專題三十六 分子動理論 內(nèi)能 熱力學(xué)定律 能量守恒

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1、 高考物理復(fù)習(xí)學(xué)案 專題三十六 分子動理論 內(nèi)能 熱力學(xué)定律 能量守恒 【自主學(xué)習(xí)】 一、分子動理論 (一)物質(zhì)是由大量分子組成的(2010江蘇) 1、分子的大小 (1)分子很小:直徑數(shù)量級: m,質(zhì)量數(shù)量級: kg。 (2)油膜法測分子直徑: d= ,V是油滴的體積,S是水面上形成的 的面積 2、兩個常數(shù) (1)阿伏加德羅常數(shù)NA= (2)1mol任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積都是 3、宏觀量與微觀量及相互關(guān)系 (1)微觀量:分

2、子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0. (2)宏觀量:物體的體積V、摩爾體積Vmol,物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ. (3)關(guān)系: ①一個分子的質(zhì)量:m0= ②一個分子的體積:V0= ③物體所含的分子數(shù):n= 或n= 4、分子的兩種模型:(1)球體模型直徑d= (2)立方體模型邊長為d= 5、特別提醒: (1)固體和液體分子都可看成是緊密堆集在一起的.分子的體積V0= 僅適用于固體和液體,對氣體不適用. (2)對于氣體分子,d= 的值并非氣體分子的

3、大小,而是兩個相鄰的氣體分子之間的平均距離(常態(tài)下的氣體分子間的距離是分子本身直徑的10倍左右甚至更多) 例1已知銅的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol),銅的密度為ρ(kg/ m),阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol)。下列判斷錯誤的是(  ) A.1 kg銅所含的原子數(shù)為 B.1 m銅所含的原子數(shù)為 C.1個銅原子的質(zhì)量為 (kg) D.1個銅原子的體積為 (m) (二)分子的熱運動 1、擴散現(xiàn)象:相互接觸的物體彼此進入 的現(xiàn)象.溫度越高,擴散越 . 2、布朗運動:(2012大綱) (1)定義:懸浮在液體或氣體中的

4、 的永不停息的無規(guī)則運動 (2)產(chǎn)生的原因:是各個方向的液體分子對微粒撞擊作用的 引起的. (3)顆粒越小、溫度越高,布朗運動越 3、擴散現(xiàn)象和布朗運動都說明分子做無規(guī)則運動.前者 接,后者 接 4、熱運動:分子永不停息的 運動叫做熱運動 特別提醒: ①布朗運動 固體分子的運動, 液體分子的運動, 懸浮小顆粒的運動, 液體分子無規(guī)則運動的反映.(是、不是、也是、也不是、而是) ②布朗運動中的顆粒很小,肉眼看不見,需用光學(xué)顯微鏡才

5、能觀察到. ③由于分子的碰撞每秒鐘多達(dá)上億次,因此課本上布朗運動的示意圖 實際運動軌跡. (三)分子間的作用力 1.分子間同時存在著相互作用的 ,分子力為它們的 . 2.分子力的特點 (1)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而 ,隨分子間距離的減小而 ,但斥力比引力變化 .(為什么物體能夠被壓縮,但壓縮得越小,進一步壓縮就越困難?) ①r=r0時,(r0的數(shù)量級為10 m),F(xiàn)引=F斥,分子力F= ; ②r

6、 ; ③r>r0時,F(xiàn)引 F斥,分子力F表現(xiàn)為 ; ④r>10r0時,F(xiàn)引、F斥迅速減為零,分子力F= . (2)分子力隨分子間距離的變化圖線如圖1-1-1所示. (3)分子力的作用使分子聚集在一起,而分子的無規(guī)則運動使它們趨于分散,正 是這兩個因素決定了物體的氣、液、固三種不同的狀態(tài). 二、內(nèi)能 1、分子的平均動能 (1)定義:物體內(nèi)所有分子動能的 。 (2)物質(zhì)的溫度是它的分子熱運動的 的標(biāo)志。 注:溫度高,分子平均動能

