分子热运动能量守恒
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初中物理热和能知识点总结初中物理热和能知识点一:分子热运动1、物质是由分子组成的。
分子若看成球型,其直径以10-10m来度量。
2、一切物体的分子都在不停地做无规则的运动①扩散:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象。
②扩散现象说明:A分子之间有间隙。
B分子在做不停的无规则的运动。
③课本中的装置下面放二氧化氮这样做的目的是:防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结果。
实验现象:两瓶气体混合在一起颜色变得均匀,结论:气体分子在不停地运动。
④固、液、气都可扩散,扩散速度与温度有关。
⑤分子运动与物体运动要区分开:扩散、蒸发等是分子运动的结果,而飞扬的灰尘,液、气体对流是物体运动的结果。
3、分子间有相互作用的引力和斥力。
①当分子间的距离d=分子间平衡距离 r ,引力=斥力。
②d③dr时,引力斥力,引力起主要作用。
固体很难被拉断,钢笔写字,胶水粘东西都是因为分子之间引力起主要作用。
④当d10r时,分子之间作用力十分微弱,可忽略不计。
破镜不能重圆的原因是:镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围,镜子不能因分子间作用力而结合在一起。
初中物理热和能知识点二:内能1、内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。
2、物体在任何情况下都有内能:既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用,那么内能是无条件的存在着。
无论是高温的铁水,还是寒冷的冰块。
3、影响物体内能大小的因素:①温度:在物体的质量,材料、状态相同时,温度越高物体内能越大。
②质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。
③材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同。
④存在状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同。
4、内能与机械能不同:机械能是宏观的,是物体作为一个整体运动所具有的能量,它的大小与机械运动有关内能是微观的,是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。
高中物理常见的各种能量及能量守恒定律在我们的日常生活中,能量是无处不在的,它以各种形式存在并持续转化。
在物理学中,能量被视为一个物体或系统在一定时间内所能完成的功能,或者说是物体或系统状态的度量。
高中物理课程中,我们主要学习了几种常见的能量形式,并且了解到能量守恒定律的重要性。
我们要了解的是动能。
动能是物体由于运动而具有的能量,它的大小与物体的质量和速度的平方成正比。
在公式中,K=1/2mv²,其中K代表动能,m是物体的质量,v是物体的速度。
我们讨论势能。
势能是物体由于其相对位置、状态等因素而具有的能量。
例如,重力势能是物体由于其高度和质量而具有的能量,弹性势能是物体由于其形状和弹性系数而具有的能量。
势能的公式因势能类型而异,但它们都与物体的质量和状态有关。
我们还要了解电磁能。
电磁能是由于电磁场的作用而产生的能量。
在电场中,电势能是由于电荷在电场中的位置而具有的能量;在磁场中,洛伦兹力可以对带电粒子做功,从而产生电能。
我们要探讨的是内能。
内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
对于理想气体,其内能只与温度有关;但对于复杂物质,内能还与物质的相变、化学反应等因素有关。
在学习了各种能量的形式之后,我们引入了能量守恒定律。
这个定律表明,在一个封闭系统中,总能量保持不变。
也就是说,能量不能被创造或消除,只能从一种形式转化为另一种形式。
