内容正文:
第1讲 热 学
高考题型1 热学基本知识
1.分子动理论
(1)分子大小
①阿伏加德罗常数:NA=6.02×1023 mol-1.[来源:学科网]
②分子体积:V0=(对气体分子为占有空间的体积).
③分子质量:m0=.
④油膜法估测分子的直径:d=.
(2)分子热运动的实验基础:扩散现象和布朗运动.
①扩散现象特点:温度越高,扩散越快.
②布朗运动特点:固体小颗粒永不停息、无规则的运动,颗粒越小、温度越高,运动越剧烈.[来源:Z&xx&k.Com]
(3)分子间的相互作用力和分子势能
①分子力:分子间引力与斥力的合力.分子间距离增大,引力和斥力均减小;分子间距离减小,引力和斥力均增大,但斥力总比引力变化的快.
②分子势能:分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增大;当分子间距为r0(分子间的距离为r0时,分子间作用力的合力为0)时,分子势能最小.
2.固体和液体
(1)晶体和非晶体的分子结构不同,表现出的物理性质不同.晶体具有确定的熔点.单晶体表现出各向异性,多晶体和非晶体表现出各向同性.晶体和非晶体在适当的条件下可以相互转化.
(2)液晶是一种特殊的物质状态,所处的状态介于固态和液态之间.液晶具有流动性,在光学、电学物理性质上表现出各向异性.
(3)液体的表面张力使液体表面具有收缩到最小的趋势,表面张力的方向跟液面相切.
3.分子热运动速率的统计分布规律
在一定状态下,气体大多数分子的速率在某个值附近,速率离这个值越远,具有这种速率的分子就越少,即气体分子速率总体上呈现出“中间多,两头少”的分布特征.
4.饱和汽和饱和汽压
与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽;没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽.在一定温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,因而饱和汽的压强也是一定的,这个压强叫做这种液体的饱和汽压,饱和汽压随温度升高而增大.
例1 (2018·江苏单科·12 A(1)(2))(1)如图1所示,一支温度计的玻璃泡外包着纱布,纱布的下端浸在水中.纱布中的水在蒸发时带走热量,使温度计示数低于周围空气温度.空气温度不变,若一段时间后发现该温度计示数减小,则________.
图1
A.空气的相对湿度减小
B.空气中水蒸气的压强增大
C.空气中水的饱和汽压减小
D.空气中水的饱和汽压增大
(2)一定量的氧气贮存在密封容器中,在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见下表.则T1________(选填“大于”“小于”或“等于”)T2.若约10%的氧气从容器中泄漏,泄漏前后容器内温度均为T1,则在泄漏后的容器中,速率处于400~500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比________(选填“大于”“小于”或“等于”)18.6%.
各速率区间的分子数占
总分子数的百分比/%
温度T1
温度T2
100以下
0.7
1.4
100~200
5.4
8.1
200~300
11.9
17.0
300~400
17.4
21.4
400~500
18.6
20.4
500~600
16.7
15.1
600~700
12.9
9.2
700~800
7.9
4.5
800~900
4.6
2.0
900以上
3.9
0.9
答案 (1)A (2)大于 等于
解析 (1)温度计示数减小说明水在蒸发,是因为空气中的相对湿度减小了,A对.
水的饱和汽压与温度有关,温度不变,水的饱和汽压不变,C、D错.
温度不变,水的饱和汽压不变,空气的相对湿度减小,所以空气中水蒸气的压强减小,B错.
(2)温度升高,速率大的分子比例较大,故T1>T2.
温度一定,气体分子速率分布情况不变,故泄漏前后速率处于400~500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比保持不变.
拓展训练1 (多选)(2018·扬州市一模)对热现象的认识和应用,下列说法正确的是( )
A.晶体的导热性能一定是各向异性
B.空气相对湿度越大时,暴露在空气中的水蒸发得越慢
C.要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,可在高温条件下利用分子的扩散来完成
D.“油膜法估测分子大小”的实验中,估算油酸分子直径用的是油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积
答案 BC
解析 单晶体具有各向异性,多晶体具有各向同性,故A错误;空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,暴露在空气中的水蒸发得越慢,故B正确;固体也能扩散,生产半导体器件时,需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,可以在高温条件下利用分子的扩散来完成,故C正确; “油膜法估测分子大小”的实验中,估算油酸分子直径用的是纯油酸的体积除以油膜的面积,故D错误.
拓展训练2 (多选)(2018·常州市一模)对于图2中各实验,说法正确的有( )
图2
A.甲图是