高考物理二轮复习 专题15 热学教学案(教师版)
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高中物理热力学教案
教学内容:热力学
教学目标:
1. 理解热力学定律的基本概念和原理;
2. 掌握热力学计算的方法和技巧;
3. 能够运用热力学知识解决实际问题。
教学重点:
1. 热力学定律的基本概念;
2. 热力学计算方法;
3. 热力学应用实例。
教学难点:
1. 热力学定律的理解和应用;
2. 热力学计算方法的掌握。
教学过程:
一、导入(5分钟)
教师通过举例引入热力学的基本概念,激发学生的兴趣,引导学生主动思考。
二、讲解(20分钟)
1. 热力学定律的基本概念和原理;
2. 热力学计算方法和技巧;
3. 实例分析和讨论。
三、实验(15分钟)
教师组织学生进行热力学实验,观察实验数据,进行数据处理和分析,探讨实验结果的意义。
四、练习(15分钟)
教师出示相关练习题,让学生进行解答和讨论,巩固所学知识。
五、总结(5分钟)
教师对本节课所学内容进行总结和归纳,强调重点和难点,引导学生掌握重点知识和方法。
六、作业布置(5分钟)
教师布置相关作业,要求学生认真完成,巩固所学知识。
教学反思:
通过本节课的教学,学生应该能够理解热力学的基本概念和原理,掌握热力学计算方法和
技巧,能够运用所学知识解决实际问题。
同时,学生应该能够培养自主学习和思考的能力,提高解决问题的能力和方法的灵活运用能力。
高三物理第二轮复习:热学学案目的:1、掌握压强的计算;2、能剖析清楚是什么形状变化并能列出方程重点:压强计算及形状变化剖析 难点:形状变化剖析一、例题剖析例1、如图示,外界大气压P 0=76cmHg,,U 型管左端A 被水银封锁一段气体,右端启齿,用水银封锁一段气体,那么A 局部气体的压强P A = cmHg 例2.如图,一固定的竖直密闭气缸有一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,大活塞的质量为1 2.50kg m =,横截面积为2180.0cm s =,小活塞的质量为2 1.50kg m =,横截面积为2240.0cm s =;两活塞用刚性轻杆衔接,间距坚持为40.0cm l =,气缸外大气压强为51.0010Pa p =⨯,缸内封锁有温度为T=300K 的气体.初始时大活塞与大圆筒底部相距2l ,疏忽两活塞与气缸壁之间的摩擦,重力减速度g 取210/m s .此时缸内气压多大?假定给两活塞间封锁气体升温至T 1=325K ,缸内气压多大?活塞移动的距离?例3、如下图,两端封锁的U 形玻璃管,内径平均,两边水银柱等高。
水银柱上方封锁的空气柱长度l 1=30 cm ,l 2=38 cm ,现从阀门C 处缓慢注入水银,结果左管中水银面上升5 cm ,右管中水银面上升6 cm ,求封锁端气体原来的压强。
例4、在室温条件下研讨等容变化,实验装置如下图,由于不慎使水银压强计左管水银面下h =10 cm 处有长为l =4 cm 的空气柱。
末尾时压强计的两侧水银柱最高端均在同一水平面,温度计读数为7 ℃,后来对水加热,使水温上升到77 ℃,并经过调理压强计的右管,使左管水银面仍在原来的位置。
假定大气压P 0=76cmHg ,求:(1)加热后左管空气柱的长度l ′;(2)加热后压强计两管水银面的高度差Δh 。
二、相关练习1、一太阳能空气集热器,底面及正面为隔热资料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为V 0,末尾时外部封锁气体的压强为p 0。
高三物理二轮复习热学专题优质课件一、教学内容1. 热力学第一定律2. 热力学第二定律3. 热力学第三定律4. 热传递与能量转换5. 热能与能源二、教学目标1. 理解并掌握热力学三大定律的基本原理及其应用。
2. 掌握热传递与能量转换的基本概念,了解热能在实际应用中的作用。
3. 提高学生的科学思维能力和综合运用能力,培养其运用物理知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点教学难点:热力学第二定律、第三定律的理解与应用;热能与能源的综合运用。
教学重点:热力学三大定律的基本原理;热传递与能量转换的基本概念。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔、挂图等。
