高考物理沖刺專題復(fù)習(xí)課件 第8單元-熱學(xué)（大綱版）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第八單元熱學(xué) 第八單元 知識框架 第八單元 知識框架 第八單元 知識框架 第八單元 知識框架 第八單元 考綱展示 第八單元 考綱展示 第八單元 命題趨勢 高考對熱學(xué)內(nèi)容的考查基本上是每年一題 主要以選擇題的形式呈現(xiàn) 考題主要集中在氣體的壓強(qiáng) 內(nèi)能 分子動(dòng)理論 熱力學(xué)定律 能量守恒等考點(diǎn) 其中 涉及能源利用與開發(fā)及環(huán)保問題 氣體狀態(tài)變化 有關(guān)氣體壓強(qiáng)的力熱綜合題應(yīng)引起重視 第八單元 復(fù)習(xí)策略 1 熱學(xué)包括分子動(dòng)理論 熱和功 熱力學(xué)定律 氣體的性質(zhì)等內(nèi)容 它分別從微觀與宏觀兩個(gè)角度研究熱現(xiàn)象及其規(guī)律 一是著眼于物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) 用分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來解釋熱現(xiàn)象的本質(zhì) 二是從能的角度并結(jié)合宏觀測量和實(shí)驗(yàn)研究熱現(xiàn)象及其規(guī)律 尋求熱學(xué)參量間關(guān)系及熱功轉(zhuǎn)換關(guān)系 2 建議復(fù)習(xí)時(shí)突破以下重點(diǎn)或難點(diǎn) 1 從微觀的角度認(rèn)識分子 構(gòu)建完整的分子微觀模型 充分理解阿伏加德羅常數(shù)的意義 突破有關(guān)分子的計(jì)算 第八單元 復(fù)習(xí)策略 2 從宏觀的角度認(rèn)識熱現(xiàn)象 把握好能量守恒的思想與熱現(xiàn)象的方向性 3 透徹理解熱力學(xué)第一定律 會(huì)分析物體內(nèi)能的變化 4 掌握氣體壓強(qiáng)的微觀解釋 會(huì)從微觀與宏觀角度分析氣體狀態(tài)參量間的關(guān)系 5 會(huì)利用力的平衡或牛頓第二定律分析氣體壓強(qiáng) 第八單元 使用建議 1 本單元的概念和規(guī)律較多 高考能力要求不高 重在對知識的識記與理解 復(fù)習(xí)時(shí)要強(qiáng)化對基本概念的記憶 如阿伏加德羅常數(shù) 分子數(shù)量級 擴(kuò)散現(xiàn)象 布朗運(yùn)動(dòng) 熱運(yùn)動(dòng) 分子動(dòng)能 溫度 分子力 分子勢能 物體的內(nèi)能 熱傳遞等基本概念 并理解好分子熱運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 分子力的特點(diǎn)及分子力隨分子間距離變化的規(guī)律 分子動(dòng)能與溫度的關(guān)系 分子勢能隨分子間距離的變化關(guān)系 熱力學(xué)第一定律 熱力學(xué)第二定律 能量守恒定律等基本規(guī)律 第八單元 使用建議 要建立宏觀量與微觀量的關(guān)系 即對一個(gè)確定的物體而言 其分子動(dòng)能與物體的溫度相對應(yīng) 其分子勢能與物體的體積相對應(yīng) 物體的內(nèi)能與物體的溫度 體積 質(zhì)量 摩爾質(zhì)量 相對應(yīng) 物體內(nèi)能的改變與做功或熱傳遞相對應(yīng)等 在復(fù)習(xí)中 要加強(qiáng)貼近高考的典型題訓(xùn)練 鞏固本章的基本概念和規(guī)律 提高分析問題與解決問題的能力 2 本單元建議安排6課時(shí) 第30講 第31講各2課時(shí) 第32講 單元訓(xùn)練各1課時(shí) 第30講 分子動(dòng)理論 氣體的狀態(tài)參量 第30講分子動(dòng)理論 氣體的狀態(tài)參量 第30講 編讀互動(dòng) 1 本講復(fù)習(xí)重點(diǎn)內(nèi)容包括分子的微觀估算 氣體壓強(qiáng)的分析 對分子力與分子勢能的理解等 復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)抓住一個(gè)重點(diǎn) 兩個(gè)難點(diǎn) 一個(gè)重點(diǎn)是通過復(fù)習(xí)相關(guān)概念 規(guī)律 結(jié)論等 構(gòu)建微觀分子的模型 兩個(gè)難點(diǎn)分別是 1 有關(guān)分子的計(jì)算 應(yīng)重點(diǎn)掌握兩個(gè)關(guān)系和兩個(gè)橋梁 2 有關(guān)氣體壓強(qiáng)的計(jì)算 要利用受力分析的手段 特別提醒不要忘記考慮大氣壓力 依據(jù)平衡條件或牛頓第二定律求解 同時(shí) 還要注意本講知識與其他單元知識的聯(lián)系 如氣體狀態(tài)參量的變化與內(nèi)能改變的關(guān)系 涉及氣體壓強(qiáng)的力熱綜合題 第30講 編讀互動(dòng) 2 本講例題分類安排思路 1 熱學(xué)估算問題 2 布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象 3 分子力與分子勢能 4 氣體狀態(tài)參量 3 本講課時(shí)安排第一課時(shí) 涉及阿伏加德羅常數(shù)的估算問題 布朗運(yùn)動(dòng) 第二課時(shí) 分子力與分子勢能的特點(diǎn) 氣體壓強(qiáng)的意義 氣體的壓強(qiáng)與體積和溫度的關(guān)系 