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1、热学知识网络第1页，共20页，编辑于2022年，星期日热学热学分子动理分子动理论论内能内能、热力学热力学三大定律三大定律气体的性气体的性质质主要内容：主要内容：1、正确理解布朗运动、正确理解布朗运动、2、分子力与分子势能和分子间距离的关系、分子力与分子势能和分子间距离的关系3、有关分子大小、质量等估算、有关分子大小、质量等估算热学热学知识网络知识网络物体是由大物体是由大量分子组成量分子组成的的分子永不停息分子永不停息地做无规则运地做无规则运动动分子间同时分子间同时存在引力和存在引力和斥力斥力第2页，共20页，编辑于2022年，星期日布朗运动布朗运动既不是既不是固体（即花粉颗粒）分子的运动，固体
2、（即花粉颗粒）分子的运动，也不是也不是液体分子的运动，液体分子的运动，而是而是花粉颗粒的运动花粉颗粒的运动,反映液体分子无规则的运动反映液体分子无规则的运动布朗运动布朗运动-在显微镜下看到的悬浮在液体中的在显微镜下看到的悬浮在液体中的花粉颗粒花粉颗粒的永不停息的永不停息的无规则运动，颗粒越小、温度越高，运动越激烈。的无规则运动，颗粒越小、温度越高，运动越激烈。1 1、正确理解布朗运动、正确理解布朗运动第3页，共20页，编辑于2022年，星期日2 2、分子力和分子势能与分子之间距离的关系、分子力和分子势能与分子之间距离的关系第4页，共20页，编辑于2022年，星期日3 3、热学估算问题、热学估算
3、问题(1)(1)、估算单个分子质量、估算单个分子质量(2)(2)、估算单个分子体积、估算单个分子体积(3)(3)、估算分子直径估算分子直径(4)(4)、估算气体相邻分子间距离、估算气体相邻分子间距离(5)(5)、估算一定质量物体内含有的分子个数、估算一定质量物体内含有的分子个数(6)(6)、估算一定体积物体内含有的分子个数、估算一定体积物体内含有的分子个数适用于固体和液体。适用于固体和液体。因为固体、液体分子间距因为固体、液体分子间距离很小，可认为分子是一离很小，可认为分子是一个挨一个紧密排列的个挨一个紧密排列的第5页，共20页，编辑于2022年，星期日3 3、热学估算问题、热学估算问题(1)
4、(1)、估算单个分子质量、估算单个分子质量(2)(2)、估算单个分子体积、估算单个分子体积(3)(3)、估算分子直径估算分子直径(4)(4)、估算气体相邻分子间距离、估算气体相邻分子间距离(5)(5)、估算一定质量物体内含有的分子个数、估算一定质量物体内含有的分子个数(6)(6)、估算一定体积物体内含有的分子个数、估算一定体积物体内含有的分子个数解题方法：总量比个量等于个数解题方法：总量比个量等于个数实际估算的是气体分子实际估算的是气体分子所占所占小立方体小立方体空间体积空间体积的棱长，的棱长，第6页，共20页，编辑于2022年，星期日估算中常用的分子模型有两种，即：估算中常用的分子模型有两种
5、，即：球体模型（将分子看成球体模型（将分子看成小球）；小球）；小立方体模型（将分子看成小立方体）。用两种不小立方体模型（将分子看成小立方体）。用两种不同模型计算的结果，数值上有差异但数量级不变。一般估算固同模型计算的结果，数值上有差异但数量级不变。一般估算固体、液体分子直径常用球体模型；估算气体分子间距离常用小体、液体分子直径常用球体模型；估算气体分子间距离常用小立方体模型。立方体模型。第7页，共20页，编辑于2022年，星期日例例1 1：若以若以表示水的摩尔质量，表示水的摩尔质量，表示在标准状表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，态下水蒸气的摩尔体积，为表示在标准状态下水为表示在标准状态下水蒸气
6、的密度，蒸气的密度，N NA A为阿伏加德罗常数，为阿伏加德罗常数，m m、分别表示分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式中正每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式中正确的有确的有 第8页，共20页，编辑于2022年，星期日例例2 2（20082008高考全国高考全国卷）卷）.已知地球半径约为已知地球半径约为6.4106.4106 6 m m，空气的摩尔质量约为，空气的摩尔质量约为29102910-3-3 kg/mol,kg/mol,一个标准大气压约为一个标准大气压约为1.0101.0105 5 Pa.Pa.利用以上数据可估利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为算出地
7、球表面大气在标准状况下的体积为A.410A.4101616 m m3 3 B.410B.4101818 m m3C.410C.4102020 m m3D.410D.4102222 m m3第9页，共20页，编辑于2022年，星期日热学热学知识网络知识网络内能、热力学第内能、热力学第一定律：一定律：UWQ热力学第二定热力学第二定律：律：热现象的方热现象的方向性向性热力学第三定律：热力学第三定律：绝对零度不可以达绝对零度不可以达到到主要内容：主要内容：1 1、内能与哪些宏观物理量有关、内能与哪些宏观物理量有关2 2、热力学第一定律应用、热力学第二定律的理解、热力学第一定律应用、热力学第二定律的理解
8、热学热学分子动理分子动理论论内能内能、热力学热力学三大定律三大定律气体的气体的性质性质第10页，共20页，编辑于2022年，星期日热学热学知识网络知识网络气体分子运气体分子运动特点动特点描述气体描述气体的参量的参量气体状态气体状态方程方程主要内容主要内容：1 1、气体的性质、规律等等、气体的性质、规律等等2 2、压强的微观理解、压强的微观理解、热学热学分子动分子动理论理论内能内能、热力热力学三大定律学三大定律气体的性气体的性质质第11页，共20页，编辑于2022年，星期日1 1、气体的性质、气体的性质（1 1）、可以通过气体的体积变化来判断气体对外或外界对气体做功）、可以通过气体的体积变化来判