2. 学具:笔记本、教材、文具等。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)通过播放一段关于热力学在实际应用中的视频,激发学生的学习兴趣,为新课的学习做好铺垫。
2. 知识回顾(15分钟)学生回顾热力学三大定律的基本内容,教师进行点评与补充。
3. 例题讲解(25分钟)例题1:一定量的理想气体,初始状态为p1、V1、T1,经过一等压过程,变为p2、V2、T2。
求气体体积变化的比例。
例题2:一热机效率为η,工作过程中吸收的热量为Q1,放出的热量为Q2。
求热机输出的功率。
4. 随堂练习(15分钟)练习题1:一热力学系统经历一循环过程,吸收的热量为Q1,对外做功为W。
求该循环的效率。
练习题2:一定量的理想气体,初始状态为p1、V1、T1,经过一等温过程,变为p2、V2、T2。
求气体压强的变化比例。
5. 知识拓展(10分钟)介绍热能在能源中的应用,如太阳能、地热能等。
六、板书设计1. 热力学三大定律2. 热传递与能量转换3. 例题与练习题解答七、作业设计1. 作业题目:(1)一热力学系统经历一循环过程,吸收的热量为Q1,对外做功为W。
求该循环的效率。
(2)一定量的理想气体,初始状态为p1、V1、T1,经过一等温过程,变为p2、V2、T2。
求气体压强的变化比例。
高考物理热学基础知识专题复习教案2023版一、引言物理是高考中重要的一门科目,而热学又是其中的基础知识之一。
本教案将系统地介绍高考物理中与热学相关的基础知识,帮助同学们全面复习和掌握这一专题。
二、教学目标1. 理解热学的基本概念和基本定律;2. 掌握热量、温度、热平衡等基本概念的运用;3. 理解热力学第一定律和第二定律的内容及应用;4. 掌握热机效率和热泵的原理;5. 能够分析热传导、对流、辐射等传热方式。
三、教学内容A. 热学基本概念1. 热量和温度a) 热量的定义和单位b) 温度的定义和单位2. 热平衡和热力学温度a) 热平衡的概念和判据b) 热力学温度的定义和计量方法B. 热力学定律1. 热力学第一定律a) 热机的做功和吸收热量b) 内能的变化和热量传递2. 热力学第二定律a) 热机效率和热力学温标b) 卡诺定理和热泵的工作原理C. 热传导、对流和辐射1. 热传导a) 导热和热传导的基本规律b) 热传导的影响因素2. 对流a) 流体的特性及状态方程b) 对流的产生机制和影响因素3. 辐射热传递a) 热辐射的基本概念b) 斯特藩-玻尔兹曼定律和黑体辐射四、教学方法1. 理论讲授a) 清晰地阐述各个知识点的定义、原理和公式b) 结合实际问题和案例,引导学生理解和运用2. 实验演示a) 进行一些简单实验演示,加深学生对热学知识的理解b) 引导学生观察实验现象,总结规律3. 讨论互动a) 引导学生进行小组或全班讨论,加深对所学知识的理解和应用b) 鼓励学生提出问题和解答问题,促进互动交流五、教学评价1. 课堂练习a) 给学生提供一些练习题,考察他们对知识的掌握程度b) 及时批改并讲解解题思路和方法2. 作业布置a) 布置一定数量的作业题,要求学生认真完成b) 对学生的作业进行评改,指出错误并给予指导3. 期中、期末考试a) 定期进行考试,检验学生对热学知识的掌握情况b) 根据考试结果,及时跟进学生的学习进度,有针对性地辅导补充六、教学资源1. 教材a) 选用符合2023版高考要求的相关物理教材b) 提供给学生复习用书及参考资料2. 多媒体设备a) 使用投影仪等多媒体设备展示知识点、实验演示等内容b) 制作PPT讲义,便于学生复习和理解七、教学延伸1. 网上资源a) 选用一些合适的网上资源供学生查阅和参考b) 提供相关网站或应用程序,帮助学生进行在线学习和练习2. 教学辅导a) 提供个别辅导或小组辅导,针对学生的不同需求进行指导b) 参与学校或社区的辅导班,帮助更多学生提高热学知识水平八、教学总结热学作为高考物理的重要内容,同学们需要系统地学习和复习相关知识。
高三物理专题复习专题热学精品教案一、教学内容本节课选自高三物理教材热学章节,详细内容包括热力学第一定律、热力学第二定律、气体动理论以及分子运动论等核心概念。
着重对热力学第一、第二定律的应用及气体动理论的基本原理进行深入解析。
二、教学目标1. 让学生掌握热力学第一、第二定律的基本原理,并能应用于实际问题中。