氣體壓強(qiáng)的計(jì)算 第30講 考點(diǎn)整合 一 分子動(dòng)理論熱學(xué)的研究對象是熱現(xiàn)象 從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來研究熱現(xiàn)象的理論是分子動(dòng)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(dòng) 分子間存在著相互作用力 第30講 考點(diǎn)整合 球 正方體 分子個(gè)數(shù) 遠(yuǎn)小于 第30講 考點(diǎn)整合 擴(kuò)散現(xiàn)象 減小 快 斥力 零 引力 振動(dòng) 第30講 考點(diǎn)整合 微弱 小 高 大量分子頻繁碰撞 平均動(dòng)能 溫度 體積 第30講 考點(diǎn)整合 平均占有體積 探究點(diǎn)一熱學(xué)估算問題 第30講 要點(diǎn)探究 第30講 要點(diǎn)探究 C 第30講 要點(diǎn)探究 第30講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評 本題考查與熱學(xué)相關(guān)的實(shí)際問題 題目比較新穎 難度較大 解答本題的關(guān)鍵是地球大氣體積的估算以及與固態(tài) 液態(tài)物質(zhì)摩爾體積的區(qū)別 命題意圖 本題意在讓學(xué)生鞏固涉及阿伏加德羅常數(shù)的估算問題 要求學(xué)生掌握與體積 密度 質(zhì)量 分子數(shù)相關(guān)的基本換算和估算方法 第30講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)二布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象 物體里的分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 這種運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān) 所以通常把分子的這種運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng) 擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都可以很好地證明分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) 1 布朗運(yùn)動(dòng)的理解要點(diǎn) 1 研究對象 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(dòng) 反映的是液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性 2 形成原因 顆粒足夠小時(shí) 各個(gè)方向液體分子對顆粒撞擊的不平衡引起的 導(dǎo)致布朗運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)原因是液體分子的熱運(yùn)動(dòng) 第30講 要點(diǎn)探究 3 劇烈程度 微粒越小 布朗運(yùn)動(dòng)越激烈 溫度越高 布朗運(yùn)動(dòng)越激烈 4 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 永不停息 無規(guī)則 5 誤區(qū)警示 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(dòng)軌跡 實(shí)驗(yàn)的觀察條件是普通顯微鏡 能用肉眼直接看到的顆粒 如 灰塵飛揚(yáng) 運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng) 2 布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的比較 1 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的微粒所做的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 其運(yùn)動(dòng)的激烈程度與微粒的大小和液體的溫度有關(guān) 第30講 要點(diǎn)探究 2 擴(kuò)散現(xiàn)象是兩種不同物質(zhì)在接觸時(shí) 沒有受到外力影響而能彼此進(jìn)到對方里去的現(xiàn)象 氣體 液體 固體都有擴(kuò)散現(xiàn)象 擴(kuò)散快慢除和溫度有關(guān)外 還和物體的密度差 溶液的濃度有關(guān) 物體的密度差 或濃度差 越大 溫度越高 擴(kuò)散進(jìn)行得越快 3 布朗運(yùn)動(dòng)是分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的間接證明 而擴(kuò)散現(xiàn)象是分子做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的直接證據(jù) 第30講 要點(diǎn)探究 例2 2010 北京卷 做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn) 得到某個(gè)觀測記錄如圖30 2所示 圖中記錄的是 A 分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況B 