2020高考物理复习专题九选修3_热学学案

专题九选修3-3 热学一、主干知法必记1.分子动理论与统计观点(1)物体是由大量分子组成的;b.立方体,边长d=。

①分子模型:a.球体,直径d=π②一般分子大小的数量级为10-10 m,分子质量的数量级为10-26 kg,1 mol任何物质含有的分子数为6.02×1023个。

(2)分子永不停息地做无规则运动扩散现象和布朗运动是分子无规则运动的证明。

温度越高,扩散越快;颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈。

(3)分子间存在着相互作用力①分子间同时存在引力和斥力,实际表现的分子力是它们的合力。

②引力和斥力都随着距离的增大而减小,但斥力比引力变化得快。

2.气体分子运动速率的统计分布:“中间多,两头少”。

3.温度内能(1)温度:分子平均动能的标志。

(2)内能:物体所有分子动能和分子势能的总和。

物体的内能与温度、体积及物质的量有关。

4.晶体和非晶体(1)晶体分为单晶体和多晶体。

晶体有确定的熔点。

晶体内原子排列是有规则的。

单晶体物理性质各向异性,多晶体的物理性质各向同性。

(2)非晶体无确定的熔点,外形不规则,原子排列不规则。

5.液体(1)表面张力:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。

(2)液晶:具有液体的流动性,具有单晶体的各向异性。

光学性质随所加电压的改变而改变。

6.气体实验定律(1)气体实验定律①玻意耳定律(等温变化):pV=C或p1V1=p2V2。

②查理定律(等容变化):=C或=。

③盖—吕萨克定律(等压变化):=C或=。

(2)理想气体状态方程:=C或=。

7.饱和汽、未饱和汽和饱和汽压(1)饱和汽:与液体处于动态平衡的蒸汽。

(2)未饱和汽:没有达到饱和状态的蒸汽。

(3)饱和汽压:饱和汽所具有的压强。

特点:液体的饱和汽压与温度有关,温度越高,饱和汽压越大,且饱和汽压与饱和汽的体积无关。

8.相对湿度:空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比。

9.热力学定律(1)热力学第一定律:ΔU=W+Q。

(2)热力学第二定律①表述一: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(按热传导的方向性表述)。

第3讲热力学定律与能量守恒定律知识排查热力学第一定律1.改变物体内能的两种方式(1)做功；(2)热传递。

2.热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。

(2)表达式：ΔU＝Q＋W。

(3)ΔU＝Q＋W中正、负号法则：能量守恒定律1.内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

2.条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的。

3.第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。

热力学第二定律1.热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。

或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。

2.用熵的概念表示热力学第二定律在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小。

3.热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。

4.第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律。

小题速练1.(多选)下列说法正确的是________。

A.外界压缩气体做功20 J，气体的内能可能不变B.电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递C.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D.对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机E.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加答案ABE2.(多选)下列说法正确的是________。

A.分子间距离增大时，分子间的引力减小，斥力增大B.当分子间的作用力表现为斥力时，随分子间距离的减小分子势能增大C.一定质量的理想气体发生等温膨胀，一定从外界吸收热量D.一定质量的理想气体发生等压膨胀，一定向外界放出热量E.熵的大小可以反映物体内分子运动的无序程度解析分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小，A错误；当分子间的作用力表现为斥力时，随分子间距离的减小，斥力做负功，分子势能增大，B正确，等温膨胀，温度不变，气体内能不变，体积增大，对外做功。

第十三章热学（选修3-3）第69课时分子动理论内能(双基落实课)[命题者说] 本课时内容既是高考选考内容，又是热学最基本的知识，因此高考针对这些内容命题时，难度不会很大。

在复习这部分内容时，只需全面复习，不需要过深的挖掘。

1.(1)分子的大小①一般无机分子直径的数量级约为：10－10 m。

②一般无机分子质量的数量级约为：10－26 kg。

(2)阿伏伽德罗常数：指1 mol的任何物质中含有相同的微粒个数，用符号N A表示，N A ＝6.02×1023 mol－1。

2．分子热运动：指分子永不停息的无规则运动(1)扩散现象：指相互接触的不同物质彼此进入对方的现象。

温度越高，扩散越快；扩散可在固体、液体、气体中进行。

(2)布朗运动：指悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动。

微粒越小，温度越高，布朗运动越显著。

3．分子间的相互作用力分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快，如图所示。

(1)当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0；(2)当r＜r0时，F引和F斥都随距离的减小而增大，但F引＜F斥，F表现为斥力；(3)当r＞r0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F引＞F斥，F表现为引力；(4)当r＞10r0(10－9 m)时，F引和F斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F＝0)。

[小题练通]1．(2016·北京高考)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。

雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并且PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm、2.5 μm 的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。

某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。

《热学计算—专项复习》——教学设计大连市普兰店区第二十中学尹瑶（一）教材分析“内能”是“能量”专题下属的第三个二级主题。

本节课将在“能量、能量的转化和转移”、“机械能”、“电磁能”、“能量守恒”、“能源与可持续发展”的知识学习中架起一道知识桥梁，起到承上启下的过渡作用。

这部分内容对于学生形成可持续发展意识以及进一步学习其他科学技术，都是十分重要的。

因为这部分内容具有较强的综合性，所以在教学过程中我十分注意与本课程其他内容的联系，注意能源、环境与可持续发展的关联。

通过本节课的学习我们不仅要帮助学生在分子动理论知识的基础上，了解内能和热量的的概念，还要熟练运用物理知识，从物理知识走向社会生活，解决热机和热机的的效率的相关问题。

