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高中物理选修3-3知识复习提纲：第十章热力学定律(人教版)高中物理选修3-3知识点总结：第十章热力学定律（人教版）冷热变化是最常见的一种物理现象，本章主要将的就是热力学的有关问题，其中热力学的第一和第二定律是比较重要得，对于能量守恒定律必须要深刻的理解。
考试的要求：Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。
要求Ⅰ：热力学第一定律、能量守恒定律、热力学第二定律、热力学第二定律的微观结构等内容。
要求Ⅱ：这一章这项要求考察比较少。
知识网络：内容详解：一、功、热与内能●绝热过程：不从外界吸热，也不向外界传热的热力学过程称为绝热过程。
●内能：内能是物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量的总和，用字母U表示。
●热传递：两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，这个过程称之为热传递。
●热传递的方式：热传导、对流热、热辐射。
二、热力学第一定律、第二定律●第一定律表述：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作的功的和。
表达式uWQ符号+-W外界对系统做功系统对外界做功Q系统从外界吸热系统向外界放热u系统内能增加系统内能减少●第二定律的表述：一种表述：热量不能自发的从低温物体传到高温物体。
另一种表述：（开尔文表述）不可能从单一热库吸收热量，将其全部用来转化成功，而不引起其他的影响。
●应用热力学第一定律解题的思路与步骤：一、明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。
二、别列出物体或系统(吸收或放出的热量)外界对物体或系统。
三、据热力学第一定律列出方程进行求解，应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据，对结果的正负也同样依照规则来解释其意义。
学案7章末总结网络•构建区功和内能:在绝热倩况卜，刃是内能变化的扯度 内能热丘和内能：只发生热传递时，熄fit 是缠变化的fit 度做功和热传递在改变内能上是弄价的(第二类永动机不能制成的原因：违背了恐力学复二輕能呈降退能源与可持续发展环境污染开发新能源专题•整合区一、热力学第一定律及其应用热力学第一定律揭示了内能的增量与外界对物体做功(W )以及物体从外界吸收热暈(0Z 间的关系，即4U=W+Q,正确理解公式的意义及符号含义是解决本类问题的关键.⑴外界对物体做功，皿>0；物体对外做功，WO ：⑵物体从外界吸热，2>0；物体放出热量，2<0；(3)At/>0,物体的内能增加；△"<(),物体的内能减少.分析题干，确定内能改变的方式(W 、0f 判断W 、Q 的符号f 代入公式厶U=W+Q f 得出结 论【例1】如图1所示，一定质量的理想气体从状态A 经等压过程到状态B.此过程屮，气体压 强/^=1.0X105Pa,吸收的热Me=7.0X102J,求此过程中气体内能的增量.V7(xlO-3 m 3)图1解析等压变化过程有羽=計，对外做的功W=P(V R -V A )根据热力学第一定律有\U=Q~W 1 梳理知识体系构建内容纲要热力学基础丿热力学第定律< 热力学第二定律< 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 表达式:AU=W+Q 能量守恒定律 第一类永动机不能制成的原因：违背能星守恒定律克劳修斯表述:热凤不能自动地丛低温掬体传輕高温物体 开尔文表述:不可能从单一热源吸收热■并把它全部用来做功，而不引起其他变化微观解释:一切自发过程总是沿着分子热运动的无甦增大的方向进行埔增加原理:在任何自然过程中，一个孤立系统的总爛不会鯉归纳同类专题熟练解題技巧_____________ KHK) 3.0 4.0代入数据解得AU=5.0X 102J.答案5.0X102J针对训练如图2所示f p~V图中，一定质量的理想气体由状态4经过程I变至状态B时，从外界吸收热量420J,同时膨胀对外做功300J.当气体从状态B经过程II冋到状态A时，外界压缩气体做功200J,判断此过程屮气体是吸热还是放热，并求出热量变化的多少.图2答案放热320J 解析一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时，从外界吸收的热量0大于气体膨胀对外做的功W],气体内能增加，由热力学第一定律可知，气体内能的增加量为△"=0 + Wi = 420J + (一300J) = 120J气体由状态B经过程II回到状态A时，气体内能将减少120J,而此过程中外界又压缩气体做T VV2 = 200J的功，因而气体必向外界放热，放出的热量为Qi=\U l -W2 = (-120) J-200J=-320J即此过程中气体放出的热量是320J.二、热力学第二定律及其应用1.热力学第二定律的两种表述(1)按照热传递的方向性表述为：热量不能自动地从低温物体传递到高温物体，这是热力学第二定律的克劳修斯表述.(2)按照机械能和内能转化过程的方向性表述为：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用來做功，而不引起其他变化.这是热力学第二定律的开尔文表述.2.热力学第二定律的微观实质(1)一切与热现象有关的自发的宏观过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行.(2)用爛來表示热力学第二定律：在任何自然过程中，一个孤立系统的总爛不会减小.3.分析此类问题的方法掌握热力学第二定律时，要注意理解其本质，即热力学第二定律是对宏观自然过程进行方向的说明.凡是对这种宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述.本章对热力学第二定律的表述很多，这些不同形式的表述都是等价的.【例2】(单选)关于热力学第二定律，下列表述正确的是()A.不对能使热量从低温物体传递到高温物体B.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功C.第二类永动机不可能制成D.热力学第二定律是热力学第一定律的推论解析如果有外界的帮助，可以使热量从低温物体传递到高温物体，也可以把热量全部用来做功，故A、B错.热力学第一定律说明在任何过程中能量必须守恒，热力学第二定律说明并非满足能量守恒的过程均能实现.热力学第二定律是反映宏观自然过程进行的方向和条件的一个规律.它指出自然界中出现的过程是有方向性的，某些方向的过程可以实现，而逆方向的过程则不能自发的实现.在热力学中，热力学第二定律和热力学第一定律相辅相成，缺一不可，但热力学第二定律并不是热力学第一定律的推论.故C正确，D错误.答案C检测学习效果体验成功快乐自我•检测区1.（热力学第一定律）（单选）如图3所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度内，A、B两球用同一种材料制成，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高同一值，两球膨胀后，体积相等，则（）A.A球吸收的热量佼多B.3球吸收的热量较多C.