2008高考物理总复习资料(十一)热学

天星教育网，因你而精彩！版权所有，侵权必究！本卷第1页（共5页）2008高考物理总复习资料（十一）热学复习要点1、掌握分子动理论的三点基本内容。了解分子的大小及估测分子直径的实验方法；掌握布朗运动的特点及其本质；熟悉分子间相互作用力的特征及其规律。2、掌握内能的概念。知道分子平均动能与温度的关系；知道分子势能与物体体积的关系；知道改变内能的两种方式及其间联系。3、掌握热力学定律。知道热力学第一定律的定量表达；知道热力学第二定律的两种表述；知道两类永动机均不可能；知道绝对零度不可达到；知道能量守恒定律的具体内容并了解其建立过程。4、掌握气体分子运动的特点。了解气体的体积、压强、温度间的关系；理解气体压强的微观意义。二、难点剖析1、分子动理论（1）物体是由大量分子所组成的应能分别体会到：组成宏观物体的微观分子的尺度是如此之小（数量级为10-10mol-1）。而对组成宏观物体的微观分子的上述两点认识在物理滨发展中经历了这样的过程：实验的方法（油膜法实验）估测出微观分子的大小；明确了微观分子的“小”后进一步子解了组成宏观物体的微观分子数量之“多”。这里应该强调指出阿伏伽德罗常数作用，宏观世界与微观世界的“桥梁”。（2）分子永不停息地在做无规则热运动重点在于把握布朗运动的与分子运动间的关系。所谓的布朗运动，指的是悬浮于液体中的固体小颗粒所做的永不停息的无规则运动。布朗运动产生的原因是因为液体分子的撞击不平衡所致。正因为如此，布朗运动的特点恰好反映出分子运动的特点：布朗运动永不停息，表明分子运动永不停息；布朗运动的无规则性，表明分子运动的无规则性；布朗运动的剧烈程度随温度升高而加剧，表明分子运动的剧烈程度随温度升高而加剧；布朗运动的明显程度随悬浮颗粒的尺寸加大而减弱，再一次从统计的角度表明分子运动的无规则性。（3）分子间存在着相互作用的分子力。关于分子力的特征与规律,应注意如下几个要点的掌握:①发子间的引力f引与斥力fG同时存在，表现出的分子力是其合力。天星教育网，因你而精彩！版权所有，侵权必究！本卷第2页（共5页）②分子间的引力f引与斥力fG均随分子间距r的增大而减小，但斥力f拆随间距r衰减得更快些。③分子间距存在着某一个值r0（数量级为10-10m）当rr0时，f引f斥，分子力表现为引力；当r=r0时，f引=f斥，分子力为零；当rr0时，f引f斥，分子力表现为斥力；④当分子间距当r10r0时，分子间引力、斥力均可忽略。⑤分子间引力f引，斥力f斥及分子力f随分子间距r的变化情况如图-1所示。2、物体的内能概念的理解（1）物体的内能物体所有分子热运动动能和与分子力相对应的分子势能之总和叫做物体的内能。（2）分子平均动能与温度的关系由于分子热运动的无规则性，所以各个分子热运动动能不同，但所有分子热运动动能的平均值只与温度相关，温度是分子平均动能的标志，温度相同，则分子热运动的平均动能相同，对确定的物体来说，总的分子动能随温度单调增加。（3）分子势能与体积的关系分子热能与分子力相关：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。而分子力与分子间距有关，分子间距的变化则又影响着大量分子所组成的宏观物体的体积。这就在分子热能与物体体积间建立起某中联系。考虑到分子力在rr0时表现为斥力，此时体积膨胀时，表现为斥力的分子力做正功。因此分子势能随物体体积呈非单调变化的特征。（4）改变内能的两种方式改变物体的内能通常有两种方式：做功和热传递。做功涉及到的是内能与其它能间的转达化；而热传递则只涉及到内能在不同物体间的转移。3、热力学定律及能量转化与守恒定律（1）热力学第一定律①内容：物体内能的增量△E等于外界对物体做的功W和物体吸收的势量Q的总和。②表达式：W+Q=△E③符号法则：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值；物体吸收热量Q取正值，物体放出热量Q取负值；物体内能增加△E取正值，物体内能减少△E取负值。天星教育网，因你而精彩！版权所有，侵权必究！本卷第3页（共5页）（2）热力学第二定律表述形式：①：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。形式：②不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。注意：两种表述是等价的，并可从一种表述导出另一种表述。（3）能的转化和守恒定律能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或从一个物体转移到别的物体。