7、 。溫度一樣,各種物質(zhì)的分子平均動能 。 2.分子勢能 (1)概念:由分子間的相互作用和 決定的能量. (2)分子勢能大小的相關(guān)因素 ①微觀上:分子勢能的大小與 有關(guān). 假定兩個分子的距離為無窮遠(yuǎn)時它們的分子勢能為0。使一個分子固定,另一個分子從無窮遠(yuǎn)逐漸向它靠近,直至相距很近很近。兩分子間距離為r0時分子間的引力與斥力平衡。從無窮遠(yuǎn)處移動到r0過程中,分子間的力做 ,分子勢能 ;從r0移動到相距很近很近過程中,分子力做 ,分子勢能

8、 ;r=r0時,分子勢能 ,但 (等于、不等于)零。 ②宏觀上:與物體的 有關(guān).大多數(shù)物體是 越大,分子勢能越大,也有少數(shù)物體(如冰、鑄鐵等), 變大,分子勢能反而變小. (3)分子力與分子勢能(2012海南) 名 稱 項 目 分子間的相互作用力F 分子勢能E p 與分子間距 的關(guān)系圖像 隨 分 子 間 距 的 變 化 情 況 r

9、 力 r增大,斥力做 功,分子勢能 r減小,斥力做 功,分子勢能 r> r F和F都隨距離的增大而 ,隨距離的減小而 ,F(xiàn) F,F(xiàn)表現(xiàn)為 力 r增大,引力做 功,分子勢能 r減小,引力做 功,分子勢能 r=r F F,F(xiàn)= 分子勢能最 ,但 零 r>10 r (10m) F和F都已十分微弱,可以認(rèn)為分子間沒有相互作用力 分子勢能為 例2(2010全國卷1)右圖為兩分子系統(tǒng)的勢能E

10、p與兩分子間距離r的關(guān)系曲線。下列說法正確的是( ) A.當(dāng)r大于r1時,分子間的作用力表現(xiàn)為引力 B.當(dāng)r小于r1時,分子間的作用力表現(xiàn)為斥力 C.當(dāng)r等于r2時,分子間的作用力為零 D.在r由r1變到r2的過程中,分子間的作用力做負(fù)功 3.物體的內(nèi)能 (1)內(nèi)能的微觀定義:物體內(nèi)所有分子的 和 的總和. 由微觀定義看決定因素 ①微觀上:分子動能、分子勢能、 . ②宏觀上: 、 、物質(zhì)的量(摩爾數(shù)). (2)內(nèi)能的宏觀定義:內(nèi)能是由系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)所決定的一種

11、 由宏觀定義看內(nèi)能的決定因素:內(nèi)能是一種 ,由系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)(即系統(tǒng)由包含物質(zhì)的多少、體積、壓強、溫度、物態(tài)等決定的狀態(tài))所決定 4.物體內(nèi)能的變化 (1)改變內(nèi)能的兩種方式 ①做功:僅當(dāng)做功使物體的內(nèi)能發(fā)生改變的時候,外界對物體做了多少功,物體內(nèi)能就 多少;物體對外界做了多少功,物體內(nèi)能就 多少. ②熱傳遞:僅當(dāng)熱傳遞使物體的內(nèi)能發(fā)生改變的時候,物體吸收了多少熱量,物體內(nèi)能就 多少;物體放出了多少熱量,物體內(nèi)能就 多少. (2)兩種改變方式間的關(guān)系 ①兩者在 上是等效的

12、. ②兩者的本質(zhì)區(qū)別:做功時內(nèi)能與其他形式的能相互 ,而熱傳遞只是不同物體(或一個物體的不同部分)之間內(nèi)能的 . 物體的內(nèi)能和機械能的比較 名 稱 項 目 內(nèi) 能 機械能 定義 物體內(nèi)所有分子熱運動 能與 能的總和 物體的 能、 能和 能的統(tǒng)稱 決定因素 由物體內(nèi)部狀態(tài)決定 跟宏觀運動狀態(tài)、參考系和零勢能點的選取有關(guān) 量值 物體都有內(nèi)能 為零 測量 測量 測量 本質(zhì) 的運動和相互作用的結(jié)果