某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡C 某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度 時(shí)間圖線D 按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線 D 第30講 要點(diǎn)探究 解析 圖中的折線記錄的是某個(gè)做布朗運(yùn)動(dòng)的微粒按相等時(shí)間間隔依次記錄的位置連線 不是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況 也不是微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡 更不是微粒運(yùn)動(dòng)的v t圖線 故D對 A B C錯(cuò) 點(diǎn)評 本題考查學(xué)生對教材知識的理解和掌握 容易出問題的地方是誤把圖線作為顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡 命題意圖 本題意在通過考查教材基礎(chǔ)知識引導(dǎo)學(xué)生注重基礎(chǔ)知識的識記和掌握 尤其熱學(xué)問題高考命題很有可能偶爾避開考查熱點(diǎn) 因此要做好全面復(fù)習(xí) 第30講 要點(diǎn)探究 變式題 2011 成都模擬 下列說法正確的是 A 布朗運(yùn)動(dòng)證明 組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B 即使氣體的溫度很高 仍有一些分子的運(yùn)動(dòng)速率是非常小的C 氣體的壓強(qiáng)是由大量的分子對容器壁的碰撞引起的D 一定質(zhì)量的理想氣體 在溫度和體積都保持不變的情況下 可以使其壓強(qiáng)增大 BC 第30講 要點(diǎn)探究 解析 布朗運(yùn)動(dòng)證明液體的分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 溫度是描述氣體分子平均動(dòng)能的物理量 組成氣體的各分子速率的分布具有統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律 并不是所有的分子的運(yùn)動(dòng)速率都相近 B正確 氣體的壓強(qiáng)是單位面積上受到的氣體分子的撞擊力 選項(xiàng)C正確 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知 描述氣體的三個(gè)狀態(tài)參量至少有兩個(gè)同時(shí)發(fā)生變化 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 第30講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)三分子力與分子勢能 第30講 要點(diǎn)探究 第30講 要點(diǎn)探究 BC 第30講 要點(diǎn)探究 第30講 要點(diǎn)探究 第30講 要點(diǎn)探究 變式題分子甲和乙相距較遠(yuǎn) 此時(shí)它們的分子力近似為零 如果甲固定不動(dòng) 乙逐漸向甲靠近越過平衡位置直到不能再靠近 在整個(gè)過程中 A 先是乙克服分子力做功 然后分子力對乙做正功B 先是分子力對乙做正功 然后乙克服分子力做功C 兩分子間的斥力不斷減小D 兩分子間的引力不斷減小 B 第30講 要點(diǎn)探究 第30講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)四氣體狀態(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(dòng)能的標(biāo)志 1 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 T T0 其中T0 273 15K 攝氏度不再采用過去的定義 2 兩種溫度間的關(guān)系可以表示為 T t 273 15K和 T t 要注意兩種單位制下每一度表示的溫差是相同的 3 0K是低溫的極限 它表示所有分子都停止了熱運(yùn)動(dòng) 0K可以無限接近 但永遠(yuǎn)不能達(dá)到 2 體積 氣體的體積是指氣體所充滿容器的容積 第30講 要點(diǎn)探究 3 壓強(qiáng) 氣體作用在器壁單位面積上的壓力 數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)器壁單位面積上受到氣體分子的總沖量 1 影響氣體壓強(qiáng)的因素壓強(qiáng)是由于氣體分子頻繁與容器壁的碰撞而產(chǎn)生的 氣體分子的平均速率越大 碰撞的頻繁程度就越大 碰撞的作用力就越大 氣體分子的密度越大 碰撞的頻繁程度也越大 所以氣體的壓強(qiáng)與氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度有關(guān) 也就是與氣體的溫度有關(guān) 同時(shí)還與單位體積中分子的數(shù)目有關(guān) 對一定質(zhì)量的氣體來說壓強(qiáng)與氣體的體積有關(guān) 2 封閉氣體與開放氣體 第30講 要點(diǎn)探究 對于封閉氣體而言 一般情況下不考慮氣體本身的重量 所以同一容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)處處相等 開放氣體的壓強(qiáng) 