高中物理 熱學(xué)課件 魯科版選修32

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1、 考綱點(diǎn)擊,1. 分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)依據(jù) 2. 阿伏加德羅常數(shù) 3. 氣體分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布 4. 溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，內(nèi)能 5. 固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體 6. 液晶的微觀結(jié)構(gòu) 7. 液體的表面張力現(xiàn)象 7. 液體的表面張力現(xiàn)象 8. 氣體實(shí)驗(yàn)定律 9. 理想氣體 10. 飽和汽、未飽和汽和飽和汽壓 11. 相對(duì)濕度 12. 熱力學(xué)第一定律 13. 能量守恒定律 14. 熱力學(xué)第二定律 15. 中學(xué)物理中涉及的國(guó)際單位制的基本單位和其他物理量的單位，包括攝氏度()、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子大小 1.新課標(biāo)地區(qū)的高考中對(duì)熱學(xué)部分的要求有所降低，對(duì)本部分的考查內(nèi)容比

2、較集中，分子動(dòng)理論、熱力學(xué)定律、考考查的重點(diǎn)能量守恒定律、氣體實(shí)驗(yàn)定律等內(nèi)容是高2. 熱力學(xué)第一定律與理想氣體狀態(tài)方程定性分析可能綜合考查3. 根據(jù)新課標(biāo)地區(qū)的不同考查形式有所差別，可以是選擇題、填空題，也可以是計(jì)算題4. 本部分特點(diǎn)是容量大、綜合性強(qiáng)，聯(lián)系生活、生產(chǎn)比較密切，因此要注意與實(shí)際結(jié)合的題目.備考導(dǎo)讀 第第1節(jié)分子動(dòng)理論內(nèi)能節(jié)分子動(dòng)理論內(nèi)能 一、物體是由大量分子組成的1. 分子體積很??；直徑的數(shù)量級(jí)是1010m.油膜法估測(cè)分子直徑：d V/S (V為油滴體積，S為水面上形成的單分子油膜的面積)2. 分子質(zhì)量很?。阂话惴肿淤|(zhì)量的數(shù)量級(jí)是1026kg.3. 分子數(shù)目很多(1)阿伏加德羅

3、常數(shù)：1 mol的任何物質(zhì)含有微粒數(shù)相同，這個(gè)數(shù)的測(cè)量值NA6.021023mol1.(2)阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁其中密度 ，但要切記m/V是沒(méi)有物理意義的 4. 微觀量的估算方法(1)靈活運(yùn)用兩種微觀模型對(duì)液體、固體來(lái)說(shuō)，可以將分子看成是一個(gè)個(gè)緊挨在一起的小球，也可認(rèn)為這些分子是一個(gè)個(gè)緊密排列的立方體球體模型：分子的直徑為d .立方體模型：分子的直徑為d .這兩種分子模型計(jì)算出的直徑數(shù)量級(jí)相同(2)牢記一個(gè)橋梁阿伏加德羅常數(shù)NA是一個(gè)聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁如作為宏觀量的摩爾質(zhì)量M、摩爾體積Vmol、密度和作為微觀量的分子直徑d、分子質(zhì)量m、每個(gè)分子的體積V0都可通過(guò)阿伏加德羅

4、常數(shù)聯(lián)系起來(lái). 一個(gè)分子的質(zhì)量：m M/NA.一個(gè)分子所占的體積：V0V mol/NA (在固體、液體中可近似為一個(gè)分子的體積)1 mol物質(zhì)的體積：VmolM/ .單位質(zhì)量的物體中所含的分子數(shù)：nNA/M .質(zhì)量為m的物體所含的分子數(shù)：n mNA/M.單位體積的物體中所含的分子數(shù)：n NA/M.(3)注意一個(gè)問(wèn)題由于固體和液體中分子間距離較小，可以近似地認(rèn)為分子是緊密地排列在一起的，那么若用Vmol表示摩爾體積，即NA個(gè)分子所具有的總體積，顯然Vmol/ NA就可以表示每個(gè)分子的體積而氣體分子間的距離很大，用Vmol/ NA只能表示每個(gè)氣體分子平均占據(jù)的空間，而不是表示分子的體積，那么 就可

5、以表示氣體分子間的平均距離了對(duì)于氣體，其分子不是緊密排列，可根據(jù)總體積和分子數(shù)求出每個(gè)分子占有的體積，應(yīng)使用立方體模型，則立方體的邊長(zhǎng)d 就是兩分子之間的距離，而非分子直徑二、分子的熱運(yùn)動(dòng)1. 擴(kuò)散現(xiàn)象：相互接觸的物體互相進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯2. 布朗運(yùn)動(dòng)(1)概念：在顯微鏡下看到的懸浮在液體(或氣體)中的固體微小顆粒的永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng)(2)規(guī)律：顆粒越小，運(yùn)動(dòng)越顯著；溫度越高，運(yùn)動(dòng)越劇烈3. 分子的熱運(yùn)動(dòng)：把分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng) 活動(dòng)主體 固體微小顆粒 分子 區(qū)別固體微小顆粒,分子區(qū)別,是微小顆粒的運(yùn)動(dòng)，是比分子大得多的分子團(tuán)的運(yùn)動(dòng)，較

6、大的顆粒不做布朗運(yùn)動(dòng)，但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運(yùn)動(dòng) 是指分子的運(yùn)動(dòng)，分子無(wú)論大小都做熱運(yùn)動(dòng)，熱運(yùn)動(dòng)不能通過(guò)光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn) 都是永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)，都隨溫度的升高而變得更加激烈，都是肉眼所不能看見的 聯(lián)系布朗運(yùn)動(dòng)是由于小顆粒受到周圍分子做熱運(yùn)動(dòng)的撞擊力而引起的，它是分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映 三、分子之間的相互作用力 分子之間同時(shí)存在引力和斥力，如圖所示，分子引力和分子斥力的大小都跟分子之間的距離有關(guān)，都隨分子間的距離增大而減小，但斥力減小得快；都隨分子間距離的減小而增大，但斥力增大得快分子力是分子引力和分子斥力的合力 分子力是斥力還是引力的分界點(diǎn)是rr0.當(dāng)rr0時(shí)f引f斥分