13、 的運動和相互作用的結(jié)果 運動形式 運動 運動 聯(lián)系 在一定條件下可以相互 ,能的總量 特別提醒: (1)物體的體積越大,分子勢能不一定就越大,如0℃的水結(jié)成0℃的冰后體積變大,但分子勢能卻減小了. (2)理想氣體分子間相互作用力為零,故分子勢能忽略不計,一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只與 有關(guān). (3)機械能和內(nèi)能都是對宏觀物體而言的,不存在某個分子的內(nèi)能、機械能的說法. 三、熱力學(xué)第一、第二定律(2012新課標(biāo)、福建、2011大綱) ㈠熱力學(xué)第一定律(2010重慶)

14、 1.內(nèi)容:一般情況下,如果物體跟外界同時發(fā)生做功和熱傳遞的過程,外界對物體做的功W與物體從外界吸收的熱量Q之和等于物體的內(nèi)能的增加量ΔU. 2.表達(dá)式:ΔU= 3.對公式ΔU=Q+W符號的規(guī)定 符號 W Q ΔU + 對 做功 物體 熱量 內(nèi)能 - 對 做功 物體 熱量 內(nèi)能 要點深化 ⑴第一類永動機:不消耗能量卻可以源源不斷地對外做功的機器。違背能量守恒,不可能實現(xiàn) ⑵熱力學(xué)第一定律幾種特殊情況: ①若是絕熱

15、過程,則Q=0,W=ΔU,即外界對物體做的功 物體內(nèi)能的增加; ②若過程中不做功,即W=0,則Q=ΔU,物體吸收的熱量 物體內(nèi)能的增加; ③若過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變,即ΔU=0,則W+Q=0或W=-Q,外界對物體做的功 物體放出的熱量. ⑶氣體體積增大,則 ;氣體體積減小,則 ⑷溫度、內(nèi)能、熱量、功的比較 溫度 內(nèi)能(熱能 熱量 功 含 義 表示物體的冷熱程度,是物體分子 的標(biāo)志,它是大量分子熱運動的集體表現(xiàn),對

16、個別分子來說,溫度沒有意義 物體內(nèi)所有分子 能和 能的總和,它是由大量分子的熱運動和分子的相對 所決定的能 是 過程中內(nèi)能的改變量,熱量是用來量度 過程中內(nèi)能 的多少 做功過程是機械能或其他形式的能和內(nèi)能之間的 過程 聯(lián)系 溫度和內(nèi)能是 量,熱量和功則是 量。熱傳遞的前提條件是存在 差, 傳遞的 熱量而 溫度(是、不是),實質(zhì)上是 的轉(zhuǎn)移 ㈡熱力學(xué)第二定律 1.兩種

17、表述 (1)第一種表述:熱量不能自發(fā)地從 溫物體傳到 溫物體 (克勞休斯表述). 它指出熱傳遞的方向性:熱量可以自發(fā)地從 溫物體傳給 溫物體,但是不能自發(fā)地從 溫物體傳到 溫物體,而不產(chǎn)生其他影響.要使熱量從低溫物體傳給高溫物體,必須有外界的幫助,即外界對其做功. (2)第二種表述:不可能從 熱源吸收熱量,使之 變成功,而不產(chǎn)生其他影響(開爾文表述). 它指出機械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性:機械能 全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能卻 全部轉(zhuǎn)化為機械能而不引起其他變化. 說明:①第一種是按照熱傳導(dǎo)過程的方向性表述的