即大氣壓 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 例如在估算地球大氣的總重量時(shí)可以用標(biāo)準(zhǔn)大氣壓乘以地球表面積 3 幾種常見的壓強(qiáng)計(jì)算 由液體或固體 活塞 封閉在靜止容器中氣體壓強(qiáng)的計(jì)算 一般以液柱或活塞為研究對象 進(jìn)行受力分析 列出平衡方程 求解氣體壓強(qiáng) 有時(shí)也根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強(qiáng)相等 在連通器內(nèi)靈活選取等壓面 由兩側(cè)壓強(qiáng)相等列出方程求出壓強(qiáng) 第30講 要點(diǎn)探究 容器加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 液柱或固體 活塞 封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算 一般以液柱或活塞或系統(tǒng)為研究對象進(jìn)行受力分析 列出牛頓第二定律F合 ma的方程求解氣體壓強(qiáng) 第30講 要點(diǎn)探究 D 第30講 要點(diǎn)探究 第30講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評 本題考查氣體壓強(qiáng)的計(jì)算以及與之相關(guān)的參量變化規(guī)律 通過力學(xué)手段計(jì)算壓強(qiáng)時(shí) 一定要注意靈活選取研究對象 命題意圖 本題意在引導(dǎo)學(xué)生從壓強(qiáng)的微觀解釋和壓強(qiáng)的宏觀定義來研究氣體問題 是分析氣體問題的一個(gè)基本手段 第30講 備用習(xí)題 1 對一定量的氣體 下列說法正確的是 A 氣體的體積是所有氣體分子的體積之和B 氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈 氣體溫度就越高C 氣體對器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對器壁單位時(shí)間單位面積的平均撞擊力D 當(dāng)氣膨脹時(shí) 氣體分子之間的勢能減小 因而氣體的內(nèi)能減少 B 第30講 備用習(xí)題 解析 B氣體的體積是氣體分子所占據(jù)的體積 等于容器的體積 A錯(cuò) 氣體對器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對器壁單位面積的平均撞擊力 C錯(cuò) 當(dāng)氣體膨脹時(shí) 氣體的內(nèi)能減少并不是氣體分子之間的勢能減小 而是氣體對外做功造成的 D錯(cuò) 第30講 備用習(xí)題 AD 第30講 備用習(xí)題 第31講 內(nèi)能的改變 熱力學(xué)定律 第31講內(nèi)能的改變 熱力學(xué)定律 第31講 編讀互動(dòng) 1 高考對本講內(nèi)容的考查以選擇題的方式呈現(xiàn) 且具有綜合性的特點(diǎn) 通常一個(gè)考題含有多個(gè)熱學(xué)知識點(diǎn) 考題主要集中在物體內(nèi)能改變的分析 利用能量守恒解決實(shí)際問題 氣體的狀態(tài)參量變化與內(nèi)能改變的關(guān)系 對熱現(xiàn)象的方向性 分子勢能變化的規(guī)律 分子平均動(dòng)能等知識點(diǎn)的理解上 所以 復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)注重知識的理解與綜合 具體來說 復(fù)習(xí)本講時(shí) 應(yīng)著重注意 1 抓住一個(gè)中心 物體內(nèi)能改變的分析與計(jì)算 要求會(huì)用兩種途徑分析求解 2 培養(yǎng)一個(gè)意識 運(yùn)用能量的觀點(diǎn)分析問題的 第31講 編讀互動(dòng) 意識 會(huì)分析轉(zhuǎn)化關(guān)系 會(huì)找等量關(guān)系 3 弄清三個(gè)關(guān)系 分子平均動(dòng)能與溫度 分子勢能的變化與分子間距 內(nèi)能改變與做功和熱傳遞 4 理解四個(gè)規(guī)律 能量轉(zhuǎn)化與守恒定律 熱力學(xué)第一定律 熱力學(xué)第二定律 熱力學(xué)第三定律 5 知道六個(gè)概念 分子平均動(dòng)能 分子勢能 熱力學(xué)溫度 熱機(jī) 第一類永動(dòng)機(jī) 第二類永動(dòng)機(jī) 2 本講例題分類安排思路 1 對內(nèi)能的理解和分析 2 熱力學(xué)第二定律的理解和應(yīng)用 3 關(guān)于理想氣體 第31講 編讀互動(dòng) 4 能量轉(zhuǎn)化與守恒問題 3 本講課時(shí)安排第一課時(shí) 對內(nèi)能的理解 內(nèi)能的改變 熱和功 熱力學(xué)第二定律 第二課時(shí) 內(nèi)能改變量的計(jì)算 能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的應(yīng)用 第31講 考點(diǎn)整合 一 物體的內(nèi)能1 構(gòu)成 1 所有分子動(dòng)能 溫度是 溫度越高 分子的平均動(dòng)能越 2 所有分子勢能 分子力做正功時(shí) 分子勢能 分子力做負(fù)功時(shí) 分子勢能 當(dāng)r r0時(shí) 分子勢能 不論r從r0增大還是減小 分子勢能都將 