7、子力F0.當(dāng)rr0時(shí)，f引f斥，分子力表現(xiàn)為引力當(dāng)rr0時(shí)，f引10r0時(shí)，f引、f斥都十分微弱，分子力可以忽略不計(jì) 四、溫度與溫標(biāo)1. 熱平衡：兩個(gè)不同溫度的熱學(xué)系統(tǒng)相互作用，最后兩個(gè)系統(tǒng)都具有相同的溫度，我們說(shuō)這兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡一切熱平衡系統(tǒng)都具有相同的溫度2. 溫度的兩種意義宏觀上表示物體的冷熱程度微觀上標(biāo)志著分子熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度，它是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志3. 兩種溫標(biāo)(1)攝氏溫標(biāo)：?jiǎn)挝粸閿z氏度，符號(hào).在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)作為0 ，水的沸點(diǎn)作為100 .(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：?jiǎn)挝粸殚_爾文，符號(hào)為K.把273.15 作為0 K,0 K是低溫的極限，它表示所有分子都停止了熱運(yùn)動(dòng)可

8、以無(wú)限接近，但永遠(yuǎn)不能達(dá)到(3)兩種溫度的關(guān)系：Tt273.15 K和Tt，其中兩種單位制中每一度的間隔是相同的五、物體的內(nèi)能1. 分子動(dòng)能(1)做熱運(yùn)動(dòng)的分子具有的動(dòng)能叫做分子動(dòng)能(2)溫度是大量分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高分子的平均動(dòng)能越大，對(duì)個(gè)別分子來(lái)講沒(méi)有意義(3)溫度相同的不同種類的物質(zhì)，它們分子的平均動(dòng)能相同，但由于不同種類物質(zhì)的分子質(zhì)量一般不等，所以它們分子的平均速率一般不同(4)分子的平均動(dòng)能與物體宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、動(dòng)能無(wú)關(guān)2. 分子勢(shì)能(1)分子間由于存在相互作用而具有的，大小由分子間相對(duì)位置決定的能叫做分子勢(shì)能(2)分子勢(shì)能改變與分子力做功的關(guān)系：分子力做正功，分子勢(shì)能減

9、少；分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加；分子力做多少功，分子勢(shì)能就改變多少分子勢(shì)能與分子間距的關(guān)系如圖所示當(dāng)rr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨著r的增大，分子引力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加當(dāng)rr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著r的減小，分子斥力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加當(dāng)rr0時(shí)，分子勢(shì)能最小，選兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)的分子勢(shì)能為零，則rr0時(shí)，分子勢(shì)能為負(fù)值對(duì)實(shí)際氣體來(lái)說(shuō)，體積增大，分子勢(shì)能增加；體積縮小，分子勢(shì)能減小 3. 物體的內(nèi)能(1)物體所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能任何物體都有內(nèi)能，物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)(2)物體的內(nèi)能的決定因素宏觀因素：溫度(T)、體積(V)、物質(zhì)的量(n)微觀因素

10、：分子的平均動(dòng)能、分子間距離和物體內(nèi)部的分子總數(shù)物體的內(nèi)能與物體宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)4. 內(nèi)能與機(jī)械能的比較項(xiàng)目 內(nèi)能機(jī)械能對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式 熱運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)決定因素,物質(zhì)的量、物體的溫度、體積及物態(tài) ,物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、離地高度(或相對(duì)于零勢(shì)能面的高度)和彈性形變大小 是否為零永遠(yuǎn)不等于零 一定條件下可以等于零 聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 阿伏加德羅常數(shù)及微觀量的估算 【點(diǎn)撥】注意到阿伏加德羅常數(shù)的“橋梁”作用，及固、液、氣體的結(jié)構(gòu)特征：固體和液體分子可以忽略分子間的間隙，而氣體分子間的間隙不能忽略【答案】B布朗運(yùn)動(dòng)和分子熱運(yùn)動(dòng)的比較 (2009北京卷)做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測(cè)記錄如

11、圖所示圖中記錄的是()A. 分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況B. 某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡C. 某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖線D. 按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線【點(diǎn)撥】(1)布朗運(yùn)動(dòng)是宏觀顆粒的運(yùn)動(dòng)(2)布朗運(yùn)動(dòng)反映了分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性 【解析】布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體(或氣體)中的微小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而非分子的運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，所以微粒沒(méi)有固定的運(yùn)動(dòng)軌跡，故B錯(cuò)誤；對(duì)于某個(gè)微粒而言在不同時(shí)刻的速度大小和方向均是不確定的，所以無(wú)法確定其在某一個(gè)時(shí)刻的速度，故也就無(wú)法描繪其速度時(shí)間圖線，故C錯(cuò)誤，D正確【答案】D2. 觀察布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A. 溫度越高，布

12、朗運(yùn)動(dòng)越明顯B. 大氣壓強(qiáng)的變化對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)有較大影響C. 懸浮顆粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯D. 布朗運(yùn)動(dòng)就是構(gòu)成懸浮顆粒的物質(zhì)的分子熱運(yùn)動(dòng)【解析】液體分子不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，不斷地撞擊微粒，當(dāng)液體溫度升高時(shí)，液體分子的運(yùn)動(dòng)速度就大，因而對(duì)微粒的碰撞作用就強(qiáng)，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯，大氣壓強(qiáng)的變化對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)沒(méi)有影響另外微粒的大小對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度也有影響，當(dāng)微粒很小時(shí)，在某一瞬間跟它碰撞的分子個(gè)數(shù)就少，撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越明顯，布朗運(yùn)動(dòng)也就越明顯；微粒較大時(shí)，在某一瞬間跟它碰撞的分子個(gè)數(shù)就多，撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越不明顯，可以認(rèn)為撞擊作用幾乎平衡，因而布朗運(yùn)動(dòng)就不明顯，甚至觀察不到由此可以判

13、斷選項(xiàng)A正確【答案】A分子力、分子勢(shì)能及物體的內(nèi)能分子力、分子勢(shì)能及物體的內(nèi)能(高考改編題)如圖為兩分子系統(tǒng)的勢(shì)能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線下列說(shuō)法正確的是()A. 當(dāng)r大于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B. 當(dāng)r小于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力C. 當(dāng)r等于r2時(shí)，分子間的作用力為零D. 在r由r1變到r2的過(guò)程中，分子間的作用力做負(fù)功【點(diǎn)撥】注意分子間距跟分子力、分子勢(shì)能的關(guān)系【解析】分子間距等于r0時(shí)分子勢(shì)能最小，即r0r2.當(dāng)r小于r1時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r大于r1小于r2時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r大于r2時(shí)分子力表現(xiàn)為引力，A、B錯(cuò)誤，C正確在r由r1變到r2的過(guò)程中，分子