2. 使学生理解气体动理论的基本观点,了解分子运动与宏观热现象之间的关系。
3. 培养学生的科学思维和创新能力,提高解决实际热学问题的能力。
三、教学难点与重点教学难点:热力学第二定律的理解和应用,气体动理论与宏观热现象的联系。
教学重点:热力学第一定律的运用,气体动理论的基本原理。
四、教具与学具准备教具:PPT、黑板、粉笔、实验器材(如温度计、气压计等)。
学具:笔记本、教材、练习本。
五、教学过程1. 导入:通过分析生活中的热现象,引入热学的基本概念。
2. 知识讲解:(1)热力学第一定律:能量守恒原理在热现象中的应用。
(2)热力学第二定律:宏观热现象的规律性,如熵增原理。
(3)气体动理论:分子运动与宏观热现象的联系。
3. 例题讲解:针对热力学第一、第二定律以及气体动理论,选取具有代表性的例题进行讲解。
4. 随堂练习:让学生运用所学知识解决实际问题,巩固所学内容。
5. 实践情景引入:结合生活实际,让学生探讨热学现象在生活中的应用。
六、板书设计1. 热力学第一定律:能量守恒原理。
2. 热力学第二定律:熵增原理。
3. 气体动理论:分子运动与宏观热现象的联系。
七、作业设计1. 作业题目:(1)运用热力学第一定律,计算一个热现象的能量变化。
(2)分析一个实际热现象,说明热力学第二定律的应用。
(3)结合气体动理论,解释一个宏观热现象。
2. 答案:(1)能量变化计算示例:一个热机在工作过程中,吸收热量Q=1000J,对外做功W=800J,求热机内能的变化。
解:根据热力学第一定律,内能变化ΔU=QW=1000J800J=200J。
高三物理专题复习专题热学教案一、教学内容本节课选自高三物理教材《热学》章节,主要详细内容包括:热力学第一定律、热力学第二定律、气体动理论、温度与热量、热力学循环等。
二、教学目标1. 让学生掌握热力学基本定律,理解能量守恒在热学中的体现。
2. 使学生能够运用气体动理论解释宏观热现象,了解温度与热量的关系。
3. 培养学生运用热力学知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点难点:热力学第二定律的理解,热力学循环的应用。
重点:热力学第一定律,气体动理论,温度与热量的关系。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件,热力学实验器材。
2. 学具:笔记本,教材,计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示热力学实验,让学生观察并思考热现象背后的原理。
2. 例题讲解:(1)热力学第一定律的应用:讲解能量守恒在热学中的具体体现。
(2)热力学第二定律的应用:解释宏观热现象的方向性。
(3)气体动理论的应用:分析气体压强、温度与体积之间的关系。
3. 随堂练习:让学生运用热力学知识解答实际问题,巩固所学内容。
4. 小组讨论:针对教学难点,分组讨论,互帮互助,共同解决问题。
六、板书设计1. 热力学第一定律:能量守恒,内能变化等于热量与对外做功的代数和。
2. 热力学第二定律:宏观热现象具有方向性,熵增原理。
3. 气体动理论:气体分子运动论,压强、温度、体积的关系。
七、作业设计1. 作业题目:(1)证明热力学第一定律。
(2)解释热力学第二定律在实际生活中的应用。
(3)运用气体动理论分析一定量的气体在等温、等压、等容过程中的变化。
2. 答案:(1)见教材P。
(2)见教材PXx。
(3)见教材PXx。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对热力学第一定律掌握较好,但对第二定律的理解仍有困难,需加强讲解与练习。
2. 拓展延伸:引导学生关注热力学在新能源、环境保护等领域的应用,提高学生的科学素养。
重点和难点解析1. 热力学第二定律的理解。
2024年高三物理专题复习专题热学教案一、教学内容本节课选自高三物理热学专题复习,依据教材第四章热力学与分子动理论,具体内容包括:热力学第一定律、理想气体状态方程、分子动理论的基本概念、热传递及热力学第二定律。
二、教学目标1. 理解并掌握热力学第一定律,能运用其解决实际问题。
2. 熟悉理想气体状态方程,并能运用其分析气体状态变化。
3. 掌握分子动理论的基本概念,了解气体分子的运动规律。