規(guī)定兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí) 分子的勢能為零 分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖象如圖31 1所示 物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志 大 減小 增大 最小 增大 第31講 考點(diǎn)整合 一般情況下 只有當(dāng)物體的 發(fā)生變化時(shí) 才考慮分子勢能的變化 同一物態(tài) 大多數(shù)情況下均忽略由于熱脹冷縮造成的分子勢能的變化 2 有關(guān)因素 物體的 物體的 物質(zhì)的量 3 內(nèi)能的改變 1 改變途徑 與 前者是能的轉(zhuǎn)化 后者是能的轉(zhuǎn)移 物態(tài) 溫度 體積 做功 熱傳遞 第31講 考點(diǎn)整合 2 規(guī)律 熱力學(xué)第一定律 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 U 即 U Q W 在這個(gè)公式中 當(dāng)外界對物體做功或傳熱時(shí) W Q取 反之取 物體內(nèi)能增加 U取 內(nèi)能減小 U為 3 求法 利用熱力學(xué)第一定律求 即 U Q W 應(yīng)特別注意摩擦力做功與大氣壓力做功 利用能量守恒求 應(yīng)注重能量轉(zhuǎn)化的分析 二 四個(gè)定律1 能量守恒定律 能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生 也不會(huì)憑空消失 它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式 或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體 在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變 它是研究自然科學(xué)的通用規(guī)律 正 負(fù) 正 負(fù) 第31講 考點(diǎn)整合 2 熱力學(xué)第一定律 它是能量守恒定律的一個(gè)特殊表達(dá) 反映了內(nèi)能和其他能之間轉(zhuǎn)化或內(nèi)能之間轉(zhuǎn)移的過程中的能量守恒 3 熱力學(xué)第二定律 它反映了自發(fā)地發(fā)生的宏觀熱現(xiàn)象的方向性規(guī)律 它的兩種表述為 1 克勞修斯表述 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 開爾文表述 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 或第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的 按機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述 4 熱力學(xué)第三定律 絕對零度不可達(dá)到 第31講 考點(diǎn)整合 三 五個(gè)概念1 分子平均動(dòng)能 組成物質(zhì)的所有分子的動(dòng)能的平均值 它可由溫度來量度 2 熱力學(xué)溫度 與攝氏溫度的關(guān)系是 T t 273 15K 其中 T t 單位K 開爾文 3 熱機(jī) 一種把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置 4 第一類永動(dòng)機(jī) 不需要消耗任何能量而能不斷工作的機(jī)器 它違背了能量守恒定律 5 第二類永動(dòng)機(jī) 工作效率為100 的熱機(jī)叫第二類永動(dòng)機(jī) 它違背了熱力學(xué)第二定律 第31講 考點(diǎn)整合 四 能源的開發(fā)與利用能源的利用過程本質(zhì)上是能的轉(zhuǎn)化過程 煤 石油 天然氣等是常規(guī)能源 太陽能 海洋能 地?zé)崮?生物能等是新能源 能源的開發(fā)和利用過程要注意對環(huán)境的保護(hù) 探究點(diǎn)一對內(nèi)能的理解和分析 第31講 要點(diǎn)探究 第31講 要點(diǎn)探究 特別提醒 1 溫度 內(nèi)能 熱量和功是熱學(xué)中相互關(guān)聯(lián)的四個(gè)物理量 當(dāng)物體的內(nèi)能改變時(shí) 溫度不一定改變 只有當(dāng)通過熱傳遞改變物體內(nèi)能時(shí)才會(huì)有熱量傳遞 但能的形式?jīng)]有發(fā)生變化 2 熱量是熱傳遞過程中的特征物理量 離開過程談熱量毫無意義 就某一狀態(tài)而言 只有 內(nèi)能 根本不存在什么 熱量 和 功 因此不能說一個(gè)系統(tǒng)中含有 多少熱量 或 多少功 3 物體的內(nèi)能大 并不意味著物體一定會(huì)對外做功或向外傳遞熱量 更談不上做的功多或傳遞的熱量多 只有物體內(nèi)能的變化大時(shí) 過程中做的功或傳遞的熱量才會(huì)多 第31講 要點(diǎn)探究 2 判斷 計(jì)算內(nèi)能變化的方法 1 對于絕熱過程 內(nèi)能變化決定于外界對物體做功 外界對物體做正功 物體內(nèi)能增大 外界對物體做負(fù)功 物體內(nèi)能減小 2 沒有外界對物體做功時(shí) 物體內(nèi)能變化決定于熱傳遞 物體吸熱 內(nèi)能增大 物體放熱 內(nèi)能減小 3 當(dāng)既存在做功 又存在熱傳遞時(shí) 可由熱力學(xué)第一定律判定物體內(nèi)能的變化情況 