4、一定质量的理想气体PV/T为一定值克拉伯龙方程PV=nRT(n为物质的量R为常数)三、典型例题例1：若已知阿伏伽德罗常数、物质的摩尔质量、摩尔体积，则可以计算出A、固体物质分子的大小和质量B、液体物质分子的大小和质量C、气体分子的大小和质量D、气体分子的质量和分子间的平均距离分析：注意到阿伏伽德罗常数的“桥梁”作用以及固、液、气的结构特征。解答：用M表示摩尔质量，即一摩尔物质的质量，而一摩尔物质中含有N个分子，因此每个分子的质量为NM。由于固体和液体中发子间距离较小，可以近似地认为分子是紧密地排列在一起的，那么若用V表示摩尔体积，即N个分子所具有的总体积，显然NV就可以表示每个分子的体积。而气体分子间的距离很大，用NV只能表示每个气体分子平均占据的空间，而不是表示分子的体积，那么3MV就可以表示气体分子间的平均距离了。所以应选A、B、D。例2：以r、f、EP分别表示分子间距，分子力和分子势能，而当r=r0时，f=0，于是有（）A、当rr0时，f越大，Ep越大；B、当rr0时，f越大，Ep越小；C、当rr0时，f越大，Ep越大；D、当rr0时，f越大，Ep越小；分析：注意到f随r变化的单调性特征与Ep随r变化的单调性特征的比较。天星教育网，因你而精彩！版权所有，侵权必究！本卷第4页（共5页）解答：当rr0时，f随r的变化呈非单调特征，而EP随r则单调增大，这将表明：在rr0的区域内，EP随f呈非单调变化，所以选项A、B均错误。当rr0时，f随r呈单调减小的变化，EP随r呈单调减小的变化，这又将表明：在rr0的区域内，EP随f呈单调增大的变化，所以选项C正确而选项D错误。即此例应选C。例3、关于物体的变化，以下说法中正确的是（）A、物体吸收热量，内能一定增大B、物体对外做功，内能一定减小C、物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D、物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变分析：注意到内能的改变有做功和热传递两个途径。解答：物体同能的变化与外界对物体做功（或物体对外界做功）、物体从外界吸热（或向外界放热）两种因素有关。物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，A错；同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，B错；若物体吸收的热量与对外做功相等，则内能不变，C正确；而放热与对外做功都是使物体内能减小，知D错。所以应选C。例4：恒温环境中有一个盛有高压气体的容器，找开阀门时气体高速喷出，当容器内气体压强恰与大气压强相等时及时关闭阀门，过较长的一段时间后再次打开阀门，则（）A、容器内气体要喷出来B、容器外气体要吸进去C、容器内气体不会喷出来，窗口外气体也不会吸进去D、无法确定分析：关键要分析清楚再次打开阀门时容器内，外的气体压强的大小关系。解答：第一次打开阀门气体高速喷出时，容器内的气体将会因为膨胀做功且尚未来得及与外界进行热交换而减小内能，考虑到气体的内能主要是气体分子热运动的动能，且其分子的平均动能与温度相关，所以可以判断：第一次打开阀门气体高速喷出，容器内气体温度将有所下降。在压强等于大气压强时关闭阀门，经较长的时间后容器内的压强将会由于从外界吸热而略有增加，因此再次打开阀门后容器内的气体会再次喷出。即应选A。例5：如图-2所示，食盐（NaCl）的晶体是由钠离子（图中○）和氯离子（图中●）组成的。这两种离子在空间中三个互相垂直的的方向上，都是等距离地交错排列的。已知食盐天星教育网，因你而精彩！版权所有，侵权必究！本卷第5页（共5页）的摩尔质量是58.8g/mol，食盐的密度是2.2g/cm3，阿伏伽德罗常数为6.0×1022/mol，在食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离的数值最接近于（就下面四个数值相比）A、3.0×10-8cmB、3.5×10-8cmC、4.0×10-8cmD、5.0×10-8cm分析：注意到估算中所构建的物理模型的特征。解答：一摩尔食盐中有N个氯离子和N个钠离子（N为阿伏伽德罗常数），离子总数为2N。因为摩尔体积=摩尔质量/密度，即/MV，所以，每个离子所占体积N2/MN2/VV0。这个V0亦即图中四个离子所夹的正立方体的体积。正立方体边长30Vr。而距离最近的两钠离子中心间的距离为r2。因为摩尔体积=摩尔质量/密度，即/MV，而一定摩尔食盐中有N个氯离子和N个钠离子（N为阿伏伽德罗常数），故每个离子占据体积N2NN2VV0，这个体积下辈图中四个离子所夹的正立方体体积，其边长为r，有r3=V0，相距最近的两钠离子中心间的距离则为r2，故有cm104cm108.22cm102.22.2cm2.2100.625.58N2M2V2r2883243233300