三、教学难点与重点重点:热力学第一定律、理想气体状态方程、分子动理论的基本概念。
难点:热力学第一定律在实际问题中的应用,理想气体状态方程的推导及运用。
四、教具与学具准备1. 教具:PPT、黑板、粉笔、温度计、气压计等。
2. 学具:练习册、草稿纸、计算器等。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示生活中常见的热现象,如热胀冷缩、蒸汽机等,引起学生对热学知识的兴趣。
2. 知识回顾:引导学生回顾热力学第一定律、理想气体状态方程、分子动理论的基本概念,巩固基础知识。
3. 例题讲解:(1)热力学第一定律的应用:讲解热力学第一定律在闭口系统、开口系统中的运用,结合实际例子进行分析。
(2)理想气体状态方程的应用:推导理想气体状态方程,并运用其解决实际问题。
(3)分子动理论的应用:讲解分子动理论的基本概念,分析气体分子的运动规律。
4. 随堂练习:布置相关练习题,让学生及时巩固所学知识,查漏补缺。
六、板书设计1. 热力学第一定律的表达式及适用范围。
2. 理想气体状态方程的推导过程。
3. 分子动理论的基本概念。
七、作业设计1. 作业题目:(1)计算题:运用热力学第一定律,计算闭口系统内能的变化。
(2)分析题:运用理想气体状态方程,分析气体状态变化。
(3)简答题:简述分子动理论的基本概念。
2. 答案:八、课后反思及拓展延伸1. 反思:对本节课的教学过程进行反思,分析学生的掌握情况,针对不足之处进行改进。
2. 拓展延伸:引导学生了解热学在科技发展中的应用,如热能利用、制冷技术等,激发学生的探索兴趣。
高三物理专题复习专题热学优质教案一、教学内容本节课我们将复习高三物理热学专题,主要涉及教材第十四章“热力学第一定律”和第十五章“热力学第二定律”的相关内容。
详细内容包括热力学第一定律的能量守恒原理,热力学第二定律与熵的概念,以及热力学过程和循环。
二、教学目标1. 让学生掌握热力学第一定律和第二定律的基本原理,并能运用其分析实际问题。
2. 培养学生运用热力学知识解决实际问题的能力,提高学生的科学思维。
3. 培养学生对热学现象的观察能力,提高学生的热学素养。
三、教学难点与重点重点:热力学第一定律和第二定律的基本原理,以及热力学过程和循环的分析方法。
难点:热力学第二定律的理解,熵的概念及其应用。
四、教具与学具准备教具:多媒体课件、黑板、粉笔、热力学演示装置。
学具:笔记本、教材、物理常数表。
五、教学过程1. 导入:通过展示热力学在日常生活中的应用实例,引起学生对热学现象的兴趣,导入新课。
2. 知识回顾:带领学生回顾热力学第一定律和第二定律的基本原理,巩固基础知识。
3. 实践情景引入:呈现一个实际热力学问题,引导学生运用所学知识进行分析。
4. 例题讲解:针对热力学第一定律和第二定律的典型例题进行讲解,引导学生逐步解题。
5. 随堂练习:设计具有代表性的练习题,让学生独立完成,巩固所学知识。
6. 知识拓展:介绍热力学在新能源、环保等方面的应用,拓展学生视野。
六、板书设计1. 热力学第一定律:能量守恒原理2. 热力学第二定律:熵的增加原理3. 热力学过程与循环七、作业设计1. 作业题目:(1)证明热力学第一定律的数学表达式。
(2)解释热力学第二定律的含义,并举例说明。
(3)分析一个热力学循环过程,计算其热效率。
答案:(1)略。
(2)热力学第二定律指出,孤立系统的熵总是增加,不可能自发减少。
例如,热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
(3)略。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过复习热力学第一定律和第二定律,使学生掌握了热学基本原理,并能运用其分析实际问题。
高三二轮复习:热学考纲解读网络构建要点必备1.分子动理论:分子直径的数量级是m;分子永不停息地做运动;分子间存在着相互作用的引力和。
2.气体实验定律和理想气体状态方程3.热力学定律(1)热力学第一定律:ΔU=。
(2)热力学第二定律:自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有。
高考真题1.(2017全国Ⅰ卷)(1)(多选)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。