詳見本講 考點(diǎn)整合 一 3 4 通過能量轉(zhuǎn)化與守恒定律分析 3 內(nèi)能與物體宏觀狀態(tài)量的關(guān)系 1 溫度升高時(shí)物體內(nèi)能增加 2 體積變化時(shí)物體內(nèi)能變化 第31講 要點(diǎn)探究 B 第31講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評 本題考查通過熱力學(xué)第一定律分析內(nèi)能的變化問題 其中丟掉大氣壓力做功是本題的易錯(cuò)點(diǎn) 在此類問題中要避免同樣的錯(cuò)誤 命題意圖 本題的設(shè)置意在提示學(xué)生以下兩點(diǎn) 第一 分析物體內(nèi)能變化問題要合理選取適用規(guī)律 第二 記住一些易錯(cuò)點(diǎn) 增強(qiáng)避錯(cuò)能力 第31講 要點(diǎn)探究 變式題 2010 綿陽模擬 將一個(gè)被壓癟了的乒乓球放進(jìn)熱水中 過一會(huì)兒乒乓球就鼓起來了 此過程中乒乓球內(nèi)氣體 不計(jì)分子勢能 A 內(nèi)能增加 放出熱量B 內(nèi)能增加 對外界做功C 內(nèi)能減少 吸收熱量D 內(nèi)能減少 外界對其做功 B 第31講 要點(diǎn)探究 第31講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)二熱力學(xué)第二定律的理解和應(yīng) 1 熱力學(xué)第二定律的兩種表述 詳見本講 考點(diǎn)整合 二 3 2 熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用 1 兩類永動(dòng)機(jī)的比較 第31講 要點(diǎn)探究 第31講 要點(diǎn)探究 例2下列關(guān)于熱力學(xué)第二定律的表述中正確的是 A 熱力學(xué)零度不可達(dá)到B 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C 其數(shù)學(xué)表達(dá)式是 U Q WD 能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中總量保持不變 B 解析 A是熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容 B是熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容 C是熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式 D是能量守恒定律內(nèi)容 第31講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評 本題考查熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容及其理解 此類問題在高考試題中一般難度不大 但要注意選項(xiàng)中各說法是否與熱力學(xué)第二定律等效 命題意圖 本題意在鞏固學(xué)生對熱力學(xué)第二定律的理解和應(yīng)用能力 要特別注意其等效說法的辨別 第31講 要點(diǎn)探究 變式題下列說法中正確的是 A 布朗運(yùn)動(dòng)就是懸浮在液體中的固體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B 擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān) 所以擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗也叫做熱運(yùn)動(dòng)C 第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律 但違反了熱力學(xué)第二定律D 在絕對零度附近所有分子都將停止運(yùn)動(dòng) C 第31講 要點(diǎn)探究 解析 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 它不是分子的運(yùn)動(dòng) 分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為熱運(yùn)動(dòng) AB錯(cuò) 機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能而同時(shí)不引起其他變化 即機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程是具有方向性的 故C正確 分子的熱運(yùn)動(dòng)是永不停息的 故D錯(cuò) 第31講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)三關(guān)于理想氣體 一 對理想氣體的理解概括地講 理想氣體是指除碰撞外忽略分子間的相互作用力 即沒有分子勢能 溫度是內(nèi)能變化量度的氣體 二 常見氣體狀態(tài)變化過程 第31講 要點(diǎn)探究 第31講 要點(diǎn)探究 AC 第31講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評 本題考查理想氣體及與其相關(guān)的概念 規(guī)律 現(xiàn)象的分析 其中理解好理想氣體的本質(zhì)是分析此類問題的前提 命題意圖 本題意在鞏固學(xué)生關(guān)于理想氣體問題的綜合分析能力 