（二）学情分析九年级的学生通过对“能量、能量的转化和转移”、“机械能”知识的学习，已经掌握了部分“能量”有关知识。

能清楚认识能量以及能量之间的转化和转移，对于机械能也有着清晰的认知。

这就为学生理解内能、掌握内能做了很好的知识铺垫。

但是，学生在内能的量化意识与量化操作方法上仍存在明显欠缺。

因此，教学中仍需以一些感性认识作为依托，借助“微课教学”、“网络教学”等信息化手段加强直观性教学。

从学生的体验、经历和身边的事物来建立和强化内能的概念，让学生逐步认识到内能的存在、内能是怎样变化和利用的。

【注】：我们学校地处偏远的农村，初三在校生共52名，分为两个教学班。

学生多数为留守儿童，学习基础比较差，学习意识薄弱，主动性不高，因此本节课的设计针对学生一轮复习的现状，主要以基础为主，逐步提升学生运用内能解决生活实际问题的能力。

（三）教学目标：一、知识与技能1、学会灵活运用三类求热量的方法、求热效率的方法。

2、会用热量、热效率公式以及它们的变形公式熟练、准确的完成计算。

二、过程与方法通过自主合作探究感悟热学计算的要领，在练习实践中提高分析问题、解决问题的能力。

三、情感、态度与价值观通过了解内能相关知识，让学生知道内能的利用在生产、生活中的重要意义，培养节约能源、提高效率的精神，同时具有一定的环保意识。

第十章热力学定律1功和内能一、焦耳的实验1．实验目的：精确地测定做功和热传递对于系统的影响，以及功和热量的相互关系．2．焦耳的两个最具代表性的实验：一个是让重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升；另一个是通过电流的热效应给水加热．3．绝热过程：不从外界吸热，也不向外界放热的过程叫做绝热过程．4．结论：要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的多少只由过程的始末两个状态决定，而与做功的方式无关．二、功和内能1．功与系统内能改变的关系：做功可以改变系统的内能．(1)外界对系统做功，系统的内能增加．在绝热过程中，内能的增量就等于外界对系统做的功，即ΔU＝U2－U1＝W.(2)系统对外界做功，系统的内能减少．在绝热过程中，系统对外界做多少功，内能就减少多少，即W＝－ΔU.2．在绝热过程中，功是系统内能转化的量度．打气筒是日常生活中的一种工具，当我们用打气筒给自行车打气的时候，就是在克服气体压力和摩擦力做功．打气的过程中你有没有试着去摸一下打气筒的外壳？有什么感觉？打气筒的温度升高了，这是怎么回事呢？提示：做功的过程是能量转化的过程，做功使得系统的内能增加了，所以温度升高．考点一功、内能、内能变化之间的关系1．内能与内能的变化的关系(1)物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和．在微观上由分子数和分子热运动剧烈程度和相互作用力决定，宏观上体现为物体的温度和体积，因此物体的内能是一个状态量．(2)当物体温度变化时，分子热运动剧烈程度发生改变，分子平均动能变化．物体体积变化时，分子间距离变化，分子势能发生变化，因此物体的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关．2．做功与内能的变化的关系做功改变物体内能的过程是将其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程．例如在绝热过程中做功使物体内能发生变化时，内能改变了多少用做功的数值来量度．外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少．压缩气体时，外界对气体做了功，气体的内能增加，气体内能的增加量等于外界对气体做的功；气体膨胀，是气体对外界做功，气体内能减少，气体内能的减少量等于气体膨胀对外做的功．3．功和内能的区别功是能量转化的量度，是过程量，而内能是状态量，做功过程中，能量一定会发生转化而内能不一定变化，但内能变化时，不一定有力做功，也可能是由热传递改变物体的内能．物体内能大，并不意味着做功多，只有内能变化大，才可能做功多．【例1】如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一只灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动的胶塞．用打气筒慢慢向筒内打气，使容器内的压强增加到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器后()A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加气体膨胀对外做功，做功可以改变物体的内能．【解析】根据功是能量转化的量度，对外做了多少功，就意味着转化了多少能量．本例中由于是厚壁容器，打开卡子后，气体迅速膨胀，这样的过程可以当作绝热过程，由此判断，转化的应是系统的内能，即气体对外做功，系统的内能减少，温度降低．选项C正确．【答案】 C总结提能绝热过程是指系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程，有些题目从叙述中就已经明确是否为绝热过程，有些没有明确的，就要根据实际情况做出判断，像本题迅速膨胀类可以理解为是绝热的过程，而缓慢的过程则不能认为是绝热的过程．(多选)如图所示，绝热容器内被活塞封闭一定质量的气体，现压缩气体使其体积减小，则(BC)A．