两球吸收的热量一样多D.无法确定答案B解析两球初、末态温度分别相同，初、末态体积也相同，所以内能增量相同，但水银中的3球膨胀时对外做功多，所以吸热较多，故选B.2.（热力学第一定律的综合应用）（单选）对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A.若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B.若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大C.若气体温度升高1K,其等容过程所吸收的热量一定大于等压过程所吸枚的热量D.在完全失重状态下，气体的压强为零答案A解析一定质量的理想气体的内能与温度有关，若气体的压强和体积都不变，则温度不变，nV其内能也一定不变，A正确；由y=c知，气体的温度不断升高，压强不一定增大，B错误；根据热力学第一定律有厶U=Q+W f气体温度升高1K, △（/相同，等容过程W=0,等压过程，体积增大，则WVO,故等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量，C错误；乞体的压强是由于分子频繁撞击器壁而产生的，与是否失重无关，D错误.3.（热力学第二定律）（双选）关于热力学定律，下列说法正确的是（）A.为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B.对某物体做功，必定会使物体的内能增加C.可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D.不对能使热量从低温物体传向高温物体答案AC解析做功和热传递都可以改变物体的内能，A正确；由热力学第一定律可知对某物体做功，物体的内能可能增加、不变或减小，故B错误；由热力学第二定律可知，通过外界作用可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，也可以使热量从低温物体传向高温物体，D错误.。
选修3-3《热学》一、知识网络分子直径数量级物质是由大量分子组成的 阿伏加德罗常数油膜法测分子直径分子动理论 分子永不停息地做无规则运动 扩散现象 布朗运动 分子间存在相互作用力，分子力的F －r 曲线 分子的动能；与物体动能的区别 物体的内能 分子的势能；分子力做功与分子势能变化的关系；E P －r 曲线物体的内能；影响因素；与机械能的区别 单晶体——各向异性（热、光、电等）晶体 多晶体——各向同性（热、光、电等） 有固定的熔、沸点非晶体——各向同性（热、光、电等）没有固定的熔、沸点 浸润与不浸润现象——毛细现象——举例 饱和汽与饱和汽压 液晶体积V 气体体积与气体分子体积的关系温度T （或t ） 热力学温标 分子平均动能的标志 压强的微观解释压强P 影响压强的因素 求气体压强的方法改变内能的物理过程 做功 ——内能与其他形式能的相互转化热传递——物体间（物体各部分间）内能的转移热力学第一定律能量转化与守恒 能量守恒定律热力学第二定律（两种表述）——熵——熵增加原理能源与环境 常规能源．煤、石油、天然气 新能源．风能、水能、太阳能、核能、地热能、海洋能等二、考点解析考点64 物体是由大量分子组成的 阿伏罗德罗常数 要求：Ⅰ阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1）是联系微观量与宏观量的桥梁。
设分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ；宏观量为．物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ。
（1）分子质量：A A ==N VN m ρμ （2）分子体积：A A 10PN N V V μ＝＝ 分 子 动 理 论热力学 固体 热力学定律 液体 气体（对气体，V 0应为气体分子占据的空间大小）（3）分子直径：○1球体模型．V d N =)2(343A π 303A 6=6=ππV N V d （固体、液体一般用此模型）○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型）（对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离）（4）分子的数量：A 1A 1A A ====N V V N V M N V N Mn ρμρμ固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。
第一章分子动理论1、物质是由大量分子组成的（1）单分子油膜法测量分子直径（2）1mol任何物质含有的微粒数相同N A=6.02x1023mol-1（3）对微观量的估算：分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体）利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量Ⅰ．微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.Ⅱ．宏观量：物体的体积V、摩尔体积V m，物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.特别提醒：1、固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的。
分子的体积V0＝NA Vm ，仅适用于固体和液体，对气体不适用，仅估算了气体分子所占的空间。
2、对于气体分子，的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离.2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象）（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有空隙，温度越高扩散越快。
可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间（2）布朗运动：它是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。
①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。
②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。
③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。
（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈3、分子间的相互作用力（1）分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。