这个定律是自然界的普适规律,它帮助我们理解并预测物质和能量的行为。
高中物理中常见的各种能量及能量守恒定律是我们理解和解释世界的重要工具。
通过学习这些概念,我们可以更深入地理解自然界的规律和现象,从而更好地掌握物理学知识。
随着科学技术的不断发展,能量转换与守恒定律在日常生活和生产实践中发挥着越来越重要的作用。
高中物理作为学生认识自然界规律的重要学科,能量相关知识是其中不可或缺的重要组成部分。
本文将从高中物理能量相关的知识点、教学方法、实验设计等方面进行阐述,以期为提高高中物理能量教学的效果提供参考。
能量的转化与守恒能量是物理学中的重要概念,它存在于我们周围的一切事物中,驱动着自然界的运行。
在自然界中,能量可以相互转化,并且总是守恒的。
本文将探讨能量的转化与守恒,以及相关的例子和应用。
一、能量的转化能量转化指的是能量从一种形式转化为另一种形式。
在自然界中,能量可以以不同的形式存在,例如机械能、热能、光能等。
这些能量之间可以相互转化,但总的能量守恒。
以下是能量转化的几个常见例子:1. 机械能转化:当一个物体从较高的位置下落时,其具有的势能逐渐减少,而动能逐渐增加。
这说明势能被转化为了动能。
同样地,当一个物体被抛起时,其动能逐渐减小,而势能逐渐增加。
2. 热能转化:热能是物质内部分子的运动能量。
当我们加热水时,水分子的热运动增加,热能增加。
而当水冷却时,热能减少。
3. 光能转化:光能是由太阳或其他光源产生的能量。
当太阳光照射到光伏电池上时,光能被转化为电能,用于发电。
而在日常生活中,我们使用的电灯也是将电能转化为光能。
二、能量守恒定律能量守恒定律是物理学中的基本定律之一,指的是封闭系统中能量的总量保持不变。
简单来说,能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
能量守恒定律可以通过实验来验证。
例如,将一个摆球从较高的位置释放,经过一段时间后它最终会停止摆动。
摆球最初的势能被转化为了动能,然后又转化为了热能,通过摩擦和空气阻力散失在周围。
在能量转化的过程中,总能量保持不变,只是能量的分布发生了改变。
这种思想在科技应用中也有广泛的应用。
例如,能源的利用和转化是人们关注的焦点之一。
我们利用化石燃料发电时,将燃料的化学能转化为了电能。
谢谢你读完了这篇文章,希望能帮到你。
分子热运动能量守恒单元复习题1.两个温度不同的物体相互接触后,最后达到热平衡,高温物体对低温物体有()A.能量的转换B.内能的转移C.热量的转移D.温度的传递2.一位学生饮了180克水,他大约喝下去的水分子个数为()A.6.02×1023 B. 180×6.02×1023C.18×6.02×1023 D. 10×6.02×10233.一定质量0℃的水,凝固成0℃的冰时,体积膨胀,那么正确的说法是()A.分子平均动能不变,分子势能减小B.分子平均动能减小,分子势能增大C.分子平均动能不变,分子势能增大D.分子平均动能增大,分子势能减小4.关于温度和内能,正确的说法是()A.温度高的物体内能大B物体温度升高,体积不变,内能一定增大C.温度是物体分子动能的量度D温度是物体分子平均速率的标志5.较大的悬浮颗粒不做布朗运动,是由于()A.液体分子不一定与颗粒相撞B.各个方向的液体分子对颗粒冲力的平均效果相互平衡C.颗粒的质量大,不易改变运动状态D.颗粒分子本身的热运动缓慢6.关于物体内能及其变化,下列说法中正确的是()A.物体的温度改变时,其内能必定改变B.物体对外做功,其内能不一定改变;向物体传递热量,其内能不一定改变C.对物体做功,其内能必定改变;物体向外传出一定热量,其内能必定改变D.若物体与外界不发生热交换,则物体的内能必定不改变7.关于布朗运动和扩散现象说法正确的是()A.布朗运动和扩散现象都在气体、液体、固体中发生B.布朗运动和扩散现象都是分子的运动C. 布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显D.布朗运动和扩散现象都是永不停息的8.用r表示两个分子间的距离,Ep表示两个分子间相互作用的势能,当r = r0时两分子间斥力等于引力。
