2020年高考物理一轮复习专题13热学考点归纳.docx
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1、专题13 热学目录第一节分子动理论内能(实验:用油膜法估测分子的大小)1【基本概念、规律】1考点一微观量的估算2考点二布朗运动与分子热运动3考点三分子力、分子势能与分子间距离的关系3考点四物体的内能4考点五实验:用油膜法估测分子的大小5【思想方法与技巧】6用统计规律理解温度的概念6第二节固体、液体和气体6【基本概念、规律】6【重要考点归纳】8考点一固体和液体的性质8考点二气体压强的产生与计算8考点三气体状态变化的图象问题9考点四理想气体状态方程与实验定律的应用9【思想方法与技巧】10“两部分气”问题的求解技巧10第三节热力学定律与能量守恒10【基本概念、规律】10【重要考点归纳】11考点一对热
2、力学第一定律的理解及应用11考点二对热力学第二定律的理解11【思想方法与技巧】12气态方程与热力学第一定律的综合应用12第一节分子动理论内能(实验:用油膜法估测分子的大小)【基本概念、规律】一、分子动理论1物体是由大量分子组成的(1)分子的大小分子直径:数量级是1010 m;分子质量:数量级是1026 kg;测量方法:油膜法(2)阿伏加德罗常数1 mol任何物质所含有的粒子数,NA6.021023 mol1.2分子热运动一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动(1)扩散现象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,可在固体、液体、气体中进行(2)布朗运动悬浮在液体(或气体)中的微
3、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二、温度1意义:宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小)2两种温标(1)摄氏温标和热力学温标的关系Tt273.15_K.(2)绝对零度(0 K):是低温极限,只能接近不能达到,所以热力学温度无负值三、内能1分子动能(1)意义:分子动能是分子热运动所具有的动能;(2)分子平均动能所有分子动能的平均值温度是分子平均动能的标志2分子势能由分子间相对位置决定的能,在宏观上分子势能与物体体积有关,在微观上与分子间的距离有关3
4、物体的内能(1)内能:物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和(2)决定因素:温度、体积和物质的量【重要考点归纳】考点一微观量的估算1微观量:分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.2宏观量:物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度.3关系(1)分子的质量:m0.(2)分子的体积:V0.(3)物体所含的分子数:NNANA或NNANA.4两种模型(1)球体模型直径为d.(2)立方体模型边长为d.5.(1)固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的分子的体积V0,仅适用于固体和液体,对气体不适用(2)对于气体分子,d的值并非气体分子的大小,而是两个相邻的气体分子之间的平均距
5、离考点二布朗运动与分子热运动布朗运动分子热运动活动主体固体小颗粒分子区别是固体小颗粒的运动,是比分子大得多的分子团的运动,较大的颗粒不做布朗运动,但它本身的以及周围的分子仍在做热运动是指分子的运动,分子无论大小都做热运动,热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息的无规则运动,都随温度的升高而变得更加剧烈,都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的,它是分子做无规则运动的反映特别提醒:(1)扩散现象直接反映了分子的无规则运动,并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间(2)布朗运动不是分子的运动,是液体分子无规则运动的反映考点三分子力、分子势
6、能与分子间距离的关系一、分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep0)1当rr0时,分子力为引力,当r增大时,分子力做负功,分子势能增加2当rr0时,分子力为斥力,当r减小时,分子力做负功,分子势能增加3当rr0时,分子势能最小二、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离的关系图线判断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,不要混淆考点四物体的内能1物体的内能与机械能的比较内能机械能定义物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和物体的动能、
7、重力势能和弹性势能的统称决定因素与物体的温度、体积、物态和分子数有关跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关量值任何物体都有内能可以为零测量无法测量可测量本质微观分子的运动和相互作用的结果宏观物体的运动和相互作用的结果运动形式热运动机械运动联系在一定条件下可以相互转化,能的总量守恒2.内能和热量的比较内能热量区别是状态量,状态确定系统的内能随之确定一个物体在不同的状态下有不同的内能是过程量,它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量联系在只有热传递改变物体内能的情况下,物体内能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的热量.3.分析物体的内能问题应当明确以下几点(1)内能是对物体的大量分子而
8、言的,不存在某个分子内能的说法(2)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数,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,相同温度的任何物体,分子的平均动能相同考点五实验:用油膜法估测分子的大小1实验原理利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜,将油酸分子看做球形,测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积,用d计算出油膜的厚度,其中V为一滴油酸溶液中所含油酸的体积,S为油膜面积,这个厚度就近似等于油酸分子的直径2实验步骤(1)取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中,制成N mL的油酸酒精溶液,则油酸的纯度为.(2)往边长为3040 cm的浅盘中倒
9、入约2 cm深的水,然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液,使这些溶液的体积恰好为1 mL,算出每滴油酸酒精溶液的体积V0 mL.(4)用滴管(或注射器)向水面中央滴入一滴配制好的油酸酒精溶液,油酸就在水面上慢慢散开,形成单分子油膜(5)待油酸薄膜形状稳定后,将一块较大的玻璃板盖在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上(6)将玻璃板取出放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面积S.3数据处理(1)计算一滴溶液中油酸的体积:V(mL)(2)计算油膜的面积:利用坐标纸求油膜面积时,以边长为1 cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,不足
10、半个的舍去,大于半个的算一个(3)计算油酸的分子直径:d(注意单位统一)【思想方法与技巧】用统计规律理解温度的概念1.对微观世界的理解离不开统计的观点单个分子的运动是不规则的,但大量分子的运动是有规律的,如对大量气体分子来说,朝各个方向运动的分子数目相等,且分子的速率按照一定的规律分布宏观物理量与微观物理量的统计平均值是相联系的,如温度是分子热运动平均动能的标志但要注意:统计规律的适用对象是大量的微观粒子,若对“单个分子”谈温度是毫无意义的第二节固体、液体和气体【基本概念、规律】一、固体1分类:固体分为晶体和非晶体两类晶体分单晶体和多晶体2晶体与非晶体的比较单晶体多晶体非晶体外形规则不规则不规
11、则熔点确定确定不确定物理性质各向异性各向同性各向同性典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体二、液体1液体的表面张力(1)作用:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势(2)方向:表面张力跟液面相切,跟这部分液面的分界线垂直(3)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液晶的物理性质(1)具有液体的流动性(2)具有晶体的光学各向异性(3)在某个方向上看,其分子排列比较整齐,但从另一方向看,分子的排列是杂乱无
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