高考物理一轮复习教案第14章热学

第37讲分子动理论与统计观点教学目标1.分子动理论的基本观点和实验依据2.阿伏加德罗常数3.气体分子运动速率的统计分布4.温度是分子平均动能的标志、内能重点：分子动理论的基本观点和实验依据难点：分子动理论的基本观点和实验依据知识梳理一、阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，是联系微观世界和宏观世界的桥梁。二、分子大小、质量和数量的估算．设微观量为．分子体积V0、分子直径d、分子质量m；宏观量为．物质体积V、摩尔体积V1、物质质量M、摩尔质量μ、物质密度ρ．1.分子质量．AA==NVNm2.分子体积．AA10PNNVV＝＝（对气体，V0应为气体分子占据的空间大小）3.分子直径．球体模型．VdN3A)2(34303A6=6=VNVd（固体、液体一般用此模型）立方体模型．30=Vd（气体一般用此模型）（对气体，d理解为相邻分子间的平均距离）4.分子的数量．A1A1AA====NVVNVMNVNMn三、分子动理论与温度有关的现象都叫做热现象。分子动理论的基本内容是：物体是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规则运动；分子间存在着相互作用力。四、物体是由大量分子组成的：这里的分子是指构成物质的单元，可以是原子、离子，也可以是分子。在热运动中它们遵从相同的规律，所以统称为分子。五．分子的热运动物体里的分子永不停息地做无规则运动，这种运动叫做热运动。扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子的热运动。布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。1.形成条件是：微粒足够小。（微粒越小，布朗运动越明显）2.温度越高，布朗运动越激烈。3.观察到的是固体微粒（不是液体，不是固体分子）的无规则运动，反映的是液体分子运动的无规则性。4.实验中描绘出的是某固体微粒每隔30秒的位置的连线，不是该微粒的运动轨迹。六、分子间的相互作用力1.特点：（1）分子间同时存在引力和斥力；（2）引力和斥力都随着距离的增大而减小；（3）斥力比引力变化得快；（4）实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力．其变化规律如图所示。2.随分子间距离而变的规律是：（1）rr0时表现为斥力；（2）r=r0时分子力为零；（3）rr0时表现为引力；（4）r10r0以后，可以忽略不计。3.从本质上来说，分子力是电场力的表现。因为分子是由原子组成的，原子内有带正电的原子核和带负电的电子，分子间的作用力就是由这些带电粒子间的相互作用引起的。七、物体的内能1.做热运动的分子具有的动能叫分子动能。温度是物体分子热运动的平均动能的标志。2.由分子间相对位置决定的势能叫分子势能。分子力做正功时分子势能减小；分子力作负功时分子势能增大。当r=r0即分子处于平衡位置时分子势能最小。不论r从r0增大还是减小，分子势能都将增大。如果以分子间距离为无穷远时分子势能为零，则分子势能随分子间距离而变的图象如右。3.物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。物体的内能跟物体的温度和体积及物质的量都有关系：4.内能与机械能：运动形式不同：内能对应分子的热运动，机械能对于物体的机械运动。物体的内能和机械能在一定条件下可以相互转化。【方法提示】1．布朗运动不是分子的运动，但研究布朗运动可以说明分子的永不停息的无规则运动．这是科学研究的常用方法：逻辑推理。2．可以把“分子—分子”系统与“球—弹簧—球”系统作类比，它们的受力图景、运动图景、能量图景是一致的．题型讲解1.在标准状总值下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，已知水的密度为，求阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求：（1）它们中各有多少水分子？（2）它们中相邻两个水分子之间的平均距离？（3）分析可否求出每个分子的体积，如可以求出，写出表达式。答案：（1）AANVVN（2）3AANVd2.已知气泡内气体的密度为1.29kg/3m，平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数1231002.6molNA，取气体分子的平均直径为-10210m，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。（结果保留一位有效数字）答案：rEpr0o3.将1摩尔的油酸溶于酒精，制成200毫升的溶液。已知1毫升的溶液有50滴，取1滴滴在水面上，在水面上形成0.2平方米的油膜，估算油酸分子的直径。答案：1cm3的溶液中，酒精溶于水后，油酸体积V0＝1/200cm3＝1/200×10－6m31滴溶液中，油酸体积v＝Vo/50,得油酸分子直径为d＝v/s＝5×10－10米4.在做“用油膜法估测分在大小”的实验中，有以下器材，油酸的酒精溶液、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩色笔，还缺少的器材有_________________________________．实验的简要步骤如下：A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多余半个的算一个），再根据方格的边长丘出油膜的面积S。B．将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上．C．用浅盘装入约2cm深的水，然后用痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上．D．用公式SVd=求出薄膜厚度，即油酸分子的直径．E．根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V．F．用注射器或滴管将事先配置好的酒精油酸溶液一滴滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数．上述实验步骤的合理顺序为______________．答案：CFBAED5.