18、,第二種則是按照機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性來表述的.這兩種表述是等價的,都揭示了自然界的基本規(guī)律:一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實際宏觀過程都是 的. ②熱力學(xué)第二定律反映了熱傳遞和能量轉(zhuǎn)化的方向性,表明有大量分子參與的宏觀過程都是 的,自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有 性,宣告了想從單一熱源吸取熱量,使之全部轉(zhuǎn)化為有用功而不產(chǎn)生其他影響的第二類永動機是不可能制成的。任何熱機的效率都不可能達(dá)到100%。能量耗散從能量角度揭示了一切與熱現(xiàn)象的實際宏觀過程都是 的。 ③注意理解“方向性”要把握好“自發(fā)地”這兩個前提. 2.微觀意義和熵增加

19、原理 熱力學(xué)第二定律的微觀意義:一切自然過程總是沿著分子熱運動的 性增大的方向進行。 熵:熵和系統(tǒng)內(nèi)能一樣都是一個狀態(tài)函數(shù),僅由系統(tǒng)的狀態(tài)決定。從分子運動論的觀點來看,熵是分子熱運動無序(混亂)程度的定量量度。 熵增加原理:在絕熱過程或孤立系統(tǒng)中,熵是 的,叫做熵增加原理。對于其他情況,系統(tǒng)的熵可能增加,也可能減小。從微觀的角度看,熱力學(xué)第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律:一個孤立系統(tǒng)總是從熵 的狀態(tài)向熵 的狀態(tài)發(fā)展,而熵值較大代表著較為 ,所以自發(fā)的宏觀過程總是向無序程度更 的方向發(fā)展。 3.熱力學(xué)第一定律、第二定律的意義比

20、較 熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是熱力學(xué)知識的基礎(chǔ)理論.熱力學(xué)第 定律指出任何熱力學(xué)過程中能量守恒,而對過程沒有限制.熱力學(xué)第 定律指明哪些過程可以發(fā)生,哪些不可以發(fā)生.它們是相輔相成,缺一不可.例如: (1)通過摩擦,機械能 全部變?yōu)閮?nèi)能.熱力學(xué)第二定律卻說明,內(nèi)能 在不引起其他變化的情況下完全變成機械能. (2)熱量可以從 溫物體自動傳向 溫物體,而熱力學(xué)第二定律卻說明熱量不能自動從 溫物體傳向 溫物體. (3)熱力學(xué)第一定律說明在任何過程中能量必須 ,熱力學(xué)第二定律卻說明 所有能量守恒過

21、程均能實現(xiàn). 4.兩大定律的應(yīng)用---永動機問題 ⑴第一類永動機問題:人們設(shè)想中的不消耗 的機器叫第一類永動機,這種永動機不可能制成的原因是違背了 守恒定律. 永動機問題在歷史上對建立能量守恒定律起了重要作用,人類是經(jīng)過正反兩方面的經(jīng)驗總結(jié)出能量守恒定律的. ⑵第二類永動機問題:設(shè)想只從 熱源吸收熱量,使之 變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓臒釞C叫做第二類永動機。這類永動機不可能制成的原因是違反了 定律,因為盡管機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機械能而不引起其他變化. 例3(2011·廣東高考)如圖為

22、某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu) 示意圖,M、N 兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體,M 可沿 N 的內(nèi)壁上下滑動。設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換,在 M 向下滑動的過程中(  ) A.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能增大 B.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能減小 C.氣體對外界做功,氣體內(nèi)能增大 D.氣體對外界做功,氣體內(nèi)能減小 四、能量守恒定律 內(nèi)容:能量既不會憑空 ,也不會憑空 ,它只能從一種形式 為另一種形式,或者從一個物體 到另一個物體,在能的 或 過程中其總量 . 說明:①能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界

23、的普遍規(guī)律。 任何機器運行時其能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。如果它對外做功必然消耗能量,不消耗能量就無法對外做功,因而第一類永動機是永遠(yuǎn)無法實現(xiàn)的. ②物質(zhì)不同運動形式對應(yīng)著不同形式的能,各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移. 五、能源與環(huán)境 能源的開發(fā)和應(yīng)用 1、能量耗散:在生活生產(chǎn)中,機械能、電能、光能、聲能、化學(xué)能、核能、生物能……最終都轉(zhuǎn)化成 能,流散到周圍的環(huán)境中,無法重新收集起來加以利用。這樣的轉(zhuǎn)化過程叫做能量耗散。 2、品質(zhì)降低:能量從高度有用的形式降級為不大可用的形式叫品質(zhì)降低。 3、能量耗散雖然不會使能的總量減少,卻會高品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能。

