分子动理论与热力学定律.ppt

选修3-3(选考),热学部分在高考中，每年每套试题均有出现。在今后的高考中主要从以下几方面考查：1.考查阿伏加德罗常数及分子大小、分子质量、分子数目等微观量的估算。2.考查分子的平均动能、热运动和布朗运动。3.考查晶体和非晶体的特点及液体表面张力产生的原因。4.气体实验定律的定量计算及图象的考查。5.热力学第一定律与理想气体状态方程定性分析的综合考查。6.考查热力学第二定律和能量守恒的综合运算。7.考查油膜法测分子直径大小的原理、操作步骤和数据的处理。,本专题概念、规律繁多，但要求较低，考纲对给定的知识点全部是级要求。因此，在复习时应注意以下几个方面：(1)加强对基本概念和基本规律的理解。强化概念和规律的记忆，明确以分子动理论、热力学定律和能量守恒定律为核心的热力学规律；(2)理解以温度、内能和压强为主体的热学概念。要能从微观角度，从分子动理论的观点来认识热现象和气体压强的产生；能利用阿伏加德罗常数来联系宏观和微观在数量上的关系；(3)能熟练运用热力学第一、第二定律和能量转化与守恒定律分析及讨论物体内能的变化。,正确建立物理模型是解决问题的关键，对液体和固体，微观模型是分子紧密排列，分子可以看成球体，其体积V0=d3(d为球体直径)。对气体分子来说，由于分子不是紧密排列，上述微观模型对气体不适用，但我们可以通过立方体模型求分子间距，将气体体积分成N个小立方体，其边长即为分子间距，即d=(V为气体体积)。1.已知固体和液体的摩尔体积Vmol和一个分子的体积V0,则NA=Vmol/V0;知NA和Vmol亦可估算分子的大小。2.已知物体的摩尔质量M和一个分子的质量m0，求NA，则NA=M/m0；知NA和M亦可估算分子的质量。3.已知物体的体积V和摩尔体积Vmol，求物体的分子数n，则n=NAV/Vmol。4.已知物体的质量m和摩尔质量M，求物体的分子数，则n=(m/M)NA。,要点一分子的大小、质量与物体的体积、质量的关系,学案1分子动理论与热力学定律,铜的摩尔质量为M，密度为，若用NA表示阿伏加德罗常数，则下列说法正确的是（）A.1个铜原子的质量为/NAB.1个铜原子占有的体积为M/NAC.1m3铜所含原子的数目为(NA)/MD.1kg铜所含原子的数目为NA/M,CD,体验应用,1.布朗运动与扩散现象的关系(1)布朗运动与扩散现象是不同的两个现象，但也有相同之处。首先，它们都反映了分子永不停息地做无规则运动；其次，它们都随着温度的升高而表现得愈加明显；(2)扩散是两种不同物质接触时，没有受到外界的影响而彼此能够进入对方的现象，气体、液体、固体都有扩散现象，扩散的快慢除了和温度有关外，还和物体的密度差、溶液的浓度有关，密度差(浓度差)越大，扩散进行得越快；布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规则运动，其运动的激烈程度与微粒的大小和液体的温度有关，这是两者的不同之处。2.布朗运动与分子运动的关系(1)布朗运动的研究对象是固体小颗粒；分子运动的研究对象是分子。布朗微粒中也含有大量的分子，这些分子也在做永不停息的无规则运动；(2)布朗运动的产生原因是由于液体分子无规则运动的撞击，布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性；布朗运动与温度有关，表明液体分子的运动与温度有关，温度越高运动越激烈；(3)布朗运动的特点是永不停息、无规则，颗粒越小现象越明显，温度越高运动越激烈；在任何温度下都可以产生布朗运动，但温度越高布朗运动越明显；(4)布朗运动不仅能在液体中发生，也能够在气体中发生。,要点二微观分子热运动与其宏观表现的关系,要点三物体的内能和机械能的比较,名师支招：(1)物体的体积越大，分子势能不一定就越大，如0的水结成0的冰后体积变大，但分子势能却减小了。(2)理想气体分子间相互作用力为零，故分子势能忽略不计，一定质量的理想气体内能只与温度有关。(3)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子的内能的说法。,要点四热力学定律,1.温度、内能、热量、功的区别,2.两类永动机的比较,(1)高温物体热量Q能自发传给低温物体热量Q不能自发传给(2)机械能能自发地完全转化为内能不能自发地且不能完全转化为(3)气体体积V1能自发地膨胀到气体体积V2(V1V2)不能自发地收缩到(4)不同气体A和B能自发地混合成混合气体AB不能自发地分离成,3.热力学过程方向性的实例,4.热力学第一定律和热力学第二定律的关系热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量守恒的特殊表达形式与内能改变的定量关系。而第二定律指出了能量转化与守恒能否实现的条件和过程的方向，指出了一切变化过程的自然发展是不可逆的，除非靠外界影响。所以，二者既相互联系又相互补充。,【例1】假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取61023mol-1)()A.10年B.1千年C.10万年D.1千万年,热点一阿伏加德罗常数的应用,【解析】完成任务所需的时间=1g水中所包含的水分子个数，选项C正确，A、B、D错误。60亿人一年内所数的水分子个数,C,【例2】地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计。已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)()A.体积减小，温度降低B.体积减小，温度不变C.体积增大，温度降低D.体积增大，温度不变,热点二热力学第一定律,【解析】本题考查气体的有关知识，本题为中等难度题目。随着空气团的上升，大气压强也随着减小，那么空气团的体积会增大，空气团对外做功，其内能会减小，因为不计分子势能，所以内能由其温度决定，则其温度会降低。所以空气团的体积增大、温度降低、压强减小。,C,【例3】关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是()A.第二类永动机违反能量守恒定律B.如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C.外界对物体做功，则物体的内能一定增加D.做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的,热点三热力学第二定律,【解析】第二类永动机不能实现是因为第二类永动机违反了热力学第二定律，但并不违反能量守恒定律，故A错；做功和热传递都能改变物体的内能并遵守热力学第一定律，UQW，故B、C错；做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看，做功是能量形式的转化，热传递是内能转移，这两种改变方式是有区别的，故D正确。,D,【例4】下列说法正确的是()A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B.没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D.内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同,热点四分子动理论与热力学定律综合,【解析】布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，他反映的是液体分子无规则的运动，所以A错误；没有摩擦的理想热机不经过做功是不可能把吸收的能量全部转化为机械能的，B错误；摩尔质量必须和分子的质量结合才能求出阿伏加德罗常数，C错；温度是分子平均动能的标志，只要温度相同分子的平均动能就相同，物体的内能是势能和动能的总和，所以D正确。,D,