9、断气体对外或外界对气体做功（2 2）、理想气体的内能只与气体的物质的量和温度有关）、理想气体的内能只与气体的物质的量和温度有关（3 3）、绝热容器说明气体与外界不能进行热交换，改变内能的方式）、绝热容器说明气体与外界不能进行热交换，改变内能的方式只能通过做功只能通过做功（4 4）、）、第12页，共20页，编辑于2022年，星期日例例3 3.对于一定质量的某种理想气体，如果与外界没有热交换，有：对于一定质量的某种理想气体，如果与外界没有热交换，有：（）若气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大若气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大若气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定减小若气体分
10、子的平均动能增大，则气体的压强一定减小若气体分子的平均距离增大，则气体分子的平均动能若气体分子的平均距离增大，则气体分子的平均动能 一定增大一定增大若气体分子的平均距离增大，则气体分子的平均动能若气体分子的平均距离增大，则气体分子的平均动能 一定减少一定减少第13页，共20页，编辑于2022年，星期日2 2、压强的微观理解压强的微观理解气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。均作用力。气体的压强也是大量分子在单位时间作用在单位面积上的冲气体的压强也是大量分子在单位时间作用在单位面积上的冲量量。压强还等于大量分子在单位时间作用
11、在单位面积的分子数与压强还等于大量分子在单位时间作用在单位面积的分子数与单个分子平均冲量的乘积。单个分子平均冲量的乘积。第14页，共20页，编辑于2022年，星期日例例4 4（20092009高考全国高考全国卷）卷）下列说法正确的是下列说法正确的是A A气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力积上的平均作用力B B气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量器壁上的平均冲量C C气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定增大气体分子热运动的平均动能减小，气体
12、的压强一定增大D D单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大【解析】本题考查气体压强的微观定义，气体分子平均动能和温度关【解析】本题考查气体压强的微观定义，气体分子平均动能和温度关系，气体单位时间作用在单位面积的分子数系，气体单位时间作用在单位面积的分子数第15页，共20页，编辑于2022年，星期日例例5 5（20072007高考全国高考全国卷）卷）如图所示，质量为如图所示，质量为m m的活塞将一定质量的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦。的气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦。a a态是气缸放在冰水态是气缸放在冰水混合
13、物中气体达到的平衡状态，混合物中气体达到的平衡状态，b b态是气缸从容器中移出后，在室温态是气缸从容器中移出后，在室温（2727）中达到的平衡状态。气体从）中达到的平衡状态。气体从a a态变化到态变化到b b态的过程中大气压强保持不态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是变。若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是A A与与b b态相比，态相比，a a态的气体分子在单位时间内撞击活塞个数较多态的气体分子在单位时间内撞击活塞个数较多B B与与a a态相比，态相比，b b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大 C C在相
14、同时间内，在相同时间内，a a、b b两态的气体分子对活塞的冲量相等两态的气体分子对活塞的冲量相等D D从从a a态到态到b b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体向外界释放了热态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体向外界释放了热量量第16页，共20页，编辑于2022年，星期日例例6 6、在绝热的气缸中封闭着两部分同种类的气体、在绝热的气缸中封闭着两部分同种类的气体A A和和B B，中间用绝，中间用绝热的活塞隔开，活塞用销钉热的活塞隔开，活塞用销钉K K固定着。开始时两部分气体的体积和固定着。开始时两部分气体的体积和温度都相同，气体温度都相同，气体A A的质量大于的质量大于B B的质量。
15、撤去销钉后活塞可以自的质量。撤去销钉后活塞可以自由移动，最后达到平衡。关于由移动，最后达到平衡。关于B B部分气体部分气体的内能和压强的大小（的内能和压强的大小（）A.A.内能增大，压强不变内能增大，压强不变 B.B.内能不变，压强不变内能不变，压强不变 C.C.内能增大，压强增大内能增大，压强增大 D.D.内能不变，压强增大内能不变，压强增大第17页，共20页，编辑于2022年，星期日如图所示，甲分子固定在坐标原点如图所示，甲分子固定在坐标原点O O，乙分子沿，乙分子沿x x轴运动，两分子间轴运动，两分子间的分子势能的分子势能p p与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示图中分与两分子间距离的
16、变化关系如图中曲线所示图中分子势能的最小值为子势能的最小值为E E0 0若两分子所具有的总能量为，则下列说若两分子所具有的总能量为，则下列说法中正确的是法中正确的是 （）A A乙分子在乙分子在P P点（点（x x=x x2 2）时，加速度最大）时，加速度最大B B乙分子在乙分子在P P点（点（x x=x x2 2）时，其动能为）时，其动能为E E0 0C C乙分子在乙分子在Q Q点（点（x x=x x1 1）时，处于平衡状态）时，处于平衡状态D D乙分子的运动范围为乙分子的运动范围为x xx x1 1 第18页，共20页，编辑于2022年，星期日第19页，共20页，编辑于2022年，星期日3 3、单位时间单位面积与器壁碰撞的分子的个数单位时间单位面积与器壁碰撞的分子的个数第20页，共20页，编辑于2022年，星期日