24、4、能源:能源是指能夠提供可利用能量的物質(zhì)。雖然 不會減少,但 會越來越少,所以要節(jié)約 。 【感悟高考真題】 1.(2012·新課標(biāo))33.[物理——選修3-3] (1)(6分)關(guān)于熱力學(xué)定律,下列說法正確的是_________(填入正確選項前的字母,選對1個給3分,選對2個給4分,選對3個給6分,每選錯1個扣3分,最低得分為0分)。 A.為了增加物體的內(nèi)能,必須對物體做功或向它傳遞熱量 B.對某物體做功,必定會使該物體的內(nèi)能增加 C.可以從單一熱源吸收熱量,使之完全變?yōu)楣? D.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體 E.功轉(zhuǎn)

25、變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程是不可逆過程 2.(2012·大綱)14.下列關(guān)于布朗運動的說法,正確的是( ) A.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 B. 液體溫度越高,懸浮粒子越小,布朗運動越劇列 C.布朗運動是由于液體各部分的溫度不同而引起的 D.布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋×W幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬? 3.(2011大綱) 關(guān)于一定量的氣體,下列敘述正確的是( ) A.氣體吸收的熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功 B.氣體體積增大時, 其內(nèi)能一定較少 C.氣體從外界吸收熱量, 其內(nèi)能一定增加 D.外界對氣體做功, 氣體的內(nèi)能可能減少 4.(2012·海

26、南)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示,曲線與r軸交點的橫坐標(biāo)為r0.。相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下,由靜止開始相互接近。若兩分子相距無窮遠(yuǎn)處時分子勢能為零,下列說法正確的是( ) A.在r>r0階段,F(xiàn)做正功,分子動能增加,勢能減小 B.在r

27、分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小 C.物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān) D.只有外界對物體做功才能增加物體的內(nèi)能 6.(2012·福建)關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動理論,下列說法正確的是____。(填選項前的字母) A.一定量氣體吸收熱量,其內(nèi)能一定增大 B.不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體 C.若兩分子間距離增大,分子勢能一定增大 D.若兩分子間距離減小,分子間引力和斥力都增大 7.(2011上海)某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示,圖中表示處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率,所對應(yīng)的溫度分別為,則( ) (A) (B

28、)TⅢ>TⅡ>TⅠ (C) (D) 8.(2011四川)氣體能夠充滿密閉容器,說明氣體分子除相互碰撞的短暫時間外 A 氣體分子可以做布朗運動 B 氣體分子的動能都一樣大 C 相互作用力十分微弱,氣體分子可以自由運動 D 相互作用力十分微弱,氣體分子間的距離都一樣大 9.(2010重慶)15.給旱區(qū)送水的消防車停于水平面,在緩緩放水的過程中,若車胎不漏氣,胎內(nèi)氣體溫度不變,不計分子間勢能,則胎內(nèi)氣體 A.從外界吸熱 B.對外界做負(fù)功 C.分子平均動能減少 D.內(nèi)能增加 10

29、.(2010江蘇)已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3kg/ m3和2.1kg/m3,空氣的摩爾質(zhì)量為0.029kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1.若潛水員呼吸一次吸入2L空氣,試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù).(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 【高考預(yù)測 提升訓(xùn)練】 1.關(guān)于物體的內(nèi)能變化,以下說法中正確的是( ) A.物體吸收熱量,內(nèi)能一定增大 B.物體對外做功,內(nèi)能一定減小 C.物體吸收熱量,同時對外做功,內(nèi)能可能不變 D.物體放出熱量,同時對外做功,內(nèi)能可能不變 2.關(guān)于布