气体对外界做功，内能增加B．外界对气体做功，内能增加C．温度升高，压强变大D．温度升高，压强变小解析：“绝热容器”说明与外界没有热交换，压缩气体，外界对气体做功，内能增加，故A错，B对；对理想气体而言，温度升高，由气体压强的定义知，其压强必变大，故C对，D错．故正确答案为B、C.考点二内能与机械能的区别和联系1．区别：物体的内能与机械能是两个不同的物理概念．内能是由大量分子热运动和分子间的相对位置所决定的能．机械能是物体做机械运动和物体形变所决定的能．物体具有内能的同时可以具有机械能．物体的机械能在一定条件下可等于零，但物体的内能不可能等于零，因为分子在永不停息地做无规则运动，它们之间有相互作用．2．联系：内能和机械能在一定条件下可以相互转化，且总量保持不变．【例2】 暖瓶中盛有0.5 kg 、25 ℃的水，一位同学想用上下摇晃的方法使冷水变为开水，设每摇晃一次水的落差为15 cm ，每分钟摇晃30次，不计所有热散失，他约需多长时间可以把水“摇开”？[c 水＝4.2×103 J/(kg·℃)，g 取10 m/s 2]此问题中能量转化方向是：上摇时同学消耗自身的能量，通过对水做功转化为水的重力势能，下降时水的重力势能转化为动能再转化为水的内能，由于不计一切热散失，水的重力势能的减少量等于水的内能的增加量．【解析】 设“摇开”水需时间为t ，水升温ΔT ，由W ＝ΔU 得：30mg ·Δh ·t ＝c 水m ΔT ，代入数据得t ＝4.2×103×(100－25)30×10×0.15min ＝7×103 min ， 即“摇开”水约需7×103 min ，约为5天．【答案】 5天总结提能 解决本题的关键是明确能量转化的方向，即知道究竟是哪种能量转化为水的内能．此类问题体现物理与社会、生活相联系的特点，需认真审题，挖掘出题目中的有用信息，建立物理模型是解题的关键．地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计．已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)( C )A ．体积减小，温度降低B ．体积减小，温度不变C ．体积增大，温度降低D ．体积增大，温度不变解析：空气团与外界热交换忽略不计，随高度上升压强逐渐减小，体积逐渐增大对外界做功，所以内能逐渐减小，则温度逐渐降低，只有C正确，A、B、D均错误．1．如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气．以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中(D)A．E甲不变，E乙减小B．E甲不变，E乙增大C．E甲增大，E乙不变D．E甲增大，E乙减小解析：本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都历经绝热过程，内能改变取决于做功的情况．对甲室内的理想气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能应减小．2．金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外溢出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关．在外界保持恒温的条件下，经过一段较长的时间后，再次打开开关，这时出现的现象是(B)A．筒外空气流向筒内B．筒内空气流向筒外C．筒内外有空气交换，处于动平衡态，筒内空气质量不变D．筒内外无空气交换解析：因高压空气急剧外溢时，气体来不及充分与外界发生热交换，可近似看成绝热膨胀过程，气体对外做功，内能减少，所以关闭开关时，筒内气体温度较外界偏低，再经过较长时间后，筒内外气体温度相同．对筒内剩余气体分析，属等容升温过程，压强要升高，大于外界气压，所以再打开开关时，筒内气体要流向筒外．3.如图所示，汽缸放置在水平地面上，质量为m的活塞将汽缸分成甲、乙两气室，两气室中均充有气体，汽缸、活塞是绝热的且不漏气．开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活塞最终静止在距原位置下方h处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为ΔE，不计气体重心改变的影响，下列说法正确的是(B)A．ΔE＝mgh B．ΔE>mghC．ΔE<mgh D．以上三种情况均有可能解析：气体甲体积减小，外界对它做正功，其中包括mgh和乙气体分子对活塞的力做功W乙，且为正功，ΔE＝mgh＋W乙．4.如图所示的传动装置中，皮带始终保持v＝3 m/s的速度水平匀速前进．m＝1 kg的物体无初速地放到皮带上A处，若物体与皮带的动摩擦因数μ＝0.15，AB相距s＝4.5 m，则物体从A运动到B的过程中，由于摩擦产生的热量为多少焦？(g取10 m/s2)解析：物体运动的加速度a＝μmgm＝μg＝0.15×10 m/s2＝1.5 m/s2.物体从开始运动到与传送带速度相同，发生的位移x1＝v22a＝322×1.5m＝3 m<4.5 m，所用时间t＝va＝31.5s＝2 s，在这段时间内传送带发生的位移x2＝v t＝3×2 m＝6 m，产生的热量Q＝μmg(x2－x1)＝0.15×1×10×(6－3) J＝4.5 J.答案：4.5 J莘莘学子，最重要的就是不要去看远方模糊的，而要做手边清楚的事。