（2）分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小，随分子间距离的减小而增大。
但总是斥力变化得较快。
（3）图像：两条虚线分别表示斥力和引力；实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。
r0位置叫做平衡位置，r0的数量级为10-10m。
第十三章热学(选修3－3)第1讲分子动理论内能必备知识·自主排查一、分子动理论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________ 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＝________；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．(3)热运动①分子的永不停息的________运动叫做热运动；②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈．2．分子永不停息地做无规则运动(1)扩散现象①定义：________物质能够彼此进入对方的现象；②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度________，扩散现象越明显．(2)布朗运动①定义：悬浮在液体中的________的永不停息的无规则运动；②实质：布朗运动反映了________的无规则运动；③特点：a．永不停息、________运动．b．颗粒越小，运动越________．c．温度越高，运动越________．(3)热运动：分子永不停息的____________叫作热运动．分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子无规则运动________．3．分子间的相互作用力(1)分子间同时存在相互作用的________和________．实际表现出的分子力是________和________的合力．(2)引力和斥力都随分子间距离的减小而________；随分子间距离的增大而__________；斥力比引力变化快．(3)分子力F与分子间距离r的关系(r0的数量级为10－10 m)．距离分子力F F -r图象r＝r0F引____F斥F＝0r<r0F引____F斥F为斥力r>r0F引____F斥F为引力r>10r0F引＝F斥＝0F＝0二、温度、内能1．温度：两个系统处于________时，它们必定具有某个共同的热学性质，把表征这一“共同热学性质”的物理量叫作温度．一切达到热平衡状态的系统都具有相同的温度．温度标志物体内部大量分子做无规则运动的________．2．摄氏温标和热力学温标单位规定关系摄氏温标(t)℃在标准大气压下，冰的熔点是______，水的______是100 ℃T＝t＋273.15 KΔT＝Δt热力学温标(T)K零下________即为0 K3.分子的动能(1)分子动能是分子________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________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________．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________决定的能．(2)分子势能的决定因素：①微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；取r→∞处为零势能处，分子势能E p 与分子间距离r的关系如图所示，当r＝r0时分子势能最小．②宏观上——决定于________和状态．5．物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量．对于给定的物体，其内能大小由物体的____________决定．(2)改变物体内能有两种方式：________________．,生活情境1.(1)秋风吹拂，树叶纷纷落下，属于分子的无规则运动．()(2)在箱子里放几块樟脑丸，过些日子一开箱就能闻到樟脑的气味，属于分子的无规则运动．()(3)烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡是布朗运动．()(4)室内扫地时，在阳光照射下看见灰尘飞扬是布朗运动．()(5)水流速度越大，水分子的热运动越剧烈．()(6)水凝结成冰后，水分子的热运动停止．()(7)水的温度越高，水分子的热运动越剧烈．()(8)水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大．()教材拓展2.[人教版选修3－3P7T2改编](多选)以下关于布朗运动的说法错误的是()A．布朗运动就是分子的无规则运动B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越激烈D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动E．扩散现象和布朗运动都证明分子在做永不停息的无规则运动3．[鲁科版教材·改编](多选)如图，用温度计测量质量已知的甲、乙、丙三杯水的温度，根据测量结果可以知道()A．甲杯中水的内能最少B．甲、乙杯中水的内能一样多C．丙杯中水分子的平均动能最大D．甲杯中水分子的平均动能小于乙杯中水分子的平均动能关键能力·分层突破考点一微观量的估算问题1．宏观量与微观量的关系(1)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.(2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积V m、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.(3)关系①分子的质量：m0＝＝.②分子的体积：V0＝＝.③物体所含的分子数：N＝·N A＝·N A或N＝·N A＝·N A.2．两种模型(1)球体分子模型直径为d＝(2)立方体分子模型边长为d＝.跟进训练1.(多选)已知铜的摩尔质量为M kg/mol，铜的密度为ρ kg/m3，阿伏加德罗常数为N A mol －1.下列判断正确的是()A．1 kg铜所含的原子数为B．1 m3铜所含的原子数为C．1个铜原子的质量为kgD．1个铜原子的体积为m3E．1个铜原子的体积为2．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V＝1.6 L，氙气密度ρ＝6.0 kg/m3.已知氙气摩尔质量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6×1023 mol－1.试估算：(结果保留一位有效数字)(1)灯头中氙气分子的总个数N；(2)灯头中氙气分子间的平均距离．考点二布朗运动与分子热运动1．扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象．产生原因：分子永不停息地做无规则运动．2．