下列说法正确的是A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大(2)如图,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3;B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。
初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给汽缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。
已知室温为27 ℃,汽缸导热。
(ⅰ)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;(ⅱ)接着打开K3,求稳定时活塞的位置;(ⅲ)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃,求此时活塞下方气体的压强。
2.(2016全国Ⅱ卷)(1)(多选)一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其p-T图象如图所示,其中对角线ac的延长线过原点O。
下列判断正确的是()A.气体在a、c两状态的体积相等B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功(2)一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。
热学【2012考纲解读】本考点的命题多集中分子动理论、估算分子数目和大小、热力学两大定律的应用、气体状态参量的意义及与热力学第一定律的综合,还有气体实验定律和气体状态方程的应用及图象表示气体状态的变化过程等知识点上,多以选择题和填空题的形式出现;对热学前面知识的考查往往在一题中容纳更多的知识点,把热学知识综合在一起进行考查,多以选择题和填空题的形式出现;对后者的考查多以计算题的形式出现,着重考查热学状态方和的应用.《物理课程新标准》在课程性质中指出:“高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能,增强创新意识和实践能力,发展探索自然、理解自然的兴趣与热情”.近两年来热学考题中还涌现了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题.同时,本考点还可以与生活、生产的实际相联来考查热学知识在实际中的应用.【高考预测】热学是研究与温度有关的热现象的科学。
它是从两方面来研究热现象及其规律的,一是从物质的微观结构即分子动理论的观点来解释与揭示热学宏观量及热学规律的本质;二是以观测和实验事实为依据,寻求热学参量间的关系及热功转换的关系。
虽然热学部分知识点较分散,大多属于定性了解的内容,并非重点内容,不必要搞得过难,但要全面落实基础知识和基本技能,强调对基本概念、基本规律的理解,做到不留知识盲点。
对分子动理论、热传递和做功部分不能降低要求,对气体的问题只要求知道气体的压强、体积、温度之间的关系即p1V1T1=p2V2T2就可以了,不必进行过难的计算,但可能出现定性综合题。
高频考点主要有:(1)物质是由大量分子组成的.阿伏加德罗常数.分子的热运动、布朗运动.分子间的相互作用力(2)分子热运动.温度是物体分子热运动平均动能的标志.物体分子间的相互作用势能.物体的内能.(3)做功和热传递是改变物体内能的两种方式.热量.能量守恒定律(4)气体的体积、压强、温度间的关系(5)热力学第一、二定律(6)气体压强的微观意义【专题解读】一. 重要概念和规律1. 分子动理论物质是由大量分子组成的;分子永不停息的做无规则运动;分子间存在相互作用的引力和斥力。
说明:(1)阿伏加德罗常量N mol A =⨯-60210231.。
它的联系宏观量和微观量的桥梁,有很重要的意义;(2)布朗运动是指悬浮在液体(或气体)里的固体微粒的无规则运动,不是分子本身的运动。
它是由于液体(或气体)分子无规则运动对固体微粒碰撞的不均匀所造成的。
因此它间接反映了液体(或气体)分子的无序运动。
2. 温度温度是物体分子热运动的平均动能的标志。