14、斥力做正功，分子勢(shì)能減小，D錯(cuò)誤【答案】C3. 如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于r軸上距原點(diǎn)為r3的位置虛線分別表示分子間斥力f斥和引力f引的變化情況，實(shí)線表示分子間的斥力與引力的合力f的變化情況若把乙分子由靜止釋放，則乙分子()A. 從r3到r1做加速運(yùn)動(dòng)，從r1向O做減速運(yùn)動(dòng)B. 從r3到r2做加速運(yùn)動(dòng)，從r2到r1做減速運(yùn)動(dòng)C. 從r3到r1，分子勢(shì)能先減少后增加D. 從r3到r1，分子勢(shì)能先增加后減少【解析】由題圖可知分子在r3到r1之間分子力表現(xiàn)為引力，乙分子做加速運(yùn)動(dòng)，在r1到O之間分子表現(xiàn)為斥力，乙分子做減速運(yùn)動(dòng)，所以從r3到r1，分子勢(shì)能一直減少，從r1到O分子勢(shì)能

15、一直增加，故A選項(xiàng)正確【答案】A物體內(nèi)能是對(duì)分子而言的，它是組成物體所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，它是狀態(tài)量，其大小與溫度、體積及物體所含分子數(shù)有關(guān)對(duì)這些理解不透徹往往容易出錯(cuò)下列說(shuō)法中正確的是()A. 溫度低的物體內(nèi)能小 B. 溫度低的物體分子運(yùn)動(dòng)的平均速率小C. 做加速運(yùn)動(dòng)的物體，由于速度越來(lái)越大，因此物體分子的平均動(dòng)能越來(lái)越大D. 溫度低的銅塊與溫度高的鐵塊相比，分子平均動(dòng)能小【錯(cuò)解】A，因?yàn)闇囟鹊?，平均?dòng)能就小，所以內(nèi)能就小，所以應(yīng)選A.B，由動(dòng)能公式Ekmv2可知，速率越小動(dòng)能就越小，而溫度低的物體分子平均動(dòng)能小，所以速率也小，所以應(yīng)選B.C，由加速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律我們了解到，物體

16、的速度大小由初速度、加速度和時(shí)間決定，隨著時(shí)間的推移，速度越來(lái)越快，再由動(dòng)能公式Ekmv2可知，物體動(dòng)能也越來(lái)越大，所以應(yīng)選C.第第2節(jié)固體、液體與氣體節(jié)固體、液體與氣體 一、氣體1. 描述氣體狀態(tài)的物理量研究氣體的性質(zhì)時(shí)，通常用溫度、體積、壓強(qiáng)等物理量來(lái)描述一定質(zhì)量的氣體的狀態(tài)，這三個(gè)物理量被稱為氣體的狀態(tài)參量1. 溫度T(t)(1)物理意義：宏觀上表示物體的冷熱程度，微觀上標(biāo)志著物體中分子平均動(dòng)能的大小(2) 國(guó)際單位：開爾文，符號(hào)：K.常用單位有：攝氏度，符號(hào).2. 體積V(1)定義： 氣體的體積宏觀上等于容器的容積，微觀上則表示氣體分子所能達(dá)到的空間 (2)國(guó)際單位：立方米，符號(hào)：m3

17、.且1 m3103 dm3(L)106 cm3(mL)3. 壓強(qiáng)p(1)產(chǎn)生原因及決定因素宏觀：氣體作用在器壁單位面積上的壓力，大小取決于分子數(shù)密度和溫度T.微觀：大量氣體分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)對(duì)器壁碰撞產(chǎn)生的，大小取決于單位體積內(nèi)的分子數(shù)(分子數(shù)密度)和分子平均速度(2)氣體壓強(qiáng)的微觀解釋氣體的壓強(qiáng)是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力氣體分子的平均動(dòng)能越大，分子越密，對(duì)單位面積器壁產(chǎn)生的壓力就越大，氣體的壓強(qiáng)就越大(3)國(guó)際單位：帕斯卡，符號(hào)：Pa，且1atm1.013105 Pa76 cmHg.以上三個(gè)參量的大小決定了氣體所處的狀態(tài)在質(zhì)量

18、不變的情況下，p、V、T相互影響，只有一個(gè)參量改變是不可能的，至少要有兩個(gè)或三個(gè)參量同時(shí)改變(4)氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)的區(qū)別氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的壓強(qiáng)的大小跟兩個(gè)因素有關(guān)：氣體分子的平均動(dòng)能，分子的密集程度一般情況下不考慮氣體本身的重量，所以同一容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)處處相等但大氣壓在宏觀上可以看成是大氣受地球吸引而產(chǎn)生的重力而引起的(例如在估算地球大氣的總重量時(shí)可以用標(biāo)準(zhǔn)大氣壓乘以地球表面積)2. 氣體實(shí)驗(yàn)定律(1)氣體的等溫變化玻意耳定律內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)和體積成反比公式：或p1V1p2V2常量條件：氣體的質(zhì)量一定，溫度不變pV圖象等溫線：一定質(zhì)量

19、的某種氣體在pV圖上的等溫線是一條雙曲線，如圖所示狀態(tài)M經(jīng)過(guò)等溫變化到狀態(tài)N，矩形的面積相等，在圖中溫度T1T2.p圖象：由pVCT，可得pCT，斜率kCT，即斜率越大，溫度越高，且直線過(guò)原點(diǎn)，如圖所示，可知T1T2.二、液體1. 液體的表面張力(1)在液體內(nèi)部分子間引力和斥力處于平衡狀態(tài)，液體表面層里的分子要比液體內(nèi)部稀疏一些，分子力表現(xiàn)為引力，使液面具有收縮的趨勢(shì)(2)方向：跟液面的分界面垂直(3)浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)是液體表面張力的表現(xiàn)2. 液晶(1)特點(diǎn)：既具有液體的流動(dòng)性，又像某些晶體那樣具有光學(xué)各向異性(2)主要應(yīng)用：液晶顯示屏三、飽和汽、飽和汽壓與空氣的濕度1. 飽和汽與未飽和汽(1)飽

20、和汽：與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽(2)未飽和汽：沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽2. 飽和汽壓(1)定義：飽和汽所具有的壓強(qiáng)(2)特點(diǎn)：液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無(wú)關(guān)3. 空氣的濕度(1)定義：空氣的干濕程度(2)描述濕度的物理量：絕對(duì)濕度：空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)相對(duì)濕度：空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓的比四、固體分類舉例幾何形狀物理性質(zhì)熔點(diǎn)晶體單晶體單晶硅、 食鹽等有規(guī)則各向異性確定多晶體糖塊、各種金屬等沒(méi)有規(guī)則各向同性確定非晶體玻璃、松香、橡膠、瀝青等沒(méi)有規(guī)則各向同性不確定特別提醒(1)只要是具有各向異性的固體一定是晶體，而且是單晶體(2)