设两分子相距很远时,E P = 0 ,则:()A.当r >r0时,E P随r增大而增加B.当r <r0时,E P随r减小而增加C.当r <r0时,E P不随r而变D.当r = r0时,E P = 09.某一定质量的气体吸热80焦,对外做功60焦,则它的内能________ ;若该气体放热80焦,对外做功60焦,则它的内能________ 。
分子热运动能量守恒同步练习(一)物质是由大量分子组成的分子的热运动1.若已知阿伏加德罗常数、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、气体分子的质量和平均分子间距2.设1克氢气的分子数为N1,10克氧气的分子数为N2,10克氮气的分子数为N3,它们的分子数相比较()A.N1> N2> N3 B.N1> N3> N2C.N3> N2> N1 D.N1> N2= N33.有50毫升酒精和50毫升水混合,混合后的体积小于100毫升,这是因为()A.分子间有间隙,一种液体的分子填在另一种液体分子间B.它们相混合后,每个分子的体积减小C.两种液体的分子重新排列后使间隙减小了D.两种液体分子结合成新分子的体积比结合前两分子的体积小4.1cm3中所含有的水分子数约为()。
A. 3.3×1022个B. 3.0×1022个C. 3.3×1019个D. 3.0×1019个5.把体积为V(mm)3 的一滴石油滴在水面上,石油在水面上形成一层油膜,量得油膜的面积为S(mm)3 ,设n为正整数,则可以估算出该石油分子的直径为()。
A.nS/V B.nV/S C.V/S D.S/V 6.已知在标准状态下,空气的密度为 =1.29千克/米3,则空气分子的平均质量m =_________千克(取1位有效数字)。
7.用显微镜观察悬浮在水中的花粉,发现花粉颗粒不停地作无规则运动,这是布朗运动。
这里的“布朗运动”指的是()A.水分子的运动B.花粉分子运动C.花粉微粒的运动D.花粉微粒和花分子的运动8.液体中悬浮的固体颗粒越小,布朗运动越明显,这是因为颗粒小时()A.质量小,沿某一方向运动的机会大B.被碰的机会小,自由运动的可能性大C.受液体分子阻碍的机会小,容易运动D.受各个方向液体分子撞击的冲力不平衡的机会大9.已知标准状况下气体的摩尔体积为22.4L·mol-1,试估算标准状态下气体分子的平均间距。
能量守恒定律能量守恒定律是自然界中的基本定律之一。
它指出,在一个封闭系统中,能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转化为另一种形式,总能量保持不变。
1. 能量的定义和形式转化能量是物体或者系统所具有的做功的能力。
根据能量形式的不同,能量可以分为多种形式,如动能、势能、热能、化学能、电能等。
动能是物体由于运动而具有的能量。
当一个物体具有速度时,它的动能就是1/2mv²,其中m是物体的质量,v是物体的速度。
势能是物体由于位置或者状态而具有的能量。
常见的势能包括重力势能、弹性势能和电势能等。
重力势能的大小等于物体的质量乘以重力加速度乘以高度,即mgh,其中g是重力加速度,h是物体的高度。
热能是物体由于分子运动而具有的能量。
分子的热运动速度越快,热能就越大。
化学能是物质内部结构发生变化时所具有的能量。
化学能的释放常常伴随着化学反应的进行。
电能是电荷之间相互作用所具有的能量。
当电荷在电场中移动时,会产生电流,并转化为电能。
2. 能量守恒定律的表达形式和应用能量守恒定律可以表达为:在一个封闭系统中,能量的总量在任何过程中都保持不变。
这意味着,能量在物理过程中可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量保持不变。
举例来说,当一块物体从一段斜面上滑下来时,它的重力势能逐渐转化为动能,直到触地时全部转化为动能。
在这个过程中,重力势能的减少等于动能的增加,总能量保持不变。
能量守恒定律在许多领域都有广泛应用。
在机械领域,它用于解释机械系统中的能量转化和传递。
在热力学领域,它用于研究热能的转化和热力学循环。