在做“用油膜法估测分在大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每104ml溶液中有纯油酸6ml，用注射器测得1ml上述溶液为50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为2cm，则：①油酸膜的面积是____________________cm2．②每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是_______________ml．（答案取两位有效数字）③按以上实验数据估算出油酸分子的直径约为_______________m（答案取两位有效数字）答案：216，10-5，5.6×10-106.下列说法都是错误的，试分析错在哪里．（1）大风天里，风沙弥漫，尘土飞扬，这就是布朗运动．（2）布朗运动是由于液体分子对固体小微粒撞击引起的，固体小微粒体积越大，受到撞击就越多，布朗运动就越显著．（3）在较暗的房间里，从射进来的一束阳光中，可以看到似乎有灰尘在飞舞，这就是布朗运动．答案：需要注意的是第3种说法，这里看到的现象原因有两种．一是屋内确实有肉眼可见的灰尘，在气流和重力的作用下飞舞（气流是气体分子的定向移动，而不是无规则运动）；二是屋内并没有肉眼可见的灰尘，是发生了散射现象．光线通过不均匀介质（烟、尘、雾、乳浊液、悬浊液等），当杂质微粒线度小于光波波长时，光线被明显散射，使从侧向也就看到光，我们的眼睛被散射光“欺骗”了，并不是真的有大颗粒灰尘在翻舞．所以这不是布朗运动．7.如图所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面;如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的分子间存在作用。【解析】通过受力分析可知，拉起玻璃板时必须满足FFmg引，由此可得出正确答案。【答案】大;引力第38讲固体、液体与气体教学目标1.固体的微观结构、晶体和非晶体2.液晶的微观结构3.液体的表面张力现象4.气体实验定律；理想气体重点：复习晶体和非晶体的性质。液体的表面现象等。难点：复习气体的体积、压强、温度间的关系，理想气体的状态方程。知识梳理一、固体的性质1.晶体和非晶体：（1）由分子、原子或离子按一定的规律重复排列而成的固体叫做晶体。晶体的外形具有规则的几何形状，如食盐晶体呈立方体，石英的晶体中间是六棱柱，两端是六棱锥，雪花是冰的晶体，各种雪花的形状都是六角形的。像玻璃、松香、沥青等没有规则的几何形状的固体叫做非晶体。（2）晶体在不同方向上导热性能、导电性能等物理性质不相同，这种特性叫做各向异性，而非晶体在各个方向上的各种物理性质都是相同的。（3）晶体都有固定的熔点，而非晶体没有熔点。（4）晶体有单晶体和多晶体两种。整个物体就是一个晶体叫做单晶体，如果整个物体由大量不规则排列的小晶体组成，叫做多晶体。多晶体不具有规则的几何形状，各种金属材料都是多晶体。由于小晶体的排列是杂乱的，所以金属整体表现为各向同性。单晶体的硅与锗是半导体工业的重要原材料。应用十分广泛的微电子技术、计算机技术就需要用单晶体硅制成的半导体元件。我国在60年代用单晶体红宝石制成了第一台激光器。我国自制的人造金刚石钻头，已用于地质勘探。（5）有的物质可以是晶体，也可以是非晶体。例如石英水晶是晶体，而石英玻璃却是非晶体。有的晶体与非晶体在一定的条件下可以互相转化。（6）液晶是一种液态晶体，它一方面像液体，具有流动性，另一方面又像晶体，具有各向异性。有一种液晶，在外加电压的影响下会由透明状态变成混浊状态，去掉电压又恢复透明。电子手表与电子计算器就是利用液晶的这种性质来显示数字的。二、液体的表面现象荷叶上的小水滴和草上的露珠会呈球形，一滴汞能成为球形在玻璃板上滚动，而不附着在玻璃板上，细玻璃管插入水中，管里的水面比容器里的水面要高，这些现象都跟液体表面的性质有关。1.跟气体接触的液面薄层叫做表面层。液体的表面层好像是绷紧的橡皮膜一样，具有收缩的趋势。荷叶上的小水滴、草上的露珠成球形，都是液体表面层收缩的结果。2.在洁净的玻璃片上放一滴水，水能扩展形成薄层，附着在玻璃板。这种液体附着在固体表面上的现象叫做浸润。对玻璃来说，水是浸润液体。在石蜡面上放一滴水，水不能附着在石蜡表面上，这种液体不能附着在固体表面上的现象叫做不浸润。对石蜡来说，水是不浸润液体。同一种液体，对一些固体是浸润的，而对另一些固体可以是不浸润的。盛有液体的容器器壁附近的液面会成弯曲的形状，也是由浸润或不浸润现象引起的。如果液体能浸润器壁，在接近器壁处液面向上弯曲。如果液体不浸润器壁，在接近器壁处液面向下弯曲。3.毛细现象：浸润液体在细管内液面升高的现象和不浸润液体在细管内液面降低的现象，叫做毛细现象。具有大量毛细管的物体，只要液体与该物体浸润，就能把液体吸入物体中。毛巾吸水、砖块吸水、灯芯吸油，都是这个原因。土壤中有许多毛细管，容易将地下水吸上来，有时为了防止水分蒸发，就将地表面的土锄松，以破坏过多的毛细管。毛细现象在生理中有很大的作用，因为植物与动物的大部分组织，都是以各种各样的细微管道连通起来的。三、气体的状态参量1.温度。温度在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上是分子平均动能的标志。热力学温度是国际单位制中的基本量之一，符号T，单位K（开尔文）；摄氏温度是导出单位，符号t，单位℃（摄氏度）。关系是t=T-T0，其中T0=273.15K，摄氏度不再采用过去的定义。两种温度间的关系可以表示为：T=t+273.15K和ΔT=Δt，要注意两种单位制下每一度的间隔是相同的。0K是低温的极限，它表示所有分子都停止了热运动。可以无限接近，但永远不能达到。2.体积。气体总是充满它所在的容器，所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的容积。3.压强。气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁而产生的。（绝不能用气体分子间的斥力解释！）一般情况下不考虑气体本身的重量，所以同一容器内气体的压强处处相等。但大气压在宏观上可以看成是大气受地球吸引而产生的重力而引起的。（例如在估算地球大气的总重量时可以用标准大气压乘以地球表面积。）压强的国际单位是帕，符号Pa，常用的单位还有标准大气压（atm）和毫米汞柱(mmHg)。它们间的关系是：1atm=1.013×105Pa=760mmHg；1mmHg=133.3Pa。4.气体压强的计算气体压强的确定要根据气体所处的外部条件，往往需要利用跟气体接触的液柱和活塞等物体的受力情况和运动情况计算。四、气体的