内容正文:
专题16 热学
考点内容
要求
考情
物质的微观结构
b
2021·重庆卷·8、2023·海南卷·5
2020·全国卷Ⅰ·33(1)、2023·北京卷·1
2023·全国卷新课标·8、2023·浙江1月选考·18
2022·全国乙卷·33(2)、2023·海南卷·16
2022·重庆卷·15(2)、2023·辽宁卷·5
2023·上海卷·4、2022·江苏卷·7
2021·全国甲卷·33(1)、2021·河北卷·15(1)
2023·浙江1月选考·17、2022·重庆卷·15(1)
2022·山东卷·5、2021·山东卷·2
分子热运动、布朗运动
c
分子间的作用力
c
内能(分子动能和势能)
b
固体的晶体和非晶体、液体的表面张力现象
a
气体实验定律、理想气体
b
做功和热传递是改变物体内能的两种方式
c
热力学第一定律、热力学第二定律
c
能量守恒定律、能源
a
学
习
目
标
1.掌握分子模型的构建与分子直径的估算方法
2.了解分子动理论的基本观点.了解扩散现象并能解释布朗运动.
3.知道分子间作用力随分子间距离变化的图像.
4.了解物体内能的决定因素.
5.知道晶体和非晶体的特点,了解表面张力现象和毛细现象,知道它们的产生原因.
6.掌握气体压强的计算方法及气体压强的微观解释.
7.能用气体实验定律解决实际问题,并会分析气体图像问题.
8.知道改变内能的两种方式,理解热力学第一定律,并能用热力学第一定律解决相关问题.
9.理解热力学第二定律,知道热现象的方向性.
知识点01 分子动理论、内能 3
一、分子的大小 3
二、分子的两种模型 3
三、阿伏加德罗常数 3
四、分子热运动 3
五、分子间的相互作用力 4
六、物体的内能 4
七、分子间的作用力、分子势能与分子间距离的关系 5
八、温度与温标 6
知识点02 固体、液体与气体 6
一、固体 6
二、液体 7
三、液晶 7
四、气体的状态参量 7
五、气体压强的计算 8
六、气体的变化——气体实验定律 12
七、理想气体状态方程 12
八、气体状态变化的图像问题 14
九、气体分子运动的特点 17
知识点02 热力学定律 18
一、改变内能的两种方式 18
二、能量转化和守恒定律 18
三、热力学第一定律 18
四、热力学第一定律与图像的综合应用 19
五、热力学第一定律与气体实验定律综合问题的解题思路 19
六、热力学第二定律 22
七、永动机不可能制成 23
知识点01 分子动理论、内能
一、分子的大小
物质是由大量分子组成的,分子直径的数量级一般是10-10m. 分子的质量:数量级为10-26 kg.
二、分子的两种模型
1.球模型:,得直径 (常用于固体和液体).
2.立方体模型:,得边长 (常用于气体).
三、阿伏加德罗常数
1.1 mol的任何物质都含有相同的粒子数.通常可取;
2.阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁.
【技巧点拨】
①微观量与宏观量
Ⅰ、微观量:分子质量m0、分子体积V0、分子直径d等.
Ⅱ、宏观量:物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ、物体的体积V、摩尔体积Vmol等.
②几个重要关系
Ⅰ、一个分子的质量:.
Ⅱ、一个分子的体积: (注意:对于气体,V0表示一个气体分子占有的空间).
Ⅲ、1 mol物体的体积:.
四、分子热运动
1.分子热运动:分子做永不停息的无规则运动.
2.扩散现象:不同的物质互相接触时,可以彼此进入对方中去.温度越高,扩散越快. 扩散现象就是分子的运动,发生在固体、液体、气体任何两种物质之间.
3.布朗运动:在显微镜下看到的悬浮在液体(或气体)中微小颗粒的无规则运动,是液体分子对微小颗粒撞击作用的不平衡造成的,是液体分子永不停息地无规则运动的宏观反映.颗粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越明显.
【技巧点拨】布朗运动不是分子的运动,但它反映了液体(或气体)分子的无规则运动.
五、分子间的相互作用力
分子间同时存在着引力和斥力,引力和斥力都随分子间距离增大而减小,但斥力的变化比引力的变化快,实际表现出来的是引力和斥力的合力.
【实战演练】
(2021·重庆卷·8)图甲和图乙中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分子之间的距离变化的规律,r0为平衡位置.现有如下物理量:①分子势能,②分子间引力,③分子间斥力,④分子间引力和斥力的合力,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是( )
A.①③② B.②④③ C.④①③ D.①④③
答案 D
解析 根据分子处于平衡位置(即分子之间距离为r0)时分子势能最小,可知曲线Ⅰ为分子势能随分子之间距离r变化的图像;根据分子处于平衡位置(即分子之间