21、只要是有確定熔點(diǎn)的固體一定是晶體，但無(wú)法確定是單晶體還是多晶體；反之，一定是非晶體(3) 晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 固體、液體的特性問(wèn)題 (1)下列說(shuō)法中正確的是()A. 黃金可以切割加工成任意形狀，所以是非晶體B. 同一種物質(zhì)只能形成一種晶體C. 單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的D. 玻璃沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，也沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀(2)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，表面張力的大小與液體的種類、溫度和邊界長(zhǎng)度有關(guān)，我們把某種液體在一定溫度下單位邊界長(zhǎng)度的表面張力大小定義為這種液體的表面張力系數(shù)，它的大小反映了液體表面張力作用的強(qiáng)弱如圖所示是測(cè)量表面張力系數(shù)的一種方法若已知金屬環(huán)質(zhì)量m0.10 kg，半徑

22、為r0.20 m，當(dāng)用T1.15 N的力向上提金屬環(huán)時(shí)，恰好可以將金屬環(huán)提離液面，求該種液體的表面張力系數(shù).(g9.80 m/s2)【點(diǎn)撥】(1)根據(jù)晶體與非晶體的特性區(qū)別解答(2)由題目中表面張力系數(shù)的定義，列平衡方程解答【解析】所有的金屬都是晶體，因而黃金也是晶體，只是因?yàn)槎嗑w內(nèi)部小晶粒的排列雜亂無(wú)章，才使黃金沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀，A錯(cuò)誤；同一種物質(zhì)可以形成多種晶體，如碳可以形成金剛石和石墨兩種晶體，B錯(cuò)誤；單晶體的物質(zhì)性質(zhì)各向異性是指某些物理性質(zhì)各向異性，有些物理性質(zhì)各向同性，C錯(cuò)誤；玻璃是非晶體，因而沒(méi)有確定的熔點(diǎn)和規(guī)則的幾何形狀，D正確【答案】(1)D(2)6.77102 N/m1.

23、 (2010海南卷)下列說(shuō)法正確的是_A. 當(dāng)一定質(zhì)量的氣體吸熱時(shí)，其內(nèi)能可能減小B. 玻璃、石墨和金剛石都是晶體，木炭是非晶體C. 單晶體有固定的熔點(diǎn)，多晶體和非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn) D. 當(dāng)液體與大氣相接觸時(shí)，液體表面層內(nèi)的分子所受其他分子作用力的合力總是指向液體內(nèi)部E. 氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度有關(guān)【解析】一定質(zhì)量的氣體吸熱時(shí)，如果同時(shí)對(duì)外做功，且做的功大于吸收的熱量，則內(nèi)能減小，A正確；玻璃是非晶體，B錯(cuò)誤；多晶體也有固定的熔點(diǎn)，C錯(cuò)誤；液體表面層內(nèi)的分子液體內(nèi)部分子間距離的密度都大于大氣，因此分子力的合力指向液體內(nèi)部，D正確；氣體分

24、子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，決定氣體的壓強(qiáng)，因此與單位體積內(nèi)分子數(shù)和氣體的溫度有關(guān)，E正確【答案】ADE氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生與計(jì)算 一位質(zhì)量為60 kg的同學(xué)為了表演“輕功”，他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣(可視為理想氣體)，然后將這4只氣球以相同的方式放在水平放置的木板上，在氣球的上方放置一輕質(zhì)塑料板，如圖所示 (1)關(guān)于氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，下列說(shuō)法正確的是()A. 等于大氣壓強(qiáng)B. 是由于氣體重力而產(chǎn)生的C. 是由于氣體分子之間的斥力而產(chǎn)生的D. 是由于大量氣體分子的碰撞而產(chǎn)生的(2)在這位同學(xué)慢慢站上輕質(zhì)塑料板中間位置的過(guò)程中，球內(nèi)氣體溫度可視為不變下列說(shuō)法正確的是()A

25、. 球內(nèi)氣體體積變大B. 球內(nèi)氣體體積變小C. 球內(nèi)氣體內(nèi)能變大 D. 球內(nèi)氣體內(nèi)能變小(3)為了估算氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，這位同學(xué)在氣球的外表面涂上顏料，在輕質(zhì)塑料板面和氣球一側(cè)表面貼上間距為2.0 cm的方格紙表演結(jié)束后，留下氣球與方格紙接觸部分的“印跡”如圖所示若表演時(shí)大氣壓強(qiáng)為1.013105Pa，取g10 m/s2，則氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為_Pa.(取四位有效數(shù)字)氣球在沒(méi)有貼方格紙的下層木板上也會(huì)留下“印跡”，這一“印跡”面積與方格紙上留下的“印跡”面積存在什么關(guān)系 【點(diǎn)撥】(1)氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)的區(qū)別(2)溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)與體積的關(guān)系 【解析】(1)氣球中的氣體

26、壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)與氣球材料本身的彈力產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和，A錯(cuò)誤；氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)是由于大量氣體分子不斷的碰撞氣球壁產(chǎn)生的，D正確；B、C錯(cuò)誤(2)變化過(guò)程中，氣球內(nèi)的氣體溫度不變，則內(nèi)能不變，C、D錯(cuò)誤人站上去，氣球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變大，由理想氣體狀態(tài)方程常數(shù)，可知?dú)怏w的體積縮小，A錯(cuò)誤，B正確(3)數(shù)格可知人的壓力的作用面積約為0.15 m2，由此可以算出人產(chǎn)生的壓強(qiáng)，與大氣壓相加可以算出氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.053105Pa.氣球和氣體本身的重力很少，可忽略不計(jì)，所以氣球上下的印記大小相同【答案】(1)D(2)B(3)1.053105 Pa面積相同點(diǎn)睛筆記點(diǎn)睛筆記氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法

27、(1)液體封閉的氣體的壓強(qiáng)的確定液體封閉的氣體的壓強(qiáng)的確定平衡法：選與氣體接觸的液體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，利用它的受力平衡法：選與氣體接觸的液體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，利用它的受力平衡，求出氣體的壓強(qiáng)平衡，求出氣體的壓強(qiáng)取等壓面法：根據(jù)同種液體同一水平液面處于壓強(qiáng)相等，在連接器內(nèi)靈取等壓面法：根據(jù)同種液體同一水平液面處于壓強(qiáng)相等，在連接器內(nèi)靈活選取等壓面，由兩側(cè)壓強(qiáng)相等建立方程求出壓強(qiáng)活選取等壓面，由兩側(cè)壓強(qiáng)相等建立方程求出壓強(qiáng)(2)固體固體(活塞和氣缸活塞和氣缸)封閉的氣體壓強(qiáng)的確定封閉的氣體壓強(qiáng)的確定由于該固體必定受到被封閉氣體的壓力，所以可以對(duì)該固體進(jìn)行受力分析，由于該固體必定受到被封