高考物理高考专题复习学案《选修3-3》考题一热学的基本知识1.分子动理论知识结构2.两种微观模型(1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积V 0＝43π(d 2)3＝16πd 3，d 为分子的直径.(2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间V 0＝d 3，d 为分子间的距离.3.阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，计算时要注意抓住与其相关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量.4.固体和液体 (1)晶体和非晶体(2)液晶的性质液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向异性. (3)液体的表面张力使液体表面有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切. (4)饱和气压的特点液体的饱和气压与温度有关，温度越高，饱和气压越大，且饱和气压与饱和汽的体积无关. (5)相对湿度某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和气压的百分比.即：B ＝pp s×100%.例1 下列说法中正确的是( )A.气体分子的平均速率增大，气体的压强也一定增大B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性D.因为布朗运动的激烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫做热运动解析气体压强由气体分子数密度和平均动能决定，气体分子的平均速率增大，则气体分子的平均动能增大，分子数密度可能减小，故气体的压强不一定增大，A错误；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，B正确；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，C正确；热运动属于分子的运动，而布朗运动是微小颗粒的运动，D错误.答案BC训练1.下列说法正确的是()A.空气中水蒸气的压强越大，人体水分蒸发的越快B.单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C.水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的D.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大答案CD解析空气中水蒸气压强越大，越接近饱和气压，水蒸发越慢；故A错误；单晶体和多晶体都具有固定的熔点，选项B错误；水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的，选项C正确；当分子间作用力表现为斥力时，分子距离减小，分子力做负功，故分子势能随分子间距离的减小而增大，选项D正确；故选C、D.2.下列说法正确的是()A.分子间距离增大，分子力先减小后增大B.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子的体积C.一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围具有液晶态D.从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油可以浸润塑料答案 C解析分子间距离从零开始增大时，分子力先减小后增大，再减小，选项A错误；只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子运动占据的空间大小，而不能计算气体分子的体积，选项B错误；当有些物质溶解达到饱和度时，会达到溶解平衡，所以有些物质在适当溶剂中溶解时在一定浓度范围内具有液晶态，故C正确；从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油对塑料是不浸润的，选项D错误；故选C.3.关于能量和能源，下列说法正确的是()A.在能源利用的过程中，能量在数量上并未减少B.由于自然界中总的能量守恒，所以不需要节约能源C.能量耗散说明在转化过程中能量不断减少D.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造答案 A解析根据能量守恒定律可知，在能源使用过程中，能量在数量上并未减少，故A正确，C错误；虽然总能量不会减小，但是由于能源的品质降低，无法再应用，故还需要节约能源，故B错误；根据能量守恒可知，能量不会被创造，也不会消失，故D错误.4.下列说法中正确的是()A.能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律B.扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生C.有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力答案AD解析能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律，选项A 正确；扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，选项B错误；有规则外形的物体是单晶体，没有确定的几何外形的物体是多晶体或者非晶体，选项C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力，选项D正确；故选A、D.考题二气体实验定律的应用1.热力学定律与气体实验定律知识结构2.应用气体实验定律的三个重点环节(1)正确选择研究对象：对于变质量问题要保证研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间一般通过压强找联系.(2)列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生变化，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速的找到规律.(3)认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律.例2如图1所示，用销钉固定的活塞把导热汽缸分隔成两部分，A部分气体压强p A＝6.0×105 Pa，体积V A＝1 L；B部分气体压强p B＝2.0×105 Pa，体积V B＝3 L.现拔去销钉，外界温度保持不变，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，整个过程无漏气，A、B两部分气体均为理想气体.求活塞稳定后A部分气体的压强.图1解析拔去销钉，待活塞稳定后，p A′＝p B′①根据玻意耳定律，对A部分气体，p A V A＝p A′(V A＋ΔV) ②对B部分气体，p B V B＝p B′(V B－ΔV) ③由①②③联立：p A′＝3.0×105 Pa答案 3.0×105 Pa变式训练5.如图2甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图象.已知气体在状态A 时的压强是1.5×105 Pa.图2(1)说出A →B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中T A 的温度值.(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 图象，并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C .需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程.答案 (1)200 K (2)见解析解析 (1)从题图甲可以看出，A 与B 连线的延长线过原点，所以A →B 是等压变化，即p A ＝p B根据盖—吕萨克定律可得V A T A＝V B T B，所以T A ＝V A V BT B ＝0.40.6×300 K ＝200 K(2)由题图甲可知，由B →C 是等容变化，根据查理定律得p B T B＝p CT C所以p C ＝T C T Bp B ＝400300×1.5×105 Pa ＝2.0×105 Pa则可画出由状态A →B →C 的p －T 图象如图所示.6.某次测量中在地面释放一体积为8升的氢气球，发现当气球升高到1 600 m 时破裂.实验表明氢气球内外压强近似相等，当氢气球体积膨胀到8.4升时即破裂.已知地面附近大气的温度为27 ℃，常温下当地大气压随高度的变化如图3所示.求：高度为1 600 m 处大气的摄氏温度.图3答案 17 ℃解析 由题图得：在地面球内压强： p 1＝76 cmHg1 600 m 处球内气体压强： p 2＝70 cmHg由气态方程得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2T 2＝p 2V 2p 1V 1T 1＝70×8.476×8×300 K ≈290 Kt 2＝(290－273) ℃＝17 ℃7.如图4所示，竖直放置的导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m ，横截面积为S ，缸内气体高度为2h .现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h .然后再对汽缸缓慢加热，让活塞恰好回到原来位置.已知大气压强为p 0，大气温度为T 0，重力加速度为g ，不计活塞与汽缸壁间摩擦.求：图4(1)所添加砂粒的总质量；(2)活塞返回至原来位置时缸内气体的温度. 答案 (1)m ＋p 0Sg (2)2T 0解析 (1)设添加砂粒的总质量为m 0，最初气体压强为p 1＝p 0＋mgS 添加砂粒后气体压强为p 2＝p 0＋(m ＋m 0)gS该过程为等温变化， 有p 1S ·2h ＝p 2S ·h 解得m 0＝m ＋p 0S g(2)设活塞回到原来位置时气体温度为T 1，该过程为等压变化，有V 1T 0＝V 2T 1解得T 1＝2T 08.