30、朗運動,以下說法正確的是 ( ) A.布朗運動就是液體分子的擴散現(xiàn)象 B.布朗運動就是固體小顆粒中分子的無規(guī)則運動,它說明分子永不停息地做無規(guī)則運動 C.布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運動,它是液體分子無規(guī)則運動的反映 D.掃地時,在陽光照射下,看到塵埃飛舞,這是塵埃在做布朗運動 3.下列有關(guān)熱力學(xué)第二定律的說法正確的是( ) A.氣體自發(fā)地擴散運動總是向著更為無序的方向進行,是可逆過程 B.第二類永動機雖然不違反能量守恒定律,但它是制造不出來的 C.空調(diào)既能制冷又能制熱,說明熱傳遞不具有方向性 D.一定質(zhì)量的理想氣體向真空自由膨

31、脹時,體積增大,熵減小 4.如圖所示,某種自動洗衣機進水時,與洗衣缸相連的細(xì)管中會封閉一定質(zhì)量的空氣,通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力,從而控制進水量。設(shè)溫度不變,洗衣缸內(nèi)水位升高,則細(xì)管中被封閉的空氣 ( ) A.放熱 B.壓強減小 C.分子的熱運動加劇 D.分子間的引力和斥力都減少 5.根據(jù)分子動理論知,物質(zhì)分子之間的距離為r0時,分子所受的斥力和引力相等,以下關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是( ) A.當(dāng)分子間距離為r0時,分子具有最大勢能 B.當(dāng)

32、分子間距離為r0時,分子具有最小勢能 C.當(dāng)分子間距離為r0時,引力和斥力都是最大值 D.當(dāng)分子間距離為r0時,引力和斥力都是最小值 6. 下列說法正確的是_______ A.物體吸收熱量,其溫度不一定升高 B.熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞 C.做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式 D.布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運動的反映 E.第二類永動機是不能制造出來的,盡管它不違反熱力學(xué)第一定律,但它違反熱力學(xué)第二定律 7.下列有關(guān)熱現(xiàn)象的說法中正確的是 ( ) A.物體放出熱

33、量,則其分子平均動能一定減小 B.盛有氣體的容器作加速運動時,容器中氣體的內(nèi)能必定會隨之增大 C.電流通過電阻后電阻發(fā)熱,它的內(nèi)能增加是通過“熱傳遞”方式實現(xiàn)的 D.分子間引力和斥力相等時,分子勢能最小 8.對于一定質(zhì)量的理想氣體,下列說法正確的是______ A.保持氣體的壓強不變,改變其體積,可以實現(xiàn)其內(nèi)能不變 B.保持氣體的壓強不變,改變其溫度,可以實現(xiàn)其內(nèi)能不變 C.若氣體的溫度逐漸升高,則其壓強可以保持不變 D.氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān) E.當(dāng)氣體體積逐漸增大時,氣體的內(nèi)能一定減小 9.下列說法中正確的是____

34、 A.氣體放出熱量,其分子的平均動能可能增大 B.布朗運動不是液體分子的運動,但它可以說明分子在永不停息地做無規(guī)則運動 C.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時,分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大 D.第二類永動機不違反能量守恒定律,但違反了熱力學(xué)第一定律 E.某氣體的摩爾體積為v,每個分子的體積為v0,則阿伏加德羅常數(shù)可表示為 10.下列說法正確的是 ( ) A.常溫常壓下,一定質(zhì)量的氣體,保持體積不變,壓強將隨溫度的增大而增大 B.用活塞壓縮氣缸里的空氣,對空氣做功,同時空氣的內(nèi)能增加了2.5J,則空氣從外界吸收熱量 C.物體的溫度為C時,分子

35、的平均動能為零 D.熱量從低溫物體傳到高溫物體是不可能的 11.已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,摩爾質(zhì)量M=1.8×10-2kg,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023mol-1。一滴露水的體積大約是9.0×10-5cm3,它含有 個水分子,如果一只極小的蟲子來喝水,每分鐘喝進6.0×107個水分子,那么它每分鐘喝進水的質(zhì)量是 kg(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 參考答案 【自主學(xué)習(xí)】 一、㈠10m 10~10kg 單分子油膜層 6.02×1023 mol 22