第31講 要點(diǎn)探究 BCD 第31講 要點(diǎn)探究 第31講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)四能量轉(zhuǎn)化與守恒問題 一 能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在熱學(xué)中的應(yīng)用1 機(jī)械能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化時(shí)守恒2 其他形式的能和內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化時(shí)守恒3 熱傳遞使內(nèi)能在物體之間發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)守恒二 常規(guī)能源與新能源1 所謂 能源 指的就是能夠提供可利用能量的物質(zhì) 2 能源分類 1 常規(guī)能源 煤 石油 天然氣等 2 可再生能源 水流能 風(fēng)能等 3 不可再生能源 石油 煤炭等 4 清潔能源 太陽能等 第31講 要點(diǎn)探究 第31講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評 本題考查太陽能的計(jì)算 難度較小 命題意圖 本題考查太陽能的計(jì)算 同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注能源問題 第31講 要點(diǎn)探究 變式題 2010 上海卷 太陽能是清潔的新能源 為了環(huán)保 我們要減少使用像煤炭這樣的常規(guī)能源而大力開發(fā)新能源 劃分下列能源的類別 把編號填入相應(yīng)的表格 解析 本題考查能源和可持續(xù)發(fā)展 由題可知 新能源有 常規(guī)能源有 第31講 備用習(xí)題 1 2011 孝感模擬 如圖所示 將空的薄金屬筒開口向下壓入水中 設(shè)水溫均勻恒定 筒內(nèi)空氣不泄漏 不計(jì)氣體分子間的相互作用 則被淹沒的金屬筒在緩慢下降過程中 下列說法正確的是 A 筒內(nèi)壁與氣體接觸處 單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積的氣體分子數(shù)不變B 筒內(nèi)氣體每一個(gè)分子的分子動(dòng)能都不變C 筒內(nèi)氣體從外界吸熱D 筒內(nèi)氣體向外界放熱 D 第31講 備用習(xí)題 第31講 備用習(xí)題 2 2011 荊州模擬 一位同學(xué)為了表演 輕功 用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣 可視為理想氣體 然后將它們放置在水平木板上 再在氣球的上方平放一些輕質(zhì)硬塑料板 這位同學(xué)慢慢站上輕質(zhì)塑料板中間位置的過程中 氣球一直沒有破裂 球內(nèi)氣體溫度可視為不變 下列說法正確的是 A 由于該同學(xué)壓迫氣球 球內(nèi)氣體分子間表現(xiàn)為斥力B 表演過程中 外界對球內(nèi)氣體做功 球內(nèi)氣體吸收了熱量C 表演過程中 氣球內(nèi)所有氣體分子的動(dòng)能都不變D 若某氣球突然爆炸 則該氣球內(nèi)的氣體內(nèi)能減少 溫度降低 D 第31講 備用習(xí)題 解析 D氣體分子間表現(xiàn)為引力 則A錯(cuò)誤 表演過程中 球內(nèi)氣體溫度不變 分子平均動(dòng)能和內(nèi)能不變 外界對球內(nèi)氣體做功 由熱力學(xué)第一定律W Q U 則球內(nèi)氣體放熱 B錯(cuò)誤 氣體分子平均動(dòng)能不變不是所有分子的動(dòng)能都不變 C錯(cuò)誤 若某氣球突然爆炸 氣體對外做功 瞬間無熱傳遞 則該氣球內(nèi)的氣體內(nèi)能減少 溫度降低 故D正確 第32講 本單元實(shí)驗(yàn) 第32講本單元實(shí)驗(yàn) 第32講 編讀互動(dòng) 1 本實(shí)驗(yàn)原理簡單 容易理解 屬于測量型實(shí)驗(yàn) 復(fù)習(xí)時(shí)除了實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)步驟之外 要特別注意油酸體積應(yīng)為一滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積 因此油酸體積應(yīng)等于1mL cm3 除以滴數(shù)再乘以濃度 處理數(shù)據(jù)時(shí)各物理量的單位要統(tǒng)一 換算時(shí)不要出錯(cuò) 本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子大小 實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)量級符合要求即可 所以計(jì)算油膜面積時(shí)采取數(shù)正方形格數(shù)的方法 不足半格的舍去 多于半格的算一格 要讓學(xué)生通過本實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)抓住主要因素 忽略次要因素的分析方法 培養(yǎng)學(xué)生估算能力 第32講 編讀互動(dòng) 2 本講例題分類安排思路 1 實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作 