如图5所示，一竖直放置的、长为L 的细管下端封闭，上端与大气(视为理想气体)相通，初始时管内气体温度为T 1.现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭，该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出，平衡后管内上下两部分气柱长度比为1∶3.若将管内下部气体温度降至T 2，在保持温度不变的条件下将管倒置，平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐(没有水银漏出).已知T 1＝52T 2，大气压强为p 0，重力加速度为g .求水银柱的长度h 和水银的密度ρ.图5答案 215L 105p 026gL解析 设管内截面面积为S ，初始时气体压强为p 0，体积为V 0＝LS 注入水银后下部气体压强为p 1＝p 0＋ρgh 体积为V 1＝34(L －h )S由玻意耳定律有：p 0LS ＝(p 0＋ρgh )×34(L －h )S 将管倒置后，管内气体压强为p 2＝p 0－ρgh 体积为V 2＝(L －h )S由理想气体状态方程有：p0LST1＝(p0－ρgh)(L－h)ST2解得：h＝215L，ρ＝105p026gL考题三热力学第一定律与气体实验定律的组合1.应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象——即某一定质量的理想气体；(2)找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提；(4)列出方程——选用某一实验定律或气态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性.2.牢记以下几个结论(1)热量不能自发地由低温物体传递给高温物体；(2)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的，压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密集程度有关；(3)做功和热传递都可以改变物体的内能，理想气体的内能只与温度有关；(4)温度变化时，意味着物体内分子的平均动能随之变化，并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化.3.对热力学第一定律的考查有定性判断和定量计算两种方式(1)定性判断.利用题中的条件和符号法则对W、Q、ΔU中的其中两个量做出准确的符号判断，然后利用ΔU＝W＋Q对第三个量做出判断.(2)定量计算.一般计算等压变化过程的功，即W＝p·ΔV，然后结合其他条件，利用ΔU＝W＋Q进行相关计算.(3)注意符号正负的规定.若研究对象为气体，对气体做功的正负由气体体积的变化决定.气体体积增大，气体对外界做功，W<0；气体的体积减小，外界对气体做功，W>0.例3如图6所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦，求：图6(1)活塞上升的高度；(2)加热过程中气体的内能增加量.[思维规范流程](1)气体发生等压变化，有hS(h＋Δh)S＝T1T2(1分)解得Δh＝T2－T1T1h(1分)(2)加热过程中气体对外做功为W＝pS·Δh＝(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)由热力学第一定律知内能的增加量为ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)答案(1)T2－T1T1h(2)Q－(p0S＋mg)hT2－T1T1训练9.一定质量理想气体由状态A经过A→B→C→A的循环过程的p－V图象如图7所示(A→B为双曲线).其中状态___________(选填A、B或C)温度最高，A→B→C 过程是_______的.(选填“吸热”或“放热”)图7答案C吸热解析 根据公式pV T ＝C ，可得从A 到B 为等温变化，温度应不变，从B 到C 为等容变化，压强增大，温度升高，从外界吸热，从C 到A 为等压变化，体积减小，温度降低，所以C 温度最高，从A 到B 到C 需要从外界吸热.10.一只篮球的体积为V 0，球内气体的压强为p 0，温度为T 0.现用打气筒对篮球充入压强为p 0、温度为T 0的气体，使球内气体压强变为3p 0，同时温度升至2T 0.已知气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数)，充气过程中气体向外放出Q 的热量，篮球体积不变.求：(1)充入气体的体积；(2)充气过程中打气筒对气体做的功.答案 (1)0.5V 0 (2)Q ＋aT 0解析 (1)设充入气体体积为ΔV ，由理想气体状态方程可知：p 0(V 0＋ΔV )T 0＝3p 0V 02T 0则ΔV ＝0.5V 0(2)由题意ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0由热力学第一定律ΔU ＝W ＋(－Q )可得：W ＝Q ＋aT 011.如图8所示，一轻活塞将体积为V 、温度为2T 0的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热汽缸内.已知大气压强为p 0，大气的温度为T 0，气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数).在汽缸内气体温度缓慢降为T 0的过程中，求：图8(1)气体内能减少量ΔU ；(2)气体放出的热量Q .答案 (1)aT 0 (2)aT 0－12P 0V解析 (1)由题意可知ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0(2)设温度降低后的体积为V ′，则V 2T 0＝V ′T 0外界对气体做功W ＝p 0·(V －V ′)热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q解得Q ＝aT 0－12P 0V《选修3-3》考前针对训练1.(1)下列说法中正确的是( )A.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故B.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点C.布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势(2)若一条鱼儿正在水下10 m 处戏水，吐出的一个体积为1 cm 3的气泡.气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为p 0＝1.0×105 Pa ，g ＝10 m/s 2，湖水温度保持不变，气泡在上升的过程中，气体________(填“吸热”或者“放热”)；气泡到达湖面时的体积为________cm 3.(3)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数.把密度ρ＝0.8×103 kg/m 3的某种油，用滴管滴一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V ＝0.5×10－3 cm 3，形成的油膜面积为S ＝0.7 m 2，油的摩尔质量M ＝9×10－2 kg/mol ，若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么：①油分子的直径是多少？②由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数N A 是多少？(以上结果均保留一位有效数字)答案 (1)BD (2)吸热 2(3)①7×10－10 m ②6×1023 mol －1解析 (1)水的沸点和气压有关，高原地区水的沸点较低，是因为高原地区大气压较低，A 错误；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故B 正确；布朗运动显示的是悬浮微粒的运动，反应了液体分子的无规则运动，C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，D正确.(2)气泡上升的过程中体积增大，对外做功，由于保持温度不变，故内能不变，由热力学第一定律可得，气泡需要吸热；气泡初始时的压强p1＝p0＋ρgh＝2.0×105 Pa气泡浮到水面上的气压p2＝p0＝1.0×105 Pa由气体的等温变化可知，p1V1＝p2V2带入数据可得：V2＝2 cm3(3)①油分子的直径d＝VS＝0.5×10－3×10－60.7m≈7×10－10 m②油的摩尔体积为V mol＝M ρ，每个油分子的体积为V0＝4πR33＝πd36，阿伏加德罗常数可表示为N A＝V mol V0，联立以上各式得N A＝6Mπd3ρ，代入数值计算得N A≈6×1023 mol－1.2.(1)关于饱和汽和相对湿度，下列说法中错误的是()A.使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法B.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压C.密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽，若温度升高，同时增大容器的容积，饱和气压可能会减小D.相对湿度过小时，人会感觉空气干燥(2)如图1所示，一定质量的理想气体发生如图1所示的状态变化，从状态A到状态B，在相同时间内撞在单位面积上的分子数____________(选填“增大”“不变”或“减小”)，从状态A经B、C再回到状态A，气体吸收的热量________放出的热量(选填“大于”“小于”或“等于”).图1(3)已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1，在标准状态(压强p0＝1 atm、温度t0＝0 ℃)下任何气体的摩尔体积都为22.4 L，已知上一题中理想气体在状态C时的温度为27 ℃，求该气体的分子数.