36、.4L m0== V0===πd3 n==== d= d= V0== d= 例1:1 kg銅所含原子個數(shù)N=NA=,A正確;同理1 m3銅所含的原子數(shù)N=NA=,B錯誤;1個銅原子質(zhì)量m0= (kg),C正確;1個銅原子體積V0=(m3),D正確。 ㈡對方 快 固體微粒 不平衡 明顯 直 間 無規(guī)則 不是 也不是 而是 是 不是 ㈢ 引力和斥力 合力 減小 增大 快 0 < 斥力 > 引力 0 二、平均值 平均動能 大 都相等 相對位置 分子間的距離 正功 減小 負(fù)功 增大 最小 不等于 體積

37、 體積 體積 減小 增大 < 斥 正 減少 負(fù) 增加 減小 增大 > 引 負(fù) 增加 正 減少 = 0 小 不為 零 例2 BC [思路點撥] 對兩分子組成的系統(tǒng),分子力做正功,分子勢能減小;分子力做負(fù)功,分子勢能增加。  由圖像可知,分子距離由非常近到r1時,Ep減小,分子力做正功;當(dāng)分子由r1到r2時,Ep減少,分子力做正功,故分子力為斥力,A錯,B對,D錯;分子間距離由r2繼續(xù)增大時,分子勢能增加,說明分子力做負(fù)功,即分子間表現(xiàn)為引力,故分子間距離為r2時,分子間作用力為零,C項正確 動能 分子勢能 分子數(shù) 溫度 體積

38、 狀態(tài)量 狀態(tài)量 增加 減少 增加 減少 改變內(nèi)能 轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)移 動 分子勢 動 重力勢 彈性勢 任何 可以 無法 可 微觀分子 宏觀物體 熱 機械 轉(zhuǎn)化 守恒 溫度 三、Q+W 外界 物體 吸收 增加物體 外界 放出 減少 等于 等于 等于 氣體對外界做功 外界對氣體做功 平均動能大小 動 位置 勢 熱傳遞 熱傳遞 轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)化 狀態(tài) 過程 溫 是 不是 內(nèi)能 低 高 高 低 低 高 單一 完全 可以 不能 不可逆 不可逆 方向 不可逆 無序 增加 大

39、 小 大 無序 一 二 可以 不可能 高 低 低 高 守恒 并非 能量 能量 單一 完全 熱力學(xué)第二 產(chǎn)生 消失 轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)移 不變 內(nèi) 能量 能源 能源 例3:A由于筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換,因此只有做功改變物體的內(nèi)能,在M向下滑動的過程中,外界壓縮氣體對氣體做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,氣體的內(nèi)能增加 【感悟高考真題】 1.(1)ACE 對物體做功或向它傳遞熱量是增加物體的內(nèi)能的方法,A正確;對某物體做功, 2:BD【解析】:布朗運動是懸浮在液體中的微粒的運動,是液體分子的無規(guī)則運動的反映,布朗運動不是由于液

40、體各部分的溫度不同而引起的選項AC錯誤;液體溫度越高,懸浮粒子越小,布朗運動越劇列,選項B正確;布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋×W幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬模x項D正確。 【考點定位】此題考查分子動理論。 3.AD【解析】由熱力學(xué)第二定律的表述之一:不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他變化,知A選項正確,氣體的內(nèi)能由氣體的溫度和體積共同決定,氣體體積增大,內(nèi)能不一定減少,故B項錯誤,由熱力學(xué)第一定律:△U=Q+W,若物體從外界吸熱,即Q>0但同時對外做功,即W<0且Q+W<0,則內(nèi)能減少,故C錯,若外界對氣體做功,即W<0,但同時從外界吸熱,即Q>0,且Q+W<0,D