扩散现象、布朗运动与热运动的比较：现象扩散现象布朗运动热运动活动主体分子微小固体颗粒分子区别分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间比分子大得多的微粒的运动，只能在液体、气体中发生分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点①都是无规则运动；②都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动跟进训练3.(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是()A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的4．[2022·山西五市联考](多选)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．从A 点开始，他把粉笔末每隔20 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D、…、J点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是()A．该折线图是粉笔末的运动轨迹B．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动C．经过B点后10 s，粉笔末应该在BC的中点处D．粉笔末由B到C的平均速度小于C到D的平均速度E．若改变水的温度，再记录一张图，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高5．[2022·广东茂名一模]新型冠状病毒主要依靠呼吸道飞沫传播，在空气中含病毒飞沫微粒的运动取决于空气分子的不平衡碰撞，所以含病毒飞沫微粒所做的无规则运动属于________运动；空气分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，r＝r0时，F＝0.相距较远的两个分子间距离减小到r0的过程中，分子势能______________(填“先减小后增大”“先增大后减小”“一直增大”或“一直减小”)．考点三分子动能、分子势能和内能1．改变内能的方式2．分析物体内能问题的四点提醒(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法．(2)内能的大小与温度、体积、分子数和物态等因素有关．(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能．(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同．角度1分子力、分子势能与分子间距离的关系例1.分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0.分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零．若一分子固定于原点O，另一分子从距O 点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能________(填“大于”“等于”或“小于”)零．解题心得：角度2物体的内能例2. (多选)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，物体内能不一定减小D．质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等E．温度和质量都相同的氢气和氧气内能不相等解题心得：跟进训练6.(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是()A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变7．(多选)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下列说法正确的是() A．分子的平均动能和分子的总动能都相同B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同C．内能相同D．1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能E．1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气的机械能可能相等考点四实验：用油膜法估测分子的大小●注意事项1．干净：实验用具要擦洗干净．2．适量：痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功．3．适宜：油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜．4．水平、垂直：浅盘要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．5．稳定：要待油膜形状稳定后再画轮廓．6．数格数：数出正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个．●误差分析1．纯油酸体积的计算引起误差；2．油膜形状的画线误差；3．数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．跟进训练8.用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_________________________________________________________________________________________________________________.实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是________．9．[2022·枣庄模拟](1)如图1所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示)．(2)在该实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有1 mL油酸．用注射器测得1 mL上述溶液有100滴，把2滴该溶液滴入盛水的浅盘里，画出油膜的形状如图2所示，坐标格的正方形大小为20 mm×20 mm.可以估算出油膜的面积是________ m2，2滴油酸溶液中纯油酸的体积为________ m3，由此估算出油酸分子的直径是________ m(所有结果均保留两位有效数字)．(3)某同学通过测量出的数据计算分子直径时，发现计算结果比实际值偏大，可能是由于________．A．油酸未完全散开B．油酸溶液浓度低于实际值C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格算作一格D．求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴第十三章热学(选修3－3)第1讲分子动理论内能必备知识·自主排查一、1．