28、閉氣體的壓力，所以可以對(duì)該固體進(jìn)行受力分析，由平衡條件建立方程，來(lái)找出氣體壓強(qiáng)與其他力的關(guān)系由平衡條件建立方程，來(lái)找出氣體壓強(qiáng)與其他力的關(guān)系(3)加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的確定加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的確定選與氣體接觸的液柱或活塞等為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定選與氣體接觸的液柱或活塞等為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解律列方程求解 2. (2009全國(guó)卷)下列說(shuō)法正確的是()A. 氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力B. 氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子單位時(shí)間作用在器壁上的平均沖量C. 氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減少，氣體的壓強(qiáng)一定減小

29、D. 單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強(qiáng)一定增大【解析】根據(jù)壓強(qiáng)的定義A正確，B錯(cuò)誤氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小，說(shuō)明溫度降低，但不能說(shuō)明壓強(qiáng)也一定減小，C錯(cuò)誤單位體積的氣體分子增加，但溫度降低氣體的壓強(qiáng)有可能減小，D錯(cuò)誤【答案】A氣體實(shí)驗(yàn)定律的有關(guān)計(jì)算氣體實(shí)驗(yàn)定律的有關(guān)計(jì)算一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)D，其有關(guān)數(shù)據(jù)如圖甲所示，若狀態(tài)D的壓強(qiáng)是2104 Pa.(1)求狀態(tài)A的壓強(qiáng)(2)請(qǐng)?jiān)谝覉D中畫出該狀態(tài)變化過(guò)程的pT圖象，并分別標(biāo)出A、B、C、D各個(gè)狀態(tài)，不要求寫出計(jì)算過(guò)程【點(diǎn)撥】讀出VT圖上各點(diǎn)的體積和溫度，由理想氣體狀態(tài)方程即可求出各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)【解析】(1)據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：

30、則pA4104 Pa.(2)由理想氣體狀態(tài)方程可分別求出：pB16104 Pa.pC4104 Pa.所以可得pT圖象及A、B、C、D各個(gè)狀態(tài)如圖所示【答案】見解析3. (高考改編題)一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程，其中bc的延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在()A. ab過(guò)程中不斷減小B. bc過(guò)程中保持不變C. cd過(guò)程中不斷增加D. da過(guò)程中保持不變【解析】首先，因?yàn)閎c的延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn)，所以bc是等容線，即氣體體積在bc過(guò)程中保持不變，B正確；ab是等溫線，壓強(qiáng)減小則體積增大，A錯(cuò)誤；cd是等壓線，溫度降低則

31、體積減小，C錯(cuò)誤；連接aO交cd于e，則ae是等容線，即VaVe，因?yàn)閂dVe，所以VdVa，所以da過(guò)程中體積變化，D錯(cuò)誤【答案】B晶體和非晶體 如圖是兩種不同物質(zhì)的熔化曲線，根據(jù)曲線下列選項(xiàng)中組合正確的是() 是晶體 是晶體是非晶體 是非晶體A. B. C. D. 【點(diǎn)撥】晶體開始熔化，熔化時(shí)晶體吸收的熱量全部用來(lái)破壞規(guī)則的排列，溫度不發(fā)生變化而對(duì)非晶體加熱，固體先變軟，然后變?yōu)檎硿院艽蟮囊后w，溫度不斷升高【解析】晶體在熔化過(guò)程中，不斷吸熱，但溫度卻保持不變(熔點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度)而非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，不斷加熱，非晶體先變軟，然后熔化，溫度卻不斷上升，因此，a對(duì)應(yīng)的是晶體，b對(duì)應(yīng)的是非晶體選

32、項(xiàng)正確【答案】C4. 關(guān)于晶體和非晶體，下列說(shuō)法正確的是()A. 有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體B. 晶體的各向同性是由于組成它的微粒是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性C. 晶體一定具有各向異性的特點(diǎn) D. 某些物質(zhì)微粒能夠形成幾種不同的空間分布【解析】有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體，因?yàn)橐部梢杂萌斯さ姆椒ㄊ构腆w有規(guī)則的幾何外形多晶體是由許多雜亂無(wú)章的小晶體組成的，它就沒(méi)有確定的幾何外形，在不同方向上其物理性質(zhì)是相同的某些物質(zhì)微粒能夠形成幾種不同的空間分布，如碳原子的層狀結(jié)構(gòu)成為石墨，碳原子的等距結(jié)構(gòu)成為金剛石【答案】D一端封閉開口向下豎直放置的U形管，如圖所示，設(shè)兩管中水銀柱高度差

33、為h，水銀密度為，外界大氣壓強(qiáng)為p0，則封閉端氣體的壓強(qiáng)為多大？【錯(cuò)解】【錯(cuò)解】p0gh【正確】【正確】誤認(rèn)為開口端水銀柱高度小于封閉端水銀高度誤認(rèn)為開口端水銀柱高度小于封閉端水銀高度是由于封閉端氣體壓強(qiáng)大于外界大氣壓強(qiáng)，所以水銀才從是由于封閉端氣體壓強(qiáng)大于外界大氣壓強(qiáng)，所以水銀才從左管流向右管，直至水銀柱的高度差產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于氣體左管流向右管，直至水銀柱的高度差產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于氣體壓強(qiáng)跟外界壓強(qiáng)之差為止，因而得出壓強(qiáng)跟外界壓強(qiáng)之差為止，因而得出pp0gh.這是由于這是由于不理解氣體在一定狀態(tài)下總是處于平衡狀態(tài)，因而必須根不理解氣體在一定狀態(tài)下總是處于平衡狀態(tài)，因而必須根據(jù)平衡原理來(lái)確定在某一狀

