(5)内能 ①物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫做物体的内能,内能是 状态量. ②对于给定的物体,其内能大小与物体的温度和体积有关. ③物体的内能与物体的位置高低、速度大小无关. ④决定内能的因素 微观上:分子平均动能、分子势能、分子个数. 宏观上:温度、体积、物质的量(摩尔数).
物理 专题十四：热学
方法 方法 21 物体内能的求解方法 匀变速直线运动规律的应用方法 3.分析物体的内能问题时应当明确的几点 (1)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. (2)决定内能大小的因素有温度、体积和分子数,另外内能大小还与物态有关 系. (3)通过做功或热传递可以改变物体的内能. (4)温度是分子平均动能的标志,温度相同的任何物体,分子的平均动能相同.
物理 专题十四：热学
孤立系统的总熵不会减小. (2)热力学第二定律的微观意义 一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行. (3)第二类永动机:从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功,而不引起 其他变化的机器.第二类永动机违背热力学第二定律,不可能实现. 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其总量不变.
物理 专题十四：热学
考纲要求
考情精解读 命题规律
命题分析预测
考纲要求
1.分子动理论的基本观点和实验依据Ⅰ 2.阿伏加德罗常数Ⅰ 3.气体分子运动速率的统计分布Ⅰ 4.温度、内能Ⅰ 5.固体的微观结构、晶体和非晶体 Ⅰ 6.液晶的微观结构 Ⅰ 7.液体的表面张力现象 Ⅰ 8.气体实验定律Ⅱ 9.理想气体Ⅰ 10.饱和蒸气、未饱和蒸气、饱和蒸气压Ⅰ 11.相对湿度Ⅰ 12.热力学第一定律Ⅰ 13.能量守恒定律Ⅰ 14.热力学第二定律Ⅰ 15.单位制Ⅰ 16.实验:用油膜法估测分子的大小
2.液体 (1)液体的表面张力 ①概念:作用在液体表面上的并使液体具有收缩趋势的一种力. ②作用:如果在液体表面任意画一条线,线两侧的液体之间的作用力是引力, 它的作用是使液体表面绷紧. ③方向:表面张力跟液面相切,且跟这部分液面的分界线垂直. ④大小:液体的温度越高,表面张力越小;液体中溶有杂质时,表面张力变小; 液体的密度越大,表面张力越大. (2)毛细现象:浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降 的现象,称为毛细现象. (3)液晶:液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,又像液体一样具 有流动性. 3.气体 (1)饱和汽与未饱和汽
F引和F斥都随距离的增大而减 小,随距离的减小而增大,F引 <F斥,F表现为斥力 F引和F斥都随距离的增大而减 小,随距离的减小而增大,F引 >F斥,F表现为引力 F引=F斥,F=0 F引和F斥都已十分微弱,可以
r增大,斥力做正功,分子势能减少; r减小,斥力做负功,分子势能增加 r增大,引力做负功,分子势能增加; r减小,引力做正功,分子势能减少
命题分析预测
本专题中分子动理论和热力学定律及气体状态方程的应用仍是高考命题的 热点,题型以选择题和计算题为主
物理 专题十四：热学
考点1 分子动理论、内能
A.考点帮·知识全通关 考点2 固体、液体和气体
考点3 热力学定律与能量守恒定律
考点1
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分子直径的数量级是10-10 m,可以用油膜法测量分子的大小. ②阿伏加德罗常数即1 mol任何物质所含有的粒子数,NA=6.02×1023 mol-1. (2)分子在做永不停息的无规则运动 ①扩散现象 a.定义:不同物质能够彼此进入对方的现象. b.实质:不是外界作用引起的,也不是化学反应的结果,而是由自身物质分子 的无规则运动产生的. c.特点:温度越高,扩散越快,气体、固体、液体都可以扩散,气体和液体扩散 较快,固体扩散较慢.
(3)分子间的相互作用力 分子间同时存在引力和斥力,均随分子间的距离增大而减小,但斥力比引力 减小得更快.分子力是分子间引力和斥力的合力.
物理 专题十四：热学
2.内能 (1)温度:一切达到热平衡的系统都具有相同的温度. (2)两种温标:摄氏温标和热力学温标(关系:T=t+273.15 K). (3)分子动能 ①分子动能是分子热运动所具有的动能. ②平均动能是所有分子热运动的动能的平均值,温度是分子热运动的平均 动能的标志. ③物体所含分子的总动能由两个因素决定:分子的平均动能(即物体的温度) 和物体所含分子的数目. (4)分子势能 ①定义:由于分子间存在着分子力,所以分子组成的系统具有由分子间的相 对位置决定的分子势能. ②分子势能的决定因素 微观上——决定于分子间距离; 宏观上——与物体的体积有关.