(计算结果取两位有效数字)答案(1)C(2)减小大于(3)2.4×1022解析(1)饱和气压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，温度越高，饱和气压越大，则使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法，故A正确；根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压，故B正确；温度升高，饱和气压增大.故C错误；相对湿度过小时，人会感觉空气干燥.故D正确.(2)理想气体从状态A到状态B，压强不变，体积变大，分子的密集程度减小，所以在相同时间内撞在单位面积上的分子数减小，从状态A经B、C再回到状态A，内能不变，一个循环过程中，A到B外界对气体做功W1＝－2×3＝－6 J，B到C过程中外界对气体做功W2＝12×()1＋3×2＝4 J，C到A体积不变不做功，所以外界对气体做功W＝W1＋W2＝－2 J，根据ΔU＝W＋Q，Q＝2 J，即一个循环气体吸热2 J，所以一个循环中气体吸收的热量大于放出的热量.(3)根据盖－吕萨克定律：V0T0＝V1T1，代入数据：1273＋27＝V1 273，解得标准状态下气体的体积为V1＝0.91 L，N＝V1V mol N A＝0.9122.4×6×1023个≈2.4×1022个.3.某学习小组做了如下实验，先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图2.图2(1)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是________A.该密闭气体分子间的作用力增大B.该密闭气体组成的系统熵增加C.该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D.该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，则该密闭气体的分子个数为________；(3)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，则该气体内能变化了________ J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度________.(填“升高”或“降低”)答案(1)B(2)ρVM N A(3)0.3降低解析(1)气体膨胀，分子间距变大，分子间的引力和斥力同时变小，故A错误；根据热力学第二定律，一切宏观热现象过程总是朝着熵增加的方向进行，故该密闭气体组成的系统熵增加，故B正确；气体压强是由气体分子对容器壁的碰撞产生的，故C错误；气体分子间隙很大，该密闭气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D错误.(2)气体的量为：n＝ρVM；该密闭气体的分子个数为：N＝nN A＝ρVM N A；(3)气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，根据热力学第一定律，有：ΔU＝W＋Q＝－0.6 J＋0.9 J＝0.3 J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，气压气体迅速碰撞，对外做功，内能减小，温度降低.4.(1)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图3所示，图中f(v)表示v 处单位速率区间内的分子数百分率，由图可知()图3A.气体的所有分子，其速率都在某个数值附近B.某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等C.高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率D.高温状态下分子速率的分布范围相对较小(2)如图4所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知在此过程中，气体内能增加100 J，则该过程中气体________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.图4(3)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.29 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10 m，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(1)BC(2)放出100(3)1×10－5解析(1)由不同温度下的分子速率分布曲线可知，在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，不是所有，故A错误；高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率，不是所有，有个别分子的速率会更大或更小，故B正确；温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故C正确，故D错误.(2)根据公式：ΔU＝W＋Q和外界对气体做功W＝pΔV＝200 J，可以得到：Q＝－100 J，所以放出100 J热量.(3)设气体体积为V1，完全变为液体后体积为V2气体质量：m＝ρV1含分子个数：n ＝m M N A每个分子的体积：V 0＝43π(D 2)3＝16πD 3液体体积为：V 2＝nV 0液体与气体体积之比：V 2V 1＝πρN A D 36M ＝3.14×1.29×6×1023×(2×10－10)36×0.29≈1×10－5. 5.(1)下列说法正确的是( )A.饱和气压随温度升高而增大B.露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最大D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点(2)图5所示为一定质量的理想气体等压变化的p －T 图象.从A 到B 的过程，该气体内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)、________(选填“吸收”或“放出”)热量.图5(3)石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料.已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，试计算每1 m 2的石墨烯所含碳原子的个数.阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，碳的摩尔质量M ＝12 g/mol.(计算结果保留两位有效数字)答案 (1)AB (2)增大 吸收 (3)1.9×1019个解析 (1)与液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和蒸汽；饱和蒸汽压强与饱和蒸汽体积无关；在一定温度下，饱和蒸汽的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，这个压强叫做饱和气压；故饱和气压随温度升高而增大，故A 正确；液体表面张力使液体具有收缩的趋势，露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B 正确；分子力做功等于分子势能的减小量；当分子间的引力和斥力平衡时，分子力的合力为零；此后不管是增加分子间距还是减小分子间距，分子力都是做负功，故分子势能增加；故C 错误；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D 错误.(2)理想气体的分子势能可以忽略不计，气体等压升温，温度升高则气体的内能一定增大；根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ，温度升高，内能增大，即ΔU 为正值；同时气体的体积增大，对外做功，则W 为负值，故Q 必定为正值，即气体一定从外界吸收热量.(3)由题意可知，已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，1 m 2石墨烯的质量：m ＝12600 g ，而1 m 2石墨烯所含原子个数：n ＝m M N A ＝1260012×6×1023 个≈1.9×1019个.6.如图6所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机内水位升高，与洗衣机相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.图6(1)当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变.则被封闭的空气( )A.分子间的引力和斥力都增大B.分子的热运动加剧C.分子的平均动能增大D.体积变小，压强变大(2)若密闭的空气可视为理想气体，在上述(1)中空气体积变化的过程中，外界对空气做0.6 J 的功，则空气________(选填“吸收”或“放出”)了________J 的热量；当洗完衣服缸内水位迅速降低时，则空气的内能________(选填“增加”或“减小”).(3)若密闭的空气体积V ＝1 L ，密度ρ＝1.29 kg/m 3，平均摩尔质量M ＝0.029 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1，试估算该气体分子的总个数(结果保留一位有效数字).答案(1)AD(2)放出0.6减小(3)3×1022个解析(1)水位升高，压强增大，被封闭气体做等温变化，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，分子之间距离减小，因此引力和斥力都增大，故A、D正确；气体温度不变，因此分子的热运动情况不变，分子平均动能不变，故B、C 错误.(2)在(1)中空气体积变化的过程中，气体温度不变，内能不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量；若水位迅速降低，压强则迅速减小，体积迅速膨胀，气体对外做功，由于过程迅速，没有来得及吸放热，因此内能减小.(3)物质的量为：n＝ρV M分子总数：N＝nN A＝ρVM N A代入数据得：N≈3×1022个故该气体分子的总个数为3×1022个.。