2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和誤差分析 3 同類實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新 3 本講安排1課時(shí) 第32講 考點(diǎn)整合 用油膜法估測分子的大小1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 測量油酸分子的直徑 2 學(xué)習(xí)間接測量微觀量的原理和方法 2 實(shí)驗(yàn)原理將油酸滴在水面上 讓油酸盡可能散開 可認(rèn)為油酸在水面上形成單分子油膜層 如果把分子看作球形 單分子油膜層的厚度就可以看作油酸分子的 事先測出油酸滴的體積V和油膜的面積S 就可以算出分子的直徑 d 直徑 第32講 考點(diǎn)整合 3 主要測量量及測量方法 1 油膜體積的測定 積聚法由于油酸分子太小 一滴純油酸中含有的分子數(shù)仍很大 形成的單分子層所占面積太大 不便于測量 故實(shí)驗(yàn)中先把油酸溶于酒精稀釋 測定其濃度 再測出1mL酒精油酸溶液的滴數(shù) 取其一滴用于實(shí)驗(yàn) 最后計(jì)算出一滴溶液中含有的 的體積作為油膜的體積 2 油膜面積的測定將畫有油酸薄膜輪廓的有機(jī)玻璃板取下放在坐標(biāo)格紙上 以邊長為1cm的方格為單位 數(shù)出輪廓內(nèi)正方形的格數(shù) 不足半格的舍去 超過半格的計(jì)為1格 計(jì)算出油膜的面積S 純油酸 第32講 考點(diǎn)整合 4 注意事項(xiàng) 1 實(shí)驗(yàn)前 必須將所有的實(shí)驗(yàn)用具擦洗干凈 實(shí)驗(yàn)時(shí) 吸取油酸 酒精和溶液的移液管要分別用 不能混用 否則會(huì)增大實(shí)驗(yàn)誤差 2 油酸在水面上形成油膜時(shí)先擴(kuò)散后收縮 要在穩(wěn)定后再畫輪廓 擴(kuò)散后又收縮的原因有兩個(gè) 一是水面受油酸滴沖擊凹陷后又恢復(fù) 二是酒精揮發(fā)后 油膜回縮 3 本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子大小 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)量級符合10 10m即可 4 實(shí)驗(yàn)中油酸酒精溶液下滴高度不可太大 探究點(diǎn)一對實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)步驟的考查 第32講 要點(diǎn)探究 第32講 要點(diǎn)探究 測出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù) 淺盤里倒入水后 將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上 解析 1 求出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)才能得到一滴油酸酒精溶液的體積 2 淺盤里倒入水后 將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上才能很好地得到油膜輪廓和面積 第32講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評 本題考查 用油膜法估測分子的大小 實(shí)驗(yàn)的基本步驟 其中上述遺漏的兩點(diǎn)是本實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)細(xì)節(jié) 需要引起重視 命題意圖 本題意在培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的反思和對細(xì)節(jié)的把握能力 第32講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析 例2在 用油膜法估測分子的大小 實(shí)驗(yàn)中 現(xiàn)有按體積比為n m配制好的油酸酒精溶液置于容器中 還有一個(gè)盛有約2cm深水的淺盤 一支滴管 一個(gè)量筒 請補(bǔ)充下述估測分子大小的實(shí)驗(yàn)步驟 第32講 要點(diǎn)探究 1 需測量的物理量自己用字母表示 2 用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤 等油酸薄膜穩(wěn)定后 將薄膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上 如圖32 1所示 已知坐標(biāo)紙上每個(gè)小方格面積為S 求油膜面積時(shí) 半個(gè)以上方格面積記為S 不足半個(gè)舍去 則油膜面積為 3 估算油酸分子直徑的表達(dá)式為d 用滴管向量筒內(nèi)加注N滴油酸酒精溶液 讀其體積V 8S 第32講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評 本題考查 用油膜法估測分子的大小 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 注意純油酸體積的換算和 數(shù)格法 求面積 當(dāng)然 也可以逆過來根據(jù)分子體積大小計(jì)算阿伏加德羅常數(shù) 命題意圖 本題意在鞏固學(xué)生對 用油膜法估測分子的大小 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全