在化学反应中,它用于分析反应物和生成物之间的能量变化。
在电路中,它用于描述电能的转化和电路的稳定性。
3. 能量守恒定律的局限性和拓展能量守恒定律是自然界观测和实验的结果,是经验事实的概括。
它在大多数自然现象中都适用,但并非绝对适用。
在极微观的粒子尺度上,能量守恒定律可能失效。
根据量子力学的理论,虚空中的量子涨落会导致能量的短暂产生和湮灭,短时间内能量并非完全守恒。
分子运动与热能热能是物体分子运动所具有的能量。
分子运动是指物质微观粒子——分子的热运动。
分子运动的特性和规律对理解热现象和热能转化至关重要。
本文将以分子运动的角度来探讨和解释热能的产生和传递。
一、分子运动的基本特性1. 分子运动的速度:根据气体动理论,分子速度与温度成正比。
在给定温度下,分子的速度服从马克思韦尔分布,即速度分布为高斯分布。
2. 分子运动的路径:分子在运动中呈现随机运动、无规则碰撞的特性。
分子路径的无序性导致能量在物质中的传递和分布。
3. 分子碰撞:分子通过相互碰撞来传递能量。
在碰撞过程中,能量可以从速度更高的分子传递给速度较低的分子,实现能量的平衡。
4. 分子自由度:分子在空间中具有多种运动方式,如平动、转动和振动。
不同自由度的运动会影响分子的能量和热量的传递。
二、分子运动与热能传递1. 热平衡与热传导:当两个物体处于热平衡时,它们之间的热能不再传递。
而热传导是指物体间由于温度差异造成的热能传递。
2. 分子碰撞与热能传递:热能通过分子间的碰撞进行传递。
当两个物体温度不同,分子速度不同,碰撞会使能量从高温物体传递到低温物体。
这种能量传递方式称为热传导。
3. 物质热传导性质:物质的热传导性质与分子运动密切相关。
导热性能好的物质,其分子间的碰撞频率高,能量传递迅速,导热系数较大。
4. 热容与分子运动:物体的热容与其分子的平动能量和振动能量有关。
热容越大,物体吸收或释放的热能越大,热传递能力越强。
三、热力学定律解释1. 热力学第一定律:热力学第一定律给出了能量守恒的原则。
根据这一定律,物体的内能变化等于吸收的热量减去对外界做功的量,即ΔU = Q - W。
2. 热力学第二定律:热力学第二定律阐述了热量自然传递的方向。
根据这一定律,热量不会自动从低温物体传递到高温物体,而是从高温物体传递到低温物体,熵增加。
3. 熵与分子运动:熵是物体无序程度的度量,与分子的运动状态有关。
当物体的熵增加时,分子的运动方式更随机,热能更分散。
热学(分子热运动、能量、气体)1、分子的大小(1)分子:物理中所说的分子指的是做热运动时遵从相同规律的微粒。
在研究热现象时,组成物质的原子、离子或分子,统称为分子。
(2)分子的大小①单分子油膜法粗测分子的大小原理:把一滴油酸滴到水面上,油酸在水面上散开形成单分子油膜,如果把分子看成球形,单分子油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径,如右图所示。
把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层和把分子看成球形等是理想化处理。
具体做法是:a .测出1滴油酸的体积V ;b .让这滴油酸在水面上尽可能散开,形成单分子油膜,用方格坐标纸测出水面上漂浮的油膜的面积S ,如右图所示;c .单分子油膜的厚度d 等于油滴体积V 与油膜面积S 的比值。
d =V S②利用离子显微镜测定分子的直径一般分子直径的数量级为10-10m 。
例如水分子直径是4×10-10m ,氢分子直径是2.3×10-10m 。
(3)分子模型的意义把分子看作小球,是对分子模型的简化。
实际上,分子结构很复杂,并不都是小球。
因此说分子直径有多大,一般知道数量级就已经可以了。
2、阿伏加德罗常数(1)阿伏加德罗常数:1mol 的任何物质都含有相同的粒子数,这个数就叫阿伏加德罗常数。
用符号N A 表示此常数,N A =6.02×1023 mol -1,粗略计算时:NA =6.0×1023 mol-1。