34、態(tài)下的壓強(qiáng)據(jù)平衡原理來(lái)確定在某一狀態(tài)下的壓強(qiáng) 為了確定氣體在某一狀態(tài)下的壓強(qiáng)，可先選擇跟封閉端氣體接觸的分界面，如圖中虛線所示，取分界面上A、B兩點(diǎn)以及開口處水銀面上一點(diǎn)C，根據(jù)平衡原理，氣體壓強(qiáng)ppApB，外界大壓強(qiáng)為p0，對(duì)于水銀面C，滿足pghp0，可得pp0gh.【答案】p0gh第第3節(jié)熱力學(xué)定律與能量守恒定律節(jié)熱力學(xué)定律與能量守恒定律 一、 熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律1. 改變內(nèi)能的兩種方式做功和熱傳遞(1)等效性：做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的(2)本質(zhì)區(qū)別2. 內(nèi)能變化熱力學(xué)第一定律(1)內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和(3)溫

35、度、內(nèi)能、熱量、功之間的區(qū)別概念,溫度,內(nèi)能,熱量,功含義,表示物體的冷熱程度，是物體分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，它是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，對(duì)個(gè)別分子沒(méi)有意義,物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和勢(shì)能的總和，它是由大量分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子的相對(duì)位置所決定的能,是熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能的改變量，熱量用來(lái)量度熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少,做功過(guò)程是機(jī)械能和其他形式的能(包括內(nèi)能)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,溫度和內(nèi)能是狀態(tài)量，熱量和功則是過(guò)程量熱傳遞的前提條件是存在溫差，傳遞的是熱量而不是溫度，實(shí)質(zhì)上是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移 3. 能的轉(zhuǎn)化和守恒定律(1)內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(熱傳遞)，從一種形

36、式轉(zhuǎn)化成另一種形式(做功)，在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過(guò)程中其總量保持不變(2)應(yīng)用步驟先弄清系統(tǒng)變化過(guò)程中有幾種形式的能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移分析初、末狀態(tài)，確定E增、E減各為多少由E增E減列式求解二、 熱力學(xué)第二定律1. 熱力學(xué)第二定律的兩種表述表述一(按照熱傳導(dǎo)的方向性來(lái)表述)：熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體表述二(按照機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程的方向性來(lái)表述)：不可能從單一熱源吸收熱量，全部對(duì)外做功，而不產(chǎn)生其他影響它也可以表述為：第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的這兩種表述是等效的，可以從一種表述導(dǎo)出另一種表述2. 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)：揭示了大量分子參與的宏觀過(guò)程的方向性，使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象

37、的宏觀過(guò)程都具有方向性3. 熵增加原理：在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減小，所以也可以從這一角度理解熱力學(xué)第二定律，即自發(fā)的宏觀過(guò)程總是向無(wú)序更大的方向發(fā)展5. 熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的關(guān)系熱力學(xué)第一定律是和熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過(guò)程中能量守恒的特殊表達(dá)形式，而第二定律指出了能量轉(zhuǎn)化與守恒能否實(shí)現(xiàn)的條件和過(guò)程的方向，指出了一切變化過(guò)程的自然發(fā)展是不可逆的，除非靠外界影響，所以二者既相互聯(lián)系又相互補(bǔ)充6. 兩類永動(dòng)機(jī)的比較第一類永動(dòng)機(jī),第二類永動(dòng)機(jī)不需要任何動(dòng)力或燃料，卻能不斷地對(duì)外做功的機(jī)器,從單一熱源吸收熱量，全部對(duì)外做功，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器違背能量守恒，不可能制成,不違背能

38、量守恒，違背熱力學(xué)第二定律，不可能制成 三、能源與環(huán)境能源的開發(fā)和利用1. 能量耗散集中度較高因而也是有序度較高的能量(如機(jī)械能、電能、化學(xué)能等)，當(dāng)它們變?yōu)榄h(huán)境的內(nèi)能后，就成為更加分散因而也是無(wú)序性更大的能量我們無(wú)法把這些分散的內(nèi)能重新收集起來(lái)再加以利用，這樣的轉(zhuǎn)化過(guò)程叫做能量耗散2. 能量品質(zhì)降低各種形式的能量向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，是無(wú)序程度較小的狀態(tài)向無(wú)序程度較大的狀態(tài)轉(zhuǎn)化，是能夠自動(dòng)發(fā)生，全部發(fā)生的，而內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化是有條件的即環(huán)境中必須存在著溫度差因而內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化因此，從可被利用的價(jià)值來(lái)看，內(nèi)能與機(jī)械能、電能等相比較是一種低品質(zhì)的能源3. 節(jié)約能源能量耗散雖然

39、不能使能的總量減少，卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低，它實(shí)際上將能量從高度有用的形式變?yōu)椴淮罂衫玫男问焦誓芰侩m然不會(huì)減少但能源會(huì)越來(lái)越少，所以要節(jié)約能源熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用 (2010四川模擬)(1)密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，關(guān)于此過(guò)程中瓶?jī)?nèi)空氣(不計(jì)分子勢(shì)能)說(shuō)法正確的是_A. 內(nèi)能增大，放出熱量B. 內(nèi)能減小，吸收熱量C. 內(nèi)能增大，對(duì)外界做功 D. 內(nèi)能減小，外界對(duì)其做功(2)空氣壓縮機(jī)在一次壓縮過(guò)程中，活塞對(duì)氣缸中的氣體做功為2.0105 J，同時(shí)氣體的內(nèi)能增加了1.5105 J試問(wèn)：此壓縮過(guò)程中，氣體_(填“吸收”或“放出”)的熱量等于_J.【點(diǎn)撥】(1) 溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志(

40、2) 弄清符號(hào)法則和符號(hào)的含義是掌握熱力學(xué)第一定律的關(guān)鍵【解析】(1)不計(jì)分子勢(shì)能，空氣內(nèi)能由溫度決定，隨溫度降低而減小，A、C錯(cuò)誤；薄塑料瓶因降溫而變扁、空氣體積減小，外界壓縮空氣做功，D正確；空氣內(nèi)能減小、外界對(duì)空氣做功，根據(jù)能量守恒定律可知空氣向外界放熱，B錯(cuò)誤(2)由熱力學(xué)第一定律WQU，得QUW5104 J，說(shuō)明氣體放出熱量5104 J.【答案】(1)D(2)放出51041. 下列說(shuō)法中正確的是()A. 物體吸熱后溫度一定升高B. 物體溫度升高一定是因?yàn)槲樟藷崃緾. 0 的冰化為0 的水的過(guò)程中內(nèi)能不變D. 100 的水變?yōu)?00 的水蒸氣的過(guò)程中內(nèi)能增大【解析】吸熱后物體溫度不一