(1)①10－10(2)①6.02×1023(3)①无规则2．(1)①不同②越高(2)①小颗粒②液体分子③无规则明显激烈(3)无规则运动越剧烈3．(1)引力斥力引力斥力(2)增大减小(3)＝<>二、1．热平衡剧烈程度2．0 ℃沸点273.15 ℃3．(1)热运动(2)平均动能(3)总和4．(1)相对位置(2)②体积5．(1)温度和体积(2)做功和热传递生活情境1．(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×教材拓展2．答案：ABC3．答案：AC关键能力·分层突破1．解析：因为铜的摩尔质量为M kg/mol，所以1 kg铜所含的原子数为，选项A正确；铜的密度为ρ kg/m3，1 m3铜的质量为ρ，1 m3铜所含有的原子数为N A，选项B错误；1摩尔铜原子的质量为M，则1个铜原子的质量为kg，选项C正确；可将铜原子看作球体模型，1摩尔铜原子的体积为V＝，因此1个铜原子的体积为m3，选项D正确，E错误．答案：ACD2．解析：(1)设氙气的物质的量为n，则n＝氙气分子的总数：N＝N A＝×6×1023≈4×1022个(2)每个分子所占的空间为V0＝设分子间平均距离为a，则有V0＝a3则a＝＝m≈3×10－9 m.答案：(1)4×1022个(2)3×10－9 m3．解析：扩散现象是分子无规则热运动的反映，C正确、E错误；温度越高，分子热运动越激烈，扩散越快，A正确；气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动，扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，D正确；在扩散现象中，分子本身结构没有发生变化，不属于化学变化，B错误．答案：ACD4．解析：折线图是每隔20 s记录的粉笔末的位置的连线图，并非粉笔末的运动轨迹，A项错误；粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动，B项正确；由于布朗运动的无规则性，我们不能确定经过B点后10 s时粉笔末的具体位置，C项错误；由＝，因为，t BC＝t CD，所以D项正确；改变水的温度，显然能改变水分子热运动的剧烈程度，但并不能改变布朗运动的无规则性，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高，E项正确．答案：BDE5．解析：含病毒飞沫微粒的运动是由空气分子的不平衡碰撞造成的，所以是布朗运动．两个相距较远的分子间距离减小到r0的过程中，分子间的作用力表现为引力，分子力一直做正功，分子势能一直减小．答案：布朗一直减小例1解析：另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，分子间作用力表现为引力，故分子间作用力做正功，分子间势能减小；在两分子间距由r2减小到r1的过程中，分子间作用力仍然表现为引力，故分子间作用力做正功，分子间势能减小；在间距减小到等于r1之前，分子间势能一直减小，由于规定两分子相距无穷远时分子间势能为零，则在间距等于r1处，分子间势能小于零．答案：减小减小小于例2解析：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，但分子势能可能增加，所以C正确；质量、温度、体积都相等的物体，如果是由不同物质组成，分子数不一定相同，因此，物体内能不一定相等，选项D正确；温度和质量都相同的氢气和氧气具有相同的分子平均动能，但由于分子数不相等，分子总动能不相等，分子势能也不相等，故其内能不相等，选项E正确．答案：CDE6．解析：分子力F与分子间距离r的关系是：当r<r0时F为斥力；当r＝r0时F＝0；当r>r0时F为引力．综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小后又变大，A项错误．分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故B项正确，D项错误．因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C、E项均正确．答案：BCE7．解析：温度相同则它们的分子平均动能相同；又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，A正确，B错误；当100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气时，分子间距离变大，分子力做负功，分子势能增加，该过程吸收热量，所以1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能，C错误，D正确；机械能是指物体的动能和势能的总和，故1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气的机械能可以相等，故E正确．答案：ADE8．解析：本题考查了用油膜法估算分子大小的实验内容，突出了实验的操作、分析、探究能力的考查，体现了核心素养中科学探究、科学态度要素，体现了劳动实践、科学探索的价值观．用油膜法估算分子大小，是用油膜厚度代表油酸分子的直径，所以要使油酸分子在水面上形成单分子层油膜；因为一滴溶液的体积很小，不能准确测量，故需测量较多滴的油酸酒精溶液的总体积，再除以滴数得到一滴溶液的体积，进而得到一滴溶液中纯油酸的体积；因为本题中油酸体积等于厚度乘面积，故测厚度不仅需要测量一滴溶液的体积，还需要测量单分子层油膜的面积．答案：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积9．解析：(1)“用油膜法估测分子的大小”实验步骤为配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，因此操作先后顺序排列应是dacb.(2)由图示油膜可知，小方格的个数为75.油膜的面积S＝75×20 mm×20 mm＝30 000 mm2＝0.030 m2，2滴油酸溶液含纯油酸的体积为V＝2×mL＝2.0×10－5 mL＝2.0×10－11 m3，油酸分子的直径为d＝＝m≈6.7×10－10 m.(3)计算油酸分子直径的公式是d＝，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积．油酸未完全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，故A正确；如果测得油酸溶液浓度低于实际值，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故B错误；计算油膜面积时，将所有不足一格的方格算作一格时，S将偏大，故得到的分子直径将偏小，故C错误；求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴，由V1＝mL可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故D错误．答案：(1)dacb(2)0.030 2.0×10－11 6.7×10－10(3)A。