41、項正確。 4.ACE【解析】在r>r0階段,兩分子間的斥力和引力的合力F表現(xiàn)為引力,兩分子在分子力作用下,由靜止開始相互接近,F(xiàn)做正功,分子動能增加,勢能減小,選項A正確;在r

42、力總是隨著分子間的距離增大而減小,B錯誤。物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān),C正確。做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能,D錯誤。 【考點定位】本題考查分子運動論的基本內(nèi)容。分子熱運動,分子間作用力,物體的內(nèi)能。 6:(1)D 改變內(nèi)能有熱傳遞和做功,如果吸熱比對外做功要少得話,物體的內(nèi)能會減小,所以答案A錯;在引起變化的條件下,熱量可以從低溫傳給高溫如空調(diào)等所以答案B錯;在分子力為排斥力時距離增大分子勢能減小,答案C錯,正確答案選D. 7.B【解析】曲線下的面積表示表示分子速率從0→∞所有區(qū)間內(nèi)分子數(shù)的比率之和,顯然其值應(yīng)等于1,當(dāng)溫度升高時,分子的速率普遍增大,所以曲線的高峰向右移動,曲線

43、變寬,但由于曲線下總面積恒等于1,所以曲線的高度相應(yīng)降低,曲線變得平坦。所以,TⅢ>TⅡ>TⅠ 8:C 解析:布朗運動是分子聚集體的運動,而不是單個分子的運動,所以A錯誤;不同氣體分子速率不一定一樣,B錯誤;氣體分子之間的距離遠(yuǎn)大于分子力的作用范圍,所以可以認(rèn)為相互作用力微弱,可以自由移動,但分子間的距離還是不一樣的,C對D錯誤。 9.A【解析】本題考查熱力學(xué)第一定律和氣體的壓強的微觀解釋。車胎內(nèi)的氣體的分子勢能不計,氣體只有動能,則當(dāng)溫度不變時,氣體的內(nèi)能不變,D項錯;灑水車質(zhì)量逐漸減小,車胎內(nèi)的氣體的壓強減小,由知,T不變,P減小,則V增大,氣體對外界做功,再由知,氣體要向外界吸收

44、熱量,A項對,B項錯;溫度是氣體分子平均動能的標(biāo)志,則C項錯。 10. 【高考預(yù)測 提升訓(xùn)練】 1.C解析:物體吸收熱量,若同時對外做功,內(nèi)能不一定增大,選項A錯誤;物體對外做功,若同時吸收熱量,內(nèi)能不一定減小,選項B錯誤;物體吸收熱量,同時對外做功,內(nèi)能可能不變,選項C正確;物體放出熱量,同時對外做功,內(nèi)能一定減小,選項D錯誤。 2.C【解析】布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的運動,而不是液體分子的運動,但它是液體分子無規(guī)則熱運動的反映,C項正確B項錯誤;擴散運動是一種物質(zhì)的分子進入另一種物質(zhì)的過程,不是布朗運動,A項錯誤。布朗顆粒非常小,用肉眼看不到,空中飛舞的塵埃比

45、布朗顆粒大得多,所以不是布朗運動,D項錯誤。 3. 4.A【解析】溫度不變,洗衣缸內(nèi)水位升高時,封閉氣體壓強增大,體積減小,外界對氣體做功,W>0,又因,由知,Q<0,氣體放出熱量,A正確B錯誤;因為溫度不變,C項錯誤。因為氣體體積減小,所以分子間的引力和斥力都增大,D項錯誤。 5.B【解析】分子間的引力和斥力隨著分子間距離增加而減小,選項CD錯誤;分子力做正功,分子勢能減少;分子力做負(fù)功,分子勢能增加,因而選項A錯誤,B正確。 7. 8. 9. 10. 11. 答案:(每空3分,共6分)3.0×1018 1.8×10-18 【解析】水分子個數(shù)為N=·NA=×9.0×1023=3.0×1018個,喝進水的質(zhì)量為m=·M=1.8×10-18kg。 16

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