【物理】2018届人教版热ѧ学案 44页

第十三章 热 学（选修3 - 3） 纲 要 求 考 情 分 析 分子动理论的基本观 点和实验依据 Ⅰ 理想气体 Ⅰ 阿伏伽德罗常数 Ⅰ 饱和蒸汽、未饱和蒸汽、 饱和蒸汽压 Ⅰ 气体分子运动速率的 统计分布 Ⅰ 相对湿度 Ⅰ 温度、内能 Ⅰ 热力学第一定律 Ⅰ 固体的微观结构、晶体 和非晶体 Ⅰ 能量守恒定律 Ⅰ 液晶的微观结构 Ⅰ 热力学第二定律 Ⅰ 液体的表面张力现象 Ⅰ 中学物理中涉及的国际 单位制的基本单位和其 他单位，例如摄氏度、标 准大气压 Ⅰ 气体实验定律 Ⅱ 实验十三：用油膜法估测分子的大小 　1.命题规律 本章知识点比较多，而高考重 点考查的内容包括分子动理论、 固体和液体的性质、气体实验 定律及热力学第一定律等知识。 题型一般为选择＋计算。 2.考查热点 预计在 2018 年高考中，对本部 分内容的考查仍将以分子动理 论、热力学定律及气体状态方 程的应用为重点。 第 69 课时　分子动理论　内能(双基落实课) [命题者说]　本课时内容既是高考选考内容，又是热学最基本的知识，因此高考针对这 些内容命题时，难度不会很大。在复习这部分内容时，只需全面复习，不需要过深的挖掘。 一、分子动理论和阿伏伽德罗常数 1.物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小 ①一般无机分子直径的数量级约为：10－10 m。 ②一般无机分子质量的数量级约为：10－26 kg。 (2)阿伏伽德罗常数：指 1 mol 的任何物质中含有相同的微粒个数，用符号 NA 表示，NA ＝6.02×1023 mol－1。 2．分子热运动：指分子永不停息的无规则运动 (1)扩散现象：指相互接触的不同物质彼此进入对方的现象。温度越高，扩散越快；扩 散可在固体、液体、气体中进行。 (2)布朗运动：指悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动。微粒越小，温度越高，布 朗运动越显著。 3．分子间的相互作用力 分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随 分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快，如图所示。 (1)当 r＝r0 时，F 引＝F 斥，F＝0； (2)当 r＜r0 时，F 引和 F 斥都随距离的减小而增大，但 F 引＜F 斥， F 表现为斥力； (3)当 r＞r0 时，F 引和 F 斥都随距离的增大而减小，但 F 引＞F 斥，F 表现为引力； (4)当 r＞10r0(10－9 m)时，F 引和 F 斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力 (F＝0)。 [小题练通] 1．(2016·北京高考)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定 气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密 度相同、直径不同的球体，并且 PM10、PM2.5 分别表示球体直径小于或等于 10 μm、2.5 μm 的颗粒物(PM 是颗粒物的英文缩写)。 某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范 围内，PM10 的浓度随高度的增加略有减小，大于 PM10 的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增 加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。 据此材料，以下叙述正确的是(　　) A．PM10 表示直径小于或等于 1.0×10－6 m 的悬浮颗粒物 B．PM10 受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力 C．PM10 和大悬浮颗粒物都在做布朗运动 D．PM2.5 的浓度随高度的增加逐渐增大 解析：选 C　PM10 直径小于或等于 10 μm，即 1.0×10－5 m，选项 A 错误；PM10 悬 浮在空中，表明空气分子作用力的合力与其重力平衡，选项 B 错误；PM10 和大悬浮颗粒物 的大小符合做布朗运动的条件，选项 C 正确；据题中材料不能判断 PM2.5 浓度随高度的增 加而增大，选项 D 错误。 2．下列关于布朗运动的说法中正确的是(　　) A．布朗运动是微观粒子的运动，其运动规律遵循牛顿第二定律 B．布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映 C．布朗运动是液体分子与固体分子的共同运动 D．布朗运动是永不停息的，反映了系统的能量是守恒的 E．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动 解析：选 ADE　布朗运动是悬浮的固体小颗粒不停地做无规则的宏观的机械运动，故 符合牛顿第二定律，它反映了液体分子永不停息地做无规则运动，A、E 正确，B、C 错误； 微粒运动过程中，速度的大小与方向不断发生改变，与接触的微粒进行能量交换，D 正确。 布朗运动不是液体分子的运动，而是固体颗粒在液体分子撞击下的无规则运动，它间接 地反映了液体分子的无规则运动。 二、温度和内能 1.温度 两个系统处于热平衡时，它们必定具有某个共同的热学性质，把表征这一“共同热学 性质”的物理量叫做温度。一切达到热平衡状态的系统都具有相同的温度。 2．摄氏温标和热力学温标 单位 规定 关系 摄氏温标(t) ℃ 在标准大气压下，冰的熔点是 0_℃，水的沸点是 100 ℃ 热力学温标 (T) K 零下 273.15_℃即为 0 K T＝t＋273.15 KΔT＝Δt 3．分子的动能 (1)分子动能是分子热运动所具有的动能。 (2)分子热运动的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)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。 4．分子的势能 (1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能。 (2)分子势能的决定因素 ①微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；取 r→∞处为零势能处，分子势能 Ep 与分子间距离 r 的关系如图所示，当 r＝r0 时分子势能最小。 ②宏观上——决定于体积和状态。 5．物体的内能 (1)物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量。对于给定的物体，其 内能大小由物体的温度和体积决定。 (2)改变物体内能有两种方式：做功和热传递。 [小题练通] 1．若某种实际气体分子的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体 体积和温度的关系是(　　) A．如果保持其体积不变，温度升高，内能增大 B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减少 C．如果保持其温度不变，体积增大，内能不变 D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减少 解析：选 A　若保持气体的体积不变，则分子势能不变，温度升高，分子的平均动能变 大，故气体的内能增大，A 正确，B 错误；若保持气体的温度不变，气体分子的平均动能不 变，体积增大，分子间的引力做负功，分子势能增大，故气体的内能增大，C、D 均错误。 2．(2017·吉林省实验中学模拟)两分子间的斥力和引力的合力 F 与分子 间距离 r 的关系如图中曲线所示，曲线与 r 轴交点的横坐标为 r0，相距很远 的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时， 分子势能为零，下列说法正确的是(　　) A．在 r>r0 阶段，F 做正功，分子动能增大，势能也增大 B．在 r