(2)宏观量与微观量及其联系 ①宏观量体积V 质量m密度ρ=m V =M mol V mol 摩尔体积V mol =M mol ρ 摩尔质量M mol =ρV mol 摩尔数n =m M mol =V V mol物体中所含的分子数N =n N A ②微观量分子体积V 0=16πD 3(球体模型)分子质量m 0③宏观量与微观量的联系──桥梁是阿伏伽德罗常数N A对固体和液体:分子体积V 0=V molN A 对气体:每个分子占有的空间体积V =V mol N A对固体、液体和气体:分子质量m 0=M molN A(3)阿伏伽德罗常数的计算N A =M molm 0 (对固体、液体和气体都适用)N A =Vmol V0 (只对固体、液体适用)阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁。
高中物理常见的各种能量及能量守恒定律能量形式功能关系能量守恒动能:物体因为运动所具有能量。
动能定理:力对物体所做的总功,等功能原理:除了重力(弹簧机械能守恒定律:除重力之外其他力只有重力做功,动能和重力势能之和保持不变:自由落体运机械12E k mv;②标量性——只有大小,没有2①正负;瞬时性—动能是状态量;相对性——一般选地面为参考系。
重力势能:物体由于被举高而具有的能量。
①E p=mgh;②系统性——重力势能属于物体和地球系统;相对性——数值与所选择的参考平面于物体动能的增量。
①W总E k;②a.要注意各功的正负; b.计算功和动能要选择同一惯性参考系,如地面。
势能定理:保守力所做的功,等于对应势能的减少量。
①W F E;p弹力)之外其他的力所做的功,等于系统机械能的增量。
①W G外E机;②a“.除重力之外其他的力”包括所有除重力之外的系统内力和系统外力,如系统做功为零,则系统的机械能守恒。
①E动E E E EE重弹动重弹②守恒条件一:W0,两种情形:G外a.只有重力做功,其他力不做功;b.除重力之外其他力做功,但其他力动,平抛斜抛物体的运动,光滑斜面、曲面上物体的运动,竖直平面内的圆周运动,单摆运动,带电小球、液滴在重力场、磁场的复合场中的运动(洛仑兹力不做功)等。
弹簧问题:水平弹簧问题,竖直、光滑斜面弹簧问题——注意弹簧的初态分析和整个过程中的重力势能变化,注意弹簧问题与简谐运动综合的问题。
能(零势面)有关,正负表示大小。
内的摩擦力等;做功的代数和为零。
②a.重力做功与具体路径无关,而只弹性势能:弹簧由于弹性形变而具有的能量。
b.轻绳弹力、轻杆弹力、光连接体问题:轻绳连接,轻杆(板)连接,光滑斜面、曲面连与初末位置的高度差有关; b.弹簧弹③守恒条件二:系统与外界没有能量①12E p kx;②大小只与形变量绝对值有关。
2力的功用F-x图像求解,或用对位移的平均力求解;滑斜面弹力、静摩擦力只传递机械能。
第一节 物体是由大量分子组成的例题1:已知铜的密度为8.9×103kg/m 3,原子量为64,通过估算可知铜中每个铜原子所占的体积为:A 、7×10-6m 3B 、1×10-29m 3C 、1×10-26m 3D 、8×10-24m 3答案: B评析:本题为95年高考题,是一个典型的微观量计算题.由原子量知每摩尔铜的质量,再除以密度,得摩尔体积,最后用摩尔体积除以阿弗加德罗常数即可估算出每个铜原子所占的体积.本题还可以根据分子直径的数量级10-10m ,猜出答案.例题2:已知碳的摩尔质量为12g ,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol -1,求每个碳原子的质量.解:每个碳原子的质量为kg kg N m A 2623310995.11002.61012--⨯=⨯⨯==μ例题3:某教室长m 10,宽m 7,高m 3,试在标准状态下估算空气分子间的平均距离,并比较这个距离和分子直径的数量级.选题目的:理解阿伏伽德罗常数和摩尔体积的运用.解析:教室内空气的体积332103710m m V =⨯⨯=空气的物质的量mol mol n 33104.9104.22210⨯=⨯=- 空气的分子数为 27233106.5106104.9⨯=⨯⨯⨯==A nN N 个每个空气分子平均占有空间为326327108.3106.5210m m N V v -⨯=⨯==把每个分子占有的空间看成立方体,每个分子中心间的距离等于立方体的边长,用d 表示 m m v d 93263104.3108.3--⨯=⨯==分子直径的数量级为m 1010-,由上面计算可知,气体分子间距离的数量级为m 910-,约为分子直径的10倍.