專題八：分子動理論、熱和功和氣體狀態(tài)參量考點(diǎn)例析(已修改)
2025-06-19 13:52 本頁面
【正文】 專題八：分子動理論、熱和功及氣體狀態(tài)參量考點(diǎn)例析本部分主要包括分子動理論、內(nèi)能、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、氣體的狀態(tài)參量及定性關(guān)系。在高考中多以選擇題、填空題的形式出現(xiàn)，理科綜合一般只考一道選擇題，占分比例較小，試題難度屬于容易題或中檔題，因此只要能識記和理解相關(guān)知識點(diǎn)，得到本部分試題的分?jǐn)?shù)并不困難。一、夯實(shí)基礎(chǔ)知識理解并識記分子動理論的三個觀點(diǎn)描述熱現(xiàn)象的一個基本概念是溫度。凡是跟溫度有關(guān)的現(xiàn)象都叫做熱現(xiàn)象。分子動理論是從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來研究熱現(xiàn)象的理論。它的基本內(nèi)容是：物體是由大量分子組成的；分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動；分子間存在著相互作用力。 了解分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)事實(shí)物體里的分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，這種運(yùn)動跟溫度有關(guān)，所以通常把分子的這種運(yùn)動叫做熱運(yùn)動。（1）擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動都可以很好地證明分子的熱運(yùn)動。（2）布朗運(yùn)動是指懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動。關(guān)于布朗運(yùn)動，要注意以下幾點(diǎn)：①形成條件是：只要微粒足夠小。②溫度越高，布朗運(yùn)動越激烈。③觀察到的是固體微粒（不是液體，不是固體分子）的無規(guī)則運(yùn)動，反映的是液體分子運(yùn)動的無規(guī)則性。④實(shí)驗(yàn)中描繪出的是某固體微粒每隔30秒的位置的連線，不是該微粒的運(yùn)動軌跡。 了解分子力的特點(diǎn)分子力有如下幾個特點(diǎn)：①分子間同時存在引力和斥力；②引力和斥力都隨著距離的增大而減?。虎鄢饬Ρ纫ψ兓每?。深刻理解物體內(nèi)能的概念⑴做熱運(yùn)動的分子具有的動能叫分子動能。溫度是物體分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志。溫度越高，分子做熱運(yùn)動的平均動能越大。⑵由分子間相對位置決定的勢能叫分子勢能。分子力做正功時分子勢能減小；分子力作負(fù)功時分子勢能增大。（所有勢能都有同樣結(jié)論：重力做正功重力勢能減小、電場力做正功電勢能減小。）由上面的分析可以得出：當(dāng)r=r0即分子處于平衡位置時分子勢能最小。不論r從r0增大還是減小，分子勢能都將增大。分子勢能與物體的體積有關(guān)。體積變化，分子勢能也變化。⑶物體中所有分子做熱運(yùn)動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。掌握熱力學(xué)第一定律做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。也就是說，做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。但從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)看又是有區(qū)別的：做功是其他能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，功是內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度；而熱傳遞是內(nèi)能間的轉(zhuǎn)移，熱量是內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度。外界對物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體內(nèi)能的增加ΔU，即ΔU=Q+W 這叫做熱力學(xué)第一定律。在這個表達(dá)式中，當(dāng)外界對物體做功時W取正，物體克服外力做功時W取負(fù)；當(dāng)物體從外界吸熱時Q取正，物體向外界放熱時Q取負(fù)；ΔU為正表示物體內(nèi)能增加，ΔU為負(fù)表示物體內(nèi)能減小。掌握熱力學(xué)第二定律（1）熱傳導(dǎo)的方向性。熱傳導(dǎo)的過程是有方向性的，這個過程可以向一個方向自發(fā)地進(jìn)行（熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體），但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行。（2）第二類永動機(jī)不可能制成。我們把沒有冷凝器，只有單一熱源，從單一熱源吸收熱量全部用來做功，而不引起其它變化的熱機(jī)稱為第二類永動機(jī)。這表明機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性：機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。（3）熱力學(xué)第二定律的表述：①不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化（按熱傳導(dǎo)的方向性表述）。②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（按機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述）。③第二類永動機(jī)是不可能制成的。熱力學(xué)第二定律使人們認(rèn)識到：自然界各種進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。它揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性，使得它成為獨(dú)立于熱力學(xué)第一定律的一個重要的自然規(guī)律。（4）能量耗散。自然界的能量是守恒的，但是有的能量便于利用，有些能量不便于利用。很多事例證明，我們無法把流散的內(nèi)能重新收集起來加以利用。這種現(xiàn)象叫做能量的耗散。它從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀現(xiàn)象具有方向性。掌握氣體的狀態(tài)參量（1）溫度：溫度在宏觀上表示物體的冷熱程度；在微觀上是分子平均動能的標(biāo)志。熱力學(xué)溫度是國際單位制中的基本量之一，符號T，單位K（開爾文）；攝氏溫度是導(dǎo)出單位，符號t，單位℃（攝氏度）。關(guān)系是t=TT0，其中T0=，攝氏度不再采用過去的定義。兩種溫度間的關(guān)系可以表示為：T = t+ =Δt，要注意兩種單位制下每一度的間隔是相同的。0K是低溫的極限，它表示所有分子都停止了熱運(yùn)動?？梢詿o限接近，但永遠(yuǎn)不能達(dá)到。（2）體積。氣體總是充滿它所在的容器，所以氣體的體積總是等于盛裝氣體的容器的容積。（3）壓強(qiáng)。氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的。（絕不能用氣體分子間的斥力解釋！）一般情況下不考慮氣體本身的重力，所以同一容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)處處相等。但大氣壓在宏觀上可以看成是大氣受地球吸引而產(chǎn)生的重力而引起的。壓強(qiáng)的國際單位是帕，符號Pa，常用的單位還有標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）和毫米汞柱(mmHg)。它們間的關(guān)系是：1 atm=105Pa=760 mmHg； 1 mmHg=。氣體的體積、壓強(qiáng)、溫度間的關(guān)系。（1）一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，體積減小，壓強(qiáng)增大。（2）一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度升高，體積增大。（3）一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度升高，壓強(qiáng)增大。二、解析典型問題問題1：應(yīng)弄清分子運(yùn)動與布朗運(yùn)動的關(guān)系布朗運(yùn)動是大量液體分子對固體微粒撞擊的集體行為的結(jié)果，個別分子對固體微粒的碰撞不會產(chǎn)生布朗運(yùn)動。布朗運(yùn)動的激烈程度與固體微粒的大小、液體的溫度等有關(guān)。固體微粒越小，液體分子對它各部分碰撞的不均勻性越明顯；質(zhì)量越小，它的慣性越小，越容易改變運(yùn)動狀態(tài)，所以運(yùn)動越激烈。液體溫度越高，固體微粒周圍的液體分子運(yùn)動越不規(guī)則，對微粒碰撞的不均勻性越明顯，布朗運(yùn)動越激烈。但要注意布朗運(yùn)動是懸浮的固體微粒的運(yùn)動，不是單個分子的運(yùn)動，但布朗運(yùn)動證實(shí)了周圍液體分子的無規(guī)則運(yùn)動。例下列關(guān)于布朗運(yùn)動的說法中正確的是( ) ； ； ； 。顯然正確答案為B。問題2：應(yīng)弄清分子力與分子引力和斥力的關(guān)系。分子之間雖然有空隙，大量分子卻能聚集在一起形成固體或液體，說明分子之間存在著引力。分子間有引力，而分子間有空隙，沒有緊緊吸在一起
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