基础课1分子动理论内能知识点一、分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数1．物体是由大量分子组成的(1)分子很小：①直径数量级为10－10m。

②质量数量级为10－26～10－27kg。

(2)分子数目特别大：阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023mol－1。

2．分子的热运动(1)扩散现象：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象。

温度越高，扩散越快。

(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地做无规则运动。

其特点是：①永不停息、无规则运动。

②颗粒越小，运动越明显。

③温度越高，运动越激烈。

3．分子间存在着相互作用力(1)分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力。

(2)引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化得快。

知识点二、温度是分子平均动能的标志、内能1．温度一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。

2．两种温标摄氏温标和热力学温标。

关系：T＝t＋273.15 K。

3．分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。

(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志。

(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。

4．分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能。

(2)分子势能的决定因素：微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上——决定于体积和状态。

5．物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，是状态量。

(2)对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。

(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。

(4)改变内能的方式知识点三、气体分子运动速率的统计分布气体和气体分子运动的特点知识点四、用油膜法估测分子的大小1．原理与操作2．注意事项(1)将所有的实验用具擦洗干净，不能混用。

(2)油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜。

高中物理选修3-3热学精品讲学案(整理推荐)《温度、物体的内能》【学习目标】1．知道什么是状态参量，什么事平衡态。

2．理解热平衡的概念及热平衡定律，了解热力学温度的应用。

3．理解温度的意义。

知道常见温度计的构造并会使用。

4．掌握温度的定义，知道什么是温标、热力学温标及热力学温度的表示。

掌握摄氏温度与热力学温度的换算。

5．知道分子热运动的动能跟温度的关系。

知道温度是分子热运动平均动能的标志。

初步理解统计规律。

6．知道什么是分子势能，改变分子间距离必须克服分子力做功。

知道分子势能跟物体体积的关系。

7．知道什么是内能，知道物体的内能跟温度的有关。

能够区别内能和机械能。

【知识点梳理】知识点一、温度、温标1．平衡态与状态参量（1）系统（system）：系统是研究对象的整体．（2）状态参量（state parameter）描述系统状态的物理量，叫系统的状态参量。

注意：物理学中描述物体状态的常用参量为体积、压强、温度，通常用体积描述它的几何性质，用压强描述其力学性质，用温度描述其热学性质．（3）平衡态（equilibrium state）对于一个不受外界影响的系统，无论其初始状态如何，经过足够长的时间后，必将达到一个宏观性质不再随时间变化的稳定状态，这种状态叫平衡态．2．热平衡与温度（1）热平衡（thermal equilibrium）两个系统相互接触，它们之间没有隔热材料，或通过导热性能好的材料接触，这两个系统的状态参量不再变化，此时的状态叫热平衡状态，我们说两系统达到了热平衡．（2）热平衡定律（law of thermal equilibrium）如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡．热平衡定律又叫热力学第零定律．（3）温度（temperature）达到了热平衡的系统具有“共同性质”，我们用温度来表征这个“共同性质”．也可理解为物体的冷热程度．温度是物体内所有铲子热运动的平均动能的标志．温度是物体内分子热运动平均动能的标志．（4）对温度的理解应注意①宏观上，表示物体的冷热程度．②微观上，反映分子热运动的激烈程度，温度是分子平均动能大小的标志．平均动能大，在宏观上表现为物体的温度高．物体温度的高低，是物体全部分子的平均动能大小的标志．温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对于个别分子来说，温度是没有意义的．同一温度下，不同物质的分子平均动能都相同，但是由于不同物质分子的质量不尽相同，所以分子运动的平均速度大小不相同．③一切达到热平衡的物体都具有相同的温度．④若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度便等于B 的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理．3．温度计与温标（1）温度计的测温原理①水银温度计是根据水银的热胀冷缩的性质来测量温度的．②金属电阻温度计是根据金属的电阻随温度的变化来测量温度的．③气体温度计是根据气体压强与温度的关系来测量温度的．④电偶温度计是根据不同导体因温差产生的电动势大小来测量温度的．（2）温标（thermometric scale）①摄氏温标规定标准大气压下冰水混合物的温度为零度，沸水的温度为100度，在0和100之间分成100等份，每一等份就是1℃，这种表示温度的方法就是摄氏温标，表示的温度叫摄氏温度（t ）．②热力学温标（thermodynamic temperature ）规定摄氏温度的273.15－℃为零值，它的一度也等于摄氏温度的一度，这种表示温度的方法就是开尔文温标，也叫热力学温标．表示的温度叫热力学温度（T ），单位为开尔文，简称开（K ）．热力学温标的零度（0K ）是低温的极限，永远达不到．（3）温度的两种数值表示法：摄氏温标和热力学温标4．热力学温度与摄氏温度的关系（1）公式：273.15 K T t =+，一般地273 K T t =+．（2）公式273.15 K T t =+的意义热力学温度与摄氏温度的大小间满足关系273.15 K T t =+，此公式有以下几方面的意义．①水的三相点为273.16 K ，而冰的熔点为273.15 K ，所以0℃是在水的三相点之下0.01℃或0.01 K ，即有关系式273.15 K T t =+而不是273.16 K T t =+． ②每一开尔文与每一摄氏度的大小相等．设某物体的摄氏温度由1t 变到2t ，对应的热力学温度分别为12T T 、则有11273.15 K T t =+， 22273.15 K T t =+，则 2121T T T t t t ∆===∆－－．上式的物理意义在于：用摄氏度表示的温差等于用开尔文表示的温差，即每一开尔文的大小与每一摄氏度的大小是相等的．知识点二、内能1．分子的动能（1）组成物体的每个分子由于不停地运动也具有动能，2k 12i i E m v =。