命题规律 核心考点 考题取样 考向必究
分子动理论、 考查对气体分子速率有关图象的理 2017全国Ⅰ,T 33(1) 内能 解(考向1) 固体、液体和 2017全国Ⅰ,T 33(2) 考查玻意耳定律,查理定律等(考向2) 气体 2017全国Ⅱ,T33(2) 考查气体实验定律及力的平衡(考向2) 热力学定律与 2017全国Ⅲ,T33(1) 能量守恒定律 2016全国Ⅰ,T33(1) 考查理想气体状态方程,热力学第一 定律等(考向3) 考查热力学定律,气体及其相关知识 点(考向3)
物理 专题十四：热学 数学 第四章：三角函数
解析 由题图可知分子间距离由10r0减小到r0的过程中,分子力表现为引力, 先增大后减小,而分子势能一直减小,因此B选项正确,A、C、D选项错误. 答案 B
物理 专题十四：热学 数学 第四章：三角函数
题型 4 判断物体内能的变化 考法示例4 [多选]关于物体的内能,以下说法中正确的是 A.物体吸收热量,内能一定增大 B.物体放出热量,同时对外做功,内能一定减少 C.物体体积改变,内能可能不变 D.质量相同的0 ℃水的内能比0 ℃冰的内能大 解析 改变物体内能的方式有做功和热传递,物体吸收热量,而做功情况未 知,内能变化不确定,A选项错误.由ΔU=W+Q,物体对外做功W取负,外界对物 体做功W取正,物体吸热Q取正,放热Q取负;ΔU为正时,物体内能增加,ΔU为负 时,物体内能减少,B选项正确.当物体的体积改变时,就有做功情况存在,但热 传递情况不确定,所以内能可能不变,C选项正确.质量相同的0 ℃水的分子势 能比0 ℃冰的分子势能大,分子动能一样,所以水的内能大,D选项正确. 答案 BCD
方法3 气体压强的计算方法 方法解读： 1.气体压强的决定因素 (1)宏观上:决定于气体的温度和体积. (2)微观上:决定于分子的平均动能和分子数密度. 2.气体压强的计算 (1)在气体流通的区域,各处压强相等,如容器与外界相通,容器内外压强相等; 用细管相连的容器,平衡时两边气体压强相等. (2)液体内深为h处的总压强p=p0+ρgh,式中的p0为液面上方的压强. (3)连通器内静止的液体,同种液体在同一水平面上各处压强相等. (4)当封闭气体所在的系统处于力学非平衡状态时,欲求封闭气体的压强,首 先选择恰当的对象(如与气体关联的液柱、活塞等),并对其进行正确的受力 分析(特别注意内、外气体的压力),然后根据牛顿第二定律列方程求解.
物理 专题十四：热学
②布朗运动与分子热运动的比较
布朗运动
活动主体
分子热运动
区别
共做 分子的运动,分子无论大小都做 永不停息的无规则运动,微 热运动 粒越小运动越明显 都是无规则运动,温度越高运动越剧烈 布朗运动是由于微粒受液体分子无规则运动的撞击而产生的, 布朗运动的无规则性间接反映了液体分子运动的无规则性
专题十四 热学
CONTENTS
目录
考情精解读 考纲要求 命题规律 命题分析预测 A.考点帮·知识全通关 考点1 分子动理论、内能
考点2 固体、液体和气体 考点3 热力学定律与能量守恒定律
物理 专题十四：热学
B.方法帮·题型全突破 方法1微观量的求解方法 方法2物体内能的求解方法 方法3气体压强的计算方法 方法4气体变质量问题的求解方法 方法5气体实验定律及状态方程的应用方法 方法6热力学定律与气体实验定律综合应用问题的求解方法 C.考法帮·考向全扫描 考向1分子动理论 考向2气体、固体、液体的性质 考向3热力学定律
物理 专题十四：热学 数学 第四章：三角函数
方法2物体内能的求解方法
方法解读： 1.判断分子势能变化的两种方法 (1)根据分子力做功判断.分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势 能增加. (2)利用分子势能与分子间距的关系图线判断.如图所示.但要注意此图线和 分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似,但意义不同,不要混淆.
物理 专题十四：热学
方法1微观量的求解方法
方法2物体内能的求解方法
方法3气体压强的计算方法
B.方法帮·题型全突破 方法4气体变质量问题的求解方法
方法5气体实验定律及状态方程的应用方法
方法6热力学定律与气体实验定律综合应用问题的求 解方法
方法1微观量的求解方法
方法1微观量的求解方法
方法1微观量的求解方法
物理 专题十四：热学
题型 3 分子力、分子势能和距离的关系 考法示例3 如图所示, 用F表示两分子间的作用力,用Ep表示分子间的分子 势能,在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中
A.F不断增大,Ep不断减小 B.F先增大后减小,Ep不断减小 C.F不断增大,Ep先增大后减小 D.F、Ep都是先增大后减小
考点2
固体、液体和气体 晶体
1.固体
种类特征比较 外形 熔点 物理性质 典型物质
单晶体 规则 确定 各向异性
多晶体 不规则 确定 各向同性
非晶体 不规则 不确定 各向同性 玻璃、蜂蜡、松香
石英、云母、食盐、硫酸铜
有些物质在不同条件下能够形成不同的形态.同一种物质 形成与转化 可以以晶体和非晶体两种不同的形态出现,在一定条件下 晶体和非晶体可以相互转化