它是大量分子热运动的平均效果的反映,具有统计的意义,对个别分子而言,温度是没有意义的。
任何物体,当它们的温度相同时,物体内分子的平均动能都相同。
由于不同物体的分子质量不同,因而温度相同时不同物体分子的平均速度并不一定相同。
3. 内能定义:物体里所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。
决定因素:物体质量(m )、温度(T )、体积(V )。
改变方式:做功–––通过宏观机械运动实现机械能与内能的转换;热传递–––通过微观的分子运动实现物体与物体间或同一物体各部分间内能的转移。
这两种方式对改变内能是等效的。
定量关系:∆E W Q =+(热力学第一定律)注意正负符号:外界对物体做功W>0,吸热Q>0,内能增加∆E >0;反之则小于零。
4. 能量守恒定律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别的形式,或者从一个物体转移到别的物体。
必须注意:不消耗任何能量,不断对外做功的机器(永动机)是不可能做成的。
利用热机,要把从燃料的化学能转化成的内能,全部转化为机械能也是不可能的。
5. 热力学第二定律从热传导的方向来描述: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。
从机械能与内能转化过程的方向性来描述: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。
6. 气体状态参量描述一定质量气体的状态参量为:温度,气体分子平均动能的标志。
体积,气体分子所占据的空间,许多情况下等于容器的容积。
压强,大量气体分子无规则运动碰撞器壁所产生的,其大小等于单位时间内、器壁单位面积上所受气体分子碰撞的总冲量。
内能,气体分子无规则运动的动能和分子势能的总和,理想气体的内能仅与温度有关。
二. 重要研究方法1. 微观统计平均热学的研究对象是由大量分子组成的。
其宏观特性都是大量分子集体行为的反映。
不可能也无必要像力学中那样根据每个物体(每个分子)的受力情况,定出运动方程。
热学中的状态参量和各种现象具有统计平均的意义。
因此,当大量分子处于无序运动状态或作无序排列时,所表现出来的宏观特性––––如气体分子对器壁的压强、非晶体的物理属性等都显示出均匀性。
当大量分子作有序排列时,必显示出不均匀性,如晶体的各向异性等。
研究热学现象时,必须充分领会这种统计平均观点。
2. 能的转化和守恒各种不同形式的能可能相互转化,在转化过程中总量保持不变。
这是自然界中的一条重要规律。
也是指导我们分析研究各种物理现象时的一种极为重要的思想方法。
三、典型例题分析例1、利用阿伏加德罗常数,估算在标准状态下相邻气体分子间的平均距离D 。
解:在标准状态下,1mol 任何气体的体积都是V L =224.,除以阿伏加德罗常数就得每个气体分子平均占有的空间,该空间的大小是相邻气体分子间平均距离D 的立方。
D m m 33233263224106021037210=⨯⨯=⨯--...,所以有D m m =⨯≈⨯--372103102639.,这个数值大约是分子直径的10倍。
因此水汽化后的体积大约是液体体积的1000倍。
例2、下面关于分子力的说法中正确的有( )A. 铁丝很难被拉长,这一事实说明铁丝分子间存在引力;B. 水很难被压缩,这一事实说明水分子间存在斥力;C. 将打气管的出口端封住,向下压活塞,当空气被压缩到一定程度后很难再压缩,这一事实说明这时空气分子间表现为斥力;D. 磁铁可以吸引铁屑,这一事实说明分子间存在引力。
解:A 、B 正确。
无论怎样压缩,气体分子间距离一定大于r 0,所以气体分子量一定表现为引力。
空气压缩到一定程度很难再压缩不是因为分子斥力的作用,而是气体分子频繁撞击活塞产生压强的结果,应该用压强增大解释,所以C不正确。
磁铁吸引铁屑是磁场力的作用,不是分子力的作用,所以D也不正确。
例3、下列说法中正确的是()A. 物体自由下落时速度增大,所以物体内能也增大;B. 物体的机械能为零时内能也为零;C. 物体的体积减小温度不变时,物体内能一定减小;D. 气体体积增大时气体分子势能一定增大。
解:物体的机械能和内能是两个完全不同的概念。
物体的动能由物体的宏观速率决定,而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定。
