèi)能減少。 W > 0:外界對(duì)物體做功;W< 0:物體對(duì)外做功。 Q > 0:物體從外界吸熱;Q< 0:物體向外界放熱 。 6、能量守恒定律 在自然界發(fā)生的一切過(guò)程中,能量既不能憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移給另一個(gè)物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,能量的總量是不變的。 第一類永動(dòng)機(jī)(不需要任何能量的機(jī)器)是不可能實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)榈谝活愑绖?dòng)機(jī)違反能量守恒定律。 絕對(duì)零度不可達(dá)到——熱力學(xué)第三定律 7、熱力學(xué)第二定律 熱力學(xué)第一定律 告訴我們,在一切熱力學(xué)過(guò)程中能量必須守恒。但是,滿足能量守恒的過(guò)程是否都能實(shí)現(xiàn)呢? (1)自然過(guò)程的方向性: ① 氣體的擴(kuò)散具有方向性 ② 熱傳導(dǎo)具有方向性 ③ 功變熱具有方向性 要實(shí)現(xiàn)反向的過(guò)程,必須借助外界的幫助。這個(gè)過(guò)程必然會(huì)造成其他的影響或變化。 自然過(guò)程的“方向性” 熱傳導(dǎo)的方向性:熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體。 反向的過(guò)程有沒(méi)有例子?熱傳導(dǎo)的過(guò)程是有方向性的。 要實(shí)現(xiàn)反向的過(guò)程,必須得到外界的幫助。這個(gè)過(guò)程必然會(huì)造成其他的影響或變化。自發(fā) 高溫物體的內(nèi)能 低溫物體的內(nèi)能 其他表述: 熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%;第二類永動(dòng)機(jī)(熱變功)是不可能制成的。 熱機(jī)——將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。 第二類永動(dòng)機(jī):從單一的熱源吸熱,然后全部用來(lái)做功,而不引起其他的變化的熱機(jī)。第二類永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律,但違反熱力學(xué)第二定律。 五、氣體 內(nèi) 容 要求 說(shuō)明 1.氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量;熱力學(xué)溫度 2.氣體的體積、溫度、壓強(qiáng)之間的關(guān)系 3.氣體壓強(qiáng)的微觀意義 Ⅰ Ⅰ Ⅰ 1、氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度的關(guān)系 (1)氣體的狀態(tài)參量:p V T ① 體積V——描述氣體幾何特性的物理量。 由于氣體分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),每一部分氣體都要充滿所能給予它的整個(gè)空間。 ② 溫度T——描述氣體熱學(xué)特征的物理量。 微觀含義:是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系:T= t + 273 ③ 壓強(qiáng)p ——描述氣體力學(xué)特性的宏觀參量。 氣體的壓強(qiáng) (1)壓強(qiáng)是描述氣體力學(xué)特性的宏觀參量。 (2)氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生——大量分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生了氣體的壓強(qiáng)。 (3)氣體作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強(qiáng)。用符號(hào)p 表示。即 p =F/S (4)氣體壓強(qiáng)的微觀意義:大量氣體分子對(duì)器壁的碰撞作用,形成了對(duì)器壁的壓力。氣體壓強(qiáng)大小跟溫度及分子的數(shù)密度有關(guān)。 一定質(zhì)量的氣體: ① 溫度一定時(shí),體積越小壓強(qiáng)越大; ② 體積一定時(shí),溫度越高壓強(qiáng)越大; ③ 壓強(qiáng)一定時(shí),溫度越高體積越大。 可參考公式: 注意結(jié)合熱力學(xué)第一定律分析氣體相關(guān)問(wèn)題。 題三:對(duì)于一定量的氣體,下列四個(gè)論述中正確的是 ( ) A.當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí),壓強(qiáng)必變大 B.當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí),壓強(qiáng)可以不變 C.當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí),壓強(qiáng)必變小 D.當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí),壓強(qiáng)必變大 第26講 熱學(xué) 開(kāi)心自測(cè) 題一:D 題二:A 題三:D 金題精講 題一:510-10m 題二:D 題三:B- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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