选修3－3 热学考纲下载(1)分子动理论的基本观点阿伏加德罗常数(Ⅰ)(2)用油膜法估测分子的大小(实验、探究)(Ⅰ)(3)布朗运动(Ⅰ)(4)分子热运动速率的统计分布规律(Ⅰ)(5)气体压强的微观解释(Ⅰ)@(6)温度和内能(Ⅰ)(7)晶体和非晶体晶体的微观结构(Ⅰ)(8)液晶(Ⅰ)(9)液体的表面张力(Ⅰ)(10)气体实验规律(Ⅰ)(11)理想气体(Ⅰ)(12)热力学第一定律(Ⅰ)(13)能源与可持续发展(Ⅰ)`考向前瞻预计在2016年高考中，对热学的考查仍集中在上述知识点上，气体部分有定量计算题，其他部分主要以定性分析的题目出现。

第1节分子动理论__内能分子动理论对应学生用书P181[必备知识]1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小,①分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10 m。

②分子的质量：数量级为10－26 kg。

(2)阿伏加德罗常数①1 mol的任何物质都含有相同的粒子数。

通常可取N A＝×1023mol－1。

②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。

2．分子模型物质有固态、液态和气态三种情况，不同物态下应将分子看成不同的模型。

(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形，如图1－1所示，分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以d＝36Vπ(球体模型)或d＝3V(立方体模型)。

（图1－1(2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间。

如图1－2所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为d 的立方体，所以d ＝3V 。

图1－2 [典题例析]空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。

某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝×103 cm 3。

已知水的密度ρ＝×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝×1023 mol －1。

2019-2020年高中物理热和内能教案新人教版选修3教学目标1．了解内能改变的两种方式：做功、热传递．2．理解内能的变化可以分别由功和热量来量度．3．知道做功和热传递对改变物体内能是等效的．重点、难点分析1、改变内能两种方式及内能改变量度2、对做功和热传递对改变内能是等效的理解．教具细铁棒、铁锤、洒精灯、木块、厚壁玻璃筒（带活塞）、硝化棉、乙醚、学生每人准备一小段钢丝等．教学过程复习引入1．内能：物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能．2．动能：由于分子在不停地做着无规则热运动而具有的动能．它与物体的温度有关（温度是分子平均动能的标志）．3．势能：分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能．它和物体的体积有关．4．内能：与物体的温度和体积有关．根据讨论结果，小结：通常情况下，对固体或液体，由于体积变化不明显，主要是通过温度的变化来判断内能是否改变．新课教学1．提出问题2．问题讨论问：如何改变物体的内能呢？（可以改变物体的温度或体积．）问：物体内能的变化可以通过什么表现出来呢？或者说怎样判断一个物体（如一杯水、一块铁块）的内能是否改变呢？把准备好的钢丝拿出来，想办法让你手中的钢丝的内能增加2．寻找解决问题的办法讨论：有的想到“摩擦”，有的想到“折”，有的想到“敲打”，有的想到用“钢锯锯”，有的想到“烧”，有的想到“晒”，有的想到“烤”，有的想到“烫”、“冰”等等．一边想办法，一边体验内能是不是已经增加了．（把“摩擦”、“折”、“敲打”、“锯”写在一起，把“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冻”或者“冰”写在一起．3．知识的提练问：比较一下，本质上有什么相同或不同点．（阅读课本38~39页倒数第四段．）刚才所想到的办法，它们之间有何不同？能不能把这些办法分分类？答：可以分为做功和热传递两类。

其中，“摩擦”、“折”、“敲打”、“锯”是属于做功，“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冰”属于热传递．演示课本38页的实验．（慢慢地压缩看能不能使棉花燃烧起来．）问：刚才两次实验，为什么会出现结果的不同？答：动作快，时间短，气体没有来得及与外界进行热交换，其温度会突然升高，至乙醚的着火点，它便燃烧起来．而动作慢时，时间较长，气体与外界有较长的时间进行热交换，它的温度就不会升高太多，达不到乙醚的着火点，则不燃烧．阅读课本39页实验，分析气体对外做功的情况．问：同学们还能不能从生活中找出一些通过做功改变物体内能的例子呢？答：柴油机工作中的压缩冲程；给自行车打气时，气筒壁会发热；锯木头，锯条会很烫；冬天，手冷时，两手互相搓一搓；古人钻木取火等等．再来体验一下，热传递改变内能的情况．给大家一段细铁棒和酒精灯，演示．学生上台做实验．把用热传递改变内能的方法和体会告诉其他同学．引导学生从生活中再找出一些通过热传递改变内能的例子．板书：改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递．4．新知识的深入探讨内能改变的量度师：如何量度物体内能的改变多少呢？请大家带着问题阅读课本39页5、6两段，然后归纳出来．2019-2020年高中物理焦耳定律学案新人教版必修3【自学目标】1.理解电功的概念，知道电功是静电力对自由电荷所做的功2.知道电功率和热功率的区别与联系，能区分电功和电热【自学重难点】1.电功概念的理解和焦耳定律2.电功率和热功率的区别与联系3.纯电阻电路和非纯电阻电路中能量的转化关系【知识连接】1.电功、电功率知识和静电力做功、欧姆定律2.对定律的理解和应用【导学求思】一、电功1.定义：2.公式：，单位：，符号：也称“度” 1度=3.实质：4.意义：电功是电能转化为其他形式的能的量度。