分子动能不可能为零(温度不可能达到绝对零度),而物体的动能可能为零,所以A、B不正确。
物体体积减小时,分子间距离减小,但分子势能不一定减小,例如将处于原长的弹簧压缩,分子势能将增大,所以C也不正确。
由,体积增大时分子间距离增大,分子力做负功,分子势能增大,于气体分子间距离一定大于r所以D正确。
例4. 下列说法中正确的是()A. 物体吸热后温度一定升高;B. 物体温度升高一定是因为吸收了热量;C. 0℃的冰化为0℃的水的过程中内能不变;D. 100℃的水变为100℃的水蒸汽的过程中内能增大。
解:吸热后物体温度不一定升高,例如冰融化为水或水沸腾时都需要吸热,而温度不变,这时吸热后物体内能的增加表现为分子势能的增加,所以A不正确。
做功也可以使物体温度升高,例如用力多次来回弯曲铁丝,弯曲点铁丝的温度明显升高,这是做功增加了物体的内能,使温度上升,所以B不正确。
冰化为水时要吸热,内能中的分子动能不变,但分子势能增加,因此内能增加,所以C不正确。
水沸腾时要吸热,内能中的分子动能不变但分子势能增加,所以内能增大,D正确。
【考点突破】考点1 分子动理论【例1】下列关于分子势能的说法中,正确的是( )A.分子间距离增大,分子势能也增大B.分子间距离减小,分子势能增大C.当分子间距离r=r0时分子势能为零D.当分子间距离r=r0时分子势能最小【解析】分子势能的变化与分子力做功密切相关,分子力做正功分子势能减小,分子力做负功分子势能增大。
当分子间距离增大或减小时,分子力会做功,是做正功还是做负功,这与分子间的距离密切相关。
若r0,分子间表现为引力,增大r,斥力做负功若r<r0,分子间表现为引力,增大r,斥力做正功,只知道增大或减小r,而不知道r是大于r0还是小于r0就不能判定是做正功还是做负功,即不能确定势能是增大还是减小。
则A、B错,当r=r0时分子势能最小,其值只有在确定零点后才能确定。
所以C错,D正确。
考点2 物体内能能量守恒【例2】关于物体内能的变化,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,内能一定减少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【解析】本题主要考查热力学第一定律的应用,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,物体的内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)这两种因素有关。
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,故A项不正确。
同理,物体对外做功的同时有可能吸热,故内能不一定减小,故B项不正确。
若物体吸收的热量与对外做功相等,则内能不变,故C正确。
因放热和对外做功都会使物体内能减小,故D项不正确。
考点3 气体压强气体压强、体积、温度间的关系【例3】如图8-37-2所示,U型管竖直静止放置,左端封闭,右端开口向上,用水银柱封有一部分气体A,左侧水银面比右侧水银面高h,外界大气压为P0,水银密度为ρ,求被封闭气体A的压强。
【解析】由于静止液体同一深度压强相等,B、C在同一深度,∴P B=P C 。
以高为h的水银柱为研究对象,它受到竖直方向的三个力作用而处于静止状态,故有:P B S=mg+P A S其中m=ρgSh∴ P A=P B-ρgh∵ P B=P C=P0∴ P A=P0-ρgh【高考真题精解精析】【2011高考试题解析】1.(全国)关于一定量的气体,下列叙述正确的是A.气体吸收的热量可以完全转化为功B.气体体积增大时,其内能一定较少C.气体从外界吸收热量,其内能一定增加D.外界对气体做功,气体的内能可能减少【答案】AD【解析】由热力学第二定律的表述之一: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,知A选项正确,气体的内能由气体的温度和体积共同决定,气体体积增大,内能不一定减少,故B项错误,由热力学第一定律:△U=Q+W,若物体从外界吸热,即Q>0但同时对外做功,即W<0且Q+W<0,则内能减少,故C错,若外界对气体做功,即W<0,但同时从外界吸热,即Q>0,且Q+W<0,D项正确。