例题4:一滴水的体积为35102.1cm -⨯,如果放在开口容器中,由于蒸发每分钟能跑出的水分子数为8100.6⨯个,需要多长时间跑完?选题目的:理解阿伏伽德罗常数和摩尔体积的运用.解析:水的摩尔体积为mol m V /108.135-⨯=这一滴水含水分子数为 1723565100.41002.6108.110102.1⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==---A N V v N 个 水分子跑完的时间为min 107.6100.6100.48817⨯=⨯⨯==n N t 我们知道,在开口容器中蒸发掉一滴水,根本不需要min 107.68⨯的时间,原因在于实际当中每分钟跑出的水分子数比8107.6⨯个还要多得多.例题5:从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数( )A .氧气的摩尔质量和氧分子的体积B .氧分子的质量和氧分子的体积C .氧分子的质量和氧气的摩尔质量D .氧气的密度和氧气的摩尔质量选题目的:理解推导阿伏加德罗常数所需的物理量.解析: 要算出阿伏伽德罗常数,首先要知道1 mol 物质的质量M 或体积V ,设分子质量为m ,分子体积v ,则阿伏伽德常数. m M N A =,对固体和液体还有:vV N A = 在(A )、(D )选项中不知氧分子质量,不能算出阿伏伽德罗常数,故不能选(A )、(D )项;在(B )项中不知氧气摩尔质量,不能算出阿伏伽德罗常数,故不能选(B )项.值得注意的是在(A )、(B )选项中如果知道氧气的摩尔体积也不能算出阿伏伽德罗常数,因为气体分子间距离很大,不能忽略.正确选项(C )例题6:已知金的密度为33/103.19m kg ⨯,体积为31cm 的金中含有多少个金原子?(取2位有效数字)选题目的:练习阿伏加德罗常数的应用.解析:设金的密度为ρ,体积为V ,质量为m ,则:金的质量为kg kg V m 2631093.1101103.19--⨯=⨯⨯⨯==ρ金的摩尔质量为kg M 197.0=金原子个数为:22232109.51002.6197.01093.1⨯=⨯⨯⨯==-A N M m N 个 第二节 分子的热运动例题1:在观察布朗运动的实验过程中,每隔5秒记录下颗粒的位置,最后将这些位置用直线依次连接,如图所示,则下列说法错误的是A 、由图可以看出布朗运动是无规则的B 、图中轨迹就是颗粒无规则运动的轨迹C 、若对比不同温度下的轨迹,可以看出温度高时布朗运动显著D 、若对比不同颗粒大小时的轨迹,可以看出颗粒小时布朗运动显著答案:B评析:由于是每隔5秒记录下颗粒的位置,最后将这些位置用直线依次连接,但并不知道这5秒时间内颗粒的运动轨迹(其实这5秒内的轨迹也是无规则的),所以记录下的并不是颗粒的实际运动轨迹.典型例题2:课本中画出了三个颗粒运动位置的连线图,这些连线是颗粒的运动轨迹吗?出题目的:理解分子运动的无规则性.解析:三颗粒运动位置的连线图,是显微镜下追踪三个悬浮颗粒的运动,每隔30S 把观察到的颗粒位置记录下来,然后用直线把这些位置依次连接起来所得到的连线图,从图中可以看出颗粒的运动是无规则的.在30S之间颗粒的运动也是很不规则的,不是沿直线运动,颗粒的实际运动情况比图中记录的还要复杂,因此,图中的连线不是颗粒运动的轨迹.例题3:在较暗的房间里,从射进来的阳光中,可以看到悬浮在空气中的微粒在不停地运动,这些微粒的运动是()A.布朗运动B.曲线运动C.自由落体运动D.无法确定选题目的:理解微粒做布朗运动的条件.解析:能用肉眼直接看得到的微粒是很大的颗粒,在同一时刻它们受到来自各个方向的空气分子撞击的合力几乎为零,微小的作用不能使这么大的颗粒作布朗运动,(A)错;微粒的运动是由于空气对流和在重力作用下的结果,微粒作曲线运动,(C)、(D)错。