41、定升高，例如冰熔化為水或水沸騰時(shí)都需要吸熱，而溫度不變，這時(shí)吸熱后物體內(nèi)能的增加表現(xiàn)為分子勢(shì)能的增加，A錯(cuò)誤做功也可以使物體溫度升高，例如用力多次來(lái)回彎曲鐵絲，彎曲點(diǎn)鐵絲的溫度會(huì)明顯升高，這是做功增加了物體的內(nèi)能，使溫度上升，B錯(cuò)誤冰化為水時(shí)要吸熱，內(nèi)能中的分子動(dòng)能不變，但分子勢(shì)能增加，因此內(nèi)能增加，C錯(cuò)誤水沸騰時(shí)要吸熱，內(nèi)能中的分子動(dòng)能不變但分子勢(shì)能增加，所以內(nèi)能增大，D正確【答案】【答案】D能量守恒定律的應(yīng)用(2010徐匯區(qū)模擬)(1)圖a、b是潮汐發(fā)電示意圖漲潮時(shí)開閘，水由通道進(jìn)入海灣水庫(kù)蓄水，待水面升至最高點(diǎn)時(shí)關(guān)閉閘門(見圖a)當(dāng)落潮時(shí)，開閘放水發(fā)電(見圖b)設(shè)海灣水庫(kù)面積為5.010

42、8 m2，平均潮差為3.0 m，一天漲落潮兩次，發(fā)電的平均能量轉(zhuǎn)化率為10%，則一天內(nèi)發(fā)電的平均功率約為(海水取1.0103 kg/m3，g取10 m/s2)()A. 2.6104 kW B. 5.2104 kWC. 2.6105 kW D. 5.2105 kW(2)下圖為雙水庫(kù)潮汐電站原理示意圖兩個(gè)水庫(kù)之間始終保持著水位差，可以全天發(fā)電漲潮時(shí)，閘門的開關(guān)情況是_；落潮時(shí)閘門的開關(guān)情況是_從能量的角度說(shuō)，該電站是將海水的_轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)的動(dòng)能，再推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電2. 若一氣泡從湖底上升到湖面的過(guò)程中溫度保持不變，將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過(guò)程中對(duì)外界做了0.6 J的功，則此

43、過(guò)程中的氣泡_(填“吸收”或“放出”)的熱量是_J氣泡到達(dá)湖面后，溫度上升的過(guò)程中又對(duì)外界做了0.1 J的功，同時(shí)吸收了0.3 J的熱量，則此過(guò)程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了_ J.【解析】第一個(gè)過(guò)程溫度不變則內(nèi)能不變，所以需要從外界吸收能量來(lái)對(duì)外做功，吸收的能量和對(duì)外做功的值相等第二個(gè)過(guò)程，吸收的能量多于對(duì)外做功，則多出的部分增加了氣體的內(nèi)能【答案】吸收0.60.2熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用 用兩種不同的金屬絲組成一個(gè)回路，接觸點(diǎn)1插在熱水中，接觸點(diǎn)2插在冷水中，如圖所示，電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象，這一實(shí)驗(yàn)是否違反熱力學(xué)第二定律？熱水和冷水的溫度是否會(huì)發(fā)生變化？簡(jiǎn)述這一過(guò)程中能的轉(zhuǎn)化情

44、況【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】準(zhǔn)確把握熱力學(xué)第二定律是解答本題的關(guān)準(zhǔn)確把握熱力學(xué)第二定律是解答本題的關(guān)鍵鍵 點(diǎn)睛筆記(1)第二類永動(dòng)機(jī)沒(méi)有冷凝器，只有單一熱源它從單一熱源吸收熱量全部做功，而不引起其他變化這種永動(dòng)機(jī)不可能制成，雖然不違反機(jī)械能守恒定律，但違反了機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性(單一熱源指溫度均勻且恒定的熱源)(2)一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性，是不可逆的【解析】溫差發(fā)電現(xiàn)象中產(chǎn)生了電能是因?yàn)闊崴械膬?nèi)能減少，一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分傳遞給冷水，該過(guò)程熱水溫度降低，但并沒(méi)有將熱水的內(nèi)能完全轉(zhuǎn)化為電能，此過(guò)程對(duì)冷水產(chǎn)生了影響，使冷水的溫度升高了，所以并不違反熱力學(xué)第二定律【答案】見解析3.

45、下列說(shuō)法正確的是()A. 機(jī)械能全部變成內(nèi)能是不可能的B. 第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成功的原因是因?yàn)槟芰考炔粫?huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式C. 根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體D. 從單一熱源吸收的熱量全部變成功是可能的【解析】機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，比如運(yùn)動(dòng)的物體因?yàn)槟Σ炼Ｏ聛?lái)，A錯(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律，B錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容可知，C錯(cuò)誤；只有D是正確的該情形可以實(shí)現(xiàn)，但要引起其他變化【答案】D在分析物理問(wèn)題時(shí)要注意進(jìn)一步挖掘題中的隱含條件，從而找到解決問(wèn)題的關(guān)鍵

46、 如圖所示，一端開口的圓筒中插入光滑活塞，其中密閉了一段理想氣體，其狀態(tài)參量為p0、V0、T0，在與外界無(wú)熱交換的情況下，先壓縮氣體到p1、V1、T1狀態(tài)，再讓氣體膨脹到p2、V2、T2狀態(tài)，若V1V0V2，則()A. T1T0T2B. T1T0T2C. T1T0T2 D. 無(wú)法判斷【錯(cuò)解】由理想氣體狀態(tài)方程可知，T與V、p均有關(guān)系此題只提供了體積之間的關(guān)系，而沒(méi)有壓強(qiáng)p1、p2、p3的大小關(guān)系，分析題意可知壓強(qiáng)也不相等，所以無(wú)法判斷，應(yīng)選D.【正解】從題目給出的條件，V1V0V2和“與外界無(wú)熱交換”，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，我們可以知道，從V0V1的過(guò)程，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，而系統(tǒng)吸放

47、熱為零，則內(nèi)能一定增加，理想氣體內(nèi)能增加意味著溫度升高，所以T1T0.從狀態(tài)1經(jīng)過(guò)狀態(tài)0到狀態(tài)2，氣體體積膨脹，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減少，溫度降低，所以T0T2，可得T1T0T2.本題的正確選項(xiàng)為A.【答案】A實(shí)驗(yàn)用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)用油膜法估測(cè)分子的大小 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 用油膜法估測(cè)分子的直徑2. 學(xué)習(xí)一種估測(cè)分子大小數(shù)量級(jí)的方法實(shí)驗(yàn)原理用油膜法測(cè)定分子大小的原理是：用累積法則出油滴的體積V0，根據(jù)溶液濃度算出純油酸的體積V，測(cè)出油滴形成單分子油膜層的面積S，如果把分子看做球形，就可算出油酸分子的直徑d.分子雖然很小，但分子間有空隙，除一些有機(jī)物質(zhì)的大分子以外，一般物質(zhì)分子直徑的數(shù)量級(jí)都是

48、1010 m. 本實(shí)驗(yàn)采用使油酸在水面上形成一層單分子的油膜的方法，估測(cè)分子的大小，油酸是一種脂肪酸，它的分子和水有很強(qiáng)的親和力，當(dāng)它浮于水面時(shí)，能形成一個(gè)單分子層油膜，如果油膜分子可以大致看做球形，油膜的厚度就是分子的直徑，如圖所示實(shí)驗(yàn)器材用酒精稀釋過(guò)的油酸、滴管、痱子粉、淺盤及水、玻璃板、彩筆、量筒、坐標(biāo)紙實(shí)驗(yàn)步驟1. 配制油酸酒精溶液，取1 mL的油酸滴入酒精中配制成500 mL的油酸酒精溶液2. 用滴管或注射器將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)增加一定體積(例如1 mL)時(shí)的滴數(shù)，算出一滴油酸酒精溶液的體積3. 實(shí)驗(yàn)時(shí)先向邊長(zhǎng)為3040 cm的淺盤里倒入約2 c

49、m深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上用滴管往水面上滴一滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散開形成一塊薄膜4. 待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，然后將油酸膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上5. 將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S.求面積時(shí)以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1 cm的正方形為單位數(shù)出輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)6. 根據(jù)配制的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V.根據(jù)一滴純油酸的體積V和薄膜的面積S即可算出油酸薄膜的厚度dV/S，即油酸分子的大小實(shí)驗(yàn)次數(shù),量筒內(nèi)增加1mL溶液時(shí)的滴數(shù),輪廓內(nèi)的小格子數(shù),輪廓面積S12數(shù)據(jù)處理根據(jù)

50、上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格實(shí)驗(yàn)次數(shù),一滴純油酸的體積V,分子的直徑(m),平均值1aaa2,aaa誤差分析 用油膜法估測(cè)分子的直徑，通?？梢詼y(cè)得比較準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)誤差通常來(lái)自三個(gè)方面1. 形成單分子油膜只有形成單分子油膜，才能用油膜的厚度代表分子的直徑，即dV/S.要求使用的酒精的濃度、痱子粉的用量適宜2. 油滴的體積V用累積法測(cè)油滴的體積先測(cè)出1 mL的油酸酒精溶液的滴數(shù)，從而計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積，再由油酸酒精溶液的濃度算出純油酸的體積3. 油膜的面積S用坐標(biāo)紙測(cè)出形狀不規(guī)則油膜的面積數(shù)出不規(guī)則圖形的輪廓包圍的方格數(shù)，計(jì)算方格數(shù)時(shí)，不足半格的舍去，多于半格的算一個(gè)，方格邊長(zhǎng)的單位越小，這

51、種方法求出的面積越精確 誤差分析 用油膜法估測(cè)分子的直徑，通?？梢詼y(cè)得比較準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)誤差通常來(lái)自三個(gè)方面1. 形成單分子油膜只有形成單分子油膜，才能用油膜的厚度代表分子的直徑，即d.要求使用的酒精的濃度、痱子粉的用量適宜2. 油滴的體積V用累積法測(cè)油滴的體積先測(cè)出1 mL的油酸酒精溶液的滴數(shù)，從而計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積，再由油酸酒精溶液的濃度算出純油酸的體積3. 油膜的面積S用坐標(biāo)紙測(cè)出形狀不規(guī)則油膜的面積數(shù)出不規(guī)則圖形的輪廓包圍的方格數(shù)，計(jì)算方格數(shù)時(shí)，不足半格的舍去，多于半格的算一個(gè)，方格邊長(zhǎng)的單位越小，這種方法求出的面積越精確 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)在做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，把痱子粉均勻撒在水面上是很關(guān)鍵的一步

52、，在實(shí)際操作時(shí)常撒的不均勻或撒多，因痱子粉溶于水不能攪拌，只好重做在實(shí)際應(yīng)用中可用印刷碳粉代替痱子粉，因?yàn)橛∷⑻挤鄄蝗苡谒移≡谒嫔希魧W(xué)生撒的太多，可將水和碳粉一起倒出，然后用玻璃棒攪拌，直至碳粉在水面薄且均勻，若學(xué)生撒的不均勻，可直接用玻璃棒攪拌均勻 利用油膜法估測(cè)油酸分子的大小，實(shí)驗(yàn)器材有：濃度為 0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1 mL的量筒、盛有適量水的4550 cm2的淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙(1)下面是實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)?zhí)顚懰钡牟襟EC.A. 用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1 mL油酸酒精溶液時(shí)的滴數(shù)N

53、.B. 將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n.C._.D. 將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1 cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，算出油酸膜的面積S.(2)用已給的和測(cè)得的物理量表示單個(gè)油酸分子的大小_(單位：cm)在做“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，油酸酒精的濃度為每104 mL溶液中有純油酸6 mL.用注射器測(cè)得1 mL上述溶液為75滴把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓，

54、再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長(zhǎng)為1 cm，試求： (1)油酸膜的面積是多少(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少(3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑【解析】(1)圖中正方形方格為87個(gè)，用補(bǔ)償法近似處理，可補(bǔ)19個(gè)整小方格，實(shí)際占小方格8719106個(gè)，那么油膜面積S1061 cm2106 cm2.(2)由1 mL溶液中有75滴，1滴溶液的體積 mL，又每104 mL溶液中有純油酸6 mL， mL溶液中純油酸的體積V mL8106 mL.(3)油酸分子直徑dcm7.51010 m.【答案】(1)106 cm2(2)8106 mL(3)7.51010 m一、方法簡(jiǎn)介有些物理問(wèn)題本身的結(jié)果，并不一定需要有一個(gè)很準(zhǔn)確的答案，但是往往需要我們對(duì)事物有一個(gè)預(yù)測(cè)的估計(jì)值；有些物理問(wèn)題的提出，由于本身?xiàng)l件的限制，或者實(shí)驗(yàn)中尚未觀察到必要的結(jié)果，使我們解決問(wèn)題缺乏必要的條件，無(wú)法用常規(guī)的方法來(lái)求出物理問(wèn)題的準(zhǔn)確答案，采用“估算”的方法就能忽略次要因素，抓住問(wèn)題的關(guān)鍵和本質(zhì)，充分應(yīng)用物理知識(shí)進(jìn)行數(shù)量級(jí)的快速計(jì)算