第十一章热学考纲导航考纲展示1.分子动理论的基本观点和实验依据2阿伏加德罗常数3气体分子运动速率的统计分布4温度是分子平均动能的标志、内能5固体的微观结构、晶体和非晶体6液晶的微观结构7液体的表面张力现象8气体实验定律9理想气体10饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压11相对湿度12热力学第一定律13能量守恒定律14热力学第二定律15要知道中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位，包括摄氏度()、标准大气压实验十二：用油膜法估测分子的大小权威解读1.考查阿伏加德罗常数及分子大小、分子质量、分子数目等微观量的估算2考查分子的平均动能、热运动和布朗运动3分子力与分子势能的综合问题的考查4内能的相关因素考查5考查晶体和非晶体的特点及液体表面张力产生的原因6气体实验定律的定量计算及气体图象的考查7封闭气体压强的计算8热力学第一定律与理想气体状态方程定性分析的综合考查9考查热力学第二定律10考查热力学定律，并与能量守恒定律相结合分析与气体有关的热现象11考查油膜法测分子直径大小的实验原理、操作步骤和数据的处理.1010 10251027 油膜法油膜法 (2)阿伏加德罗常数定义：1 mol任何物质所含有的相同粒子数数值：NA mol1.2分子热运动(1)扩散现象定义：相互接触的 能够彼此进入 ，这类现象叫做扩散特点： 越高，扩散越快，可在固体、 、气体中进行6.021023不同物质不同物质对方对方温度温度液体液体(2)布朗运动定义：悬浮在液体(或气体)中的微粒做的 运动叫做布朗运动产生原因：微粒受到周围液体(或气体)分子的撞击 ，产生了布朗运动，微粒越 ，撞击就越 ，布朗运动就越显著，温度越 ，布朗运动也越显著(3)热运动：分子 运动叫做热运动无规则无规则受力不平衡受力不平衡小小不平衡不平衡高高永不停息的无规则永不停息的无规则3分子间存在相互作用的引力和斥力(1)分子间有空隙气体很容易被 ，布朗运动、扩散现象、水和酒精混合后总体积 这些事件都证明了分子间存在着 压缩压缩变小变小空隙空隙(2)特点：如图所示，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而 ，随分子间距离的减小而 ，但斥力比引力变化 减小减小增大增大快快当rr0时， ，分子力表现为0.当rr0时，F引F斥，分子力表现为 当rr0时，F引r0时，分子势能随分子间距离的增大而 ；当rr0时，分子势能随r的减小而 ；当rr0时，分子势能 相对位置相对位置体积体积分子间距离分子间距离增大增大增大增大最小最小(3)物体的内能内能：物体中所有分子热运动的 和 的总和决定因素：由 、 、 共同决定，同时受物态变化的影响物体的内能跟物体 状态无关动能动能分子势能分子势能物质的量物质的量温度温度体积体积机械运动机械运动1关于悬浮在液体中的固体微粒的布朗运动，下面说法中正确的是()A小颗粒的无规则运动就是分子的运动B小颗粒的无规则运动是固体颗粒分子无规则运动的反映C小颗粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映D因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也可以叫做热运动解析C悬浮在液体中的固体颗粒虽然很小，需要用显微镜来观察，但它并不是固体分子，而是千万个固体分子组成的分子团体，布朗运动是这千万个分子团体的一致行动，不能看做是分子的运动产生布朗运动的原因是固体微粒受到周围液体分子的撞击力，由于液体分子运动的无规则性，固体微粒受到撞击力的合力也是无规则的，因此，固体微粒的运动也是无规则的组成颗粒的固体分子既有各自特有的无规则运动，又有我们通过显微镜看到的分子团体的布朗运动可见，小颗粒的无规则运动不能证明固体微粒分子做无规则运动，而只能说明液体分子在做无规则运动热运动是指分子的无规则运动，由于布朗运动不是分子的运动，所以不能说布朗运动是热运动2关于分子间相互作用力，下列说法正确的是()A碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间存在斥力B将两铅块压紧以后能连成一块，说明分子间存在引力C水和酒精混合后总体积小于原来的体积之和，说明分子间存在引力D固体很难拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力解析BD物体能否拼合在一起，取决于它们能否接近到分子间作用力发生作用的范围碎玻璃不能拼合，是由于碎片间距离太大，两铅块压紧后能连成一块，是由于铅块间缝隙已达到分子间作用力发生作用的距离，所以A选项错误，B选项正确水和酒精混合后体积小于原来的体积之和，说明分子间有空隙，故C选项错误固体很难被拉伸，说明分子间存在引力，也很难被压缩，说明分子间存在斥力，故D选项正确3关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是()A某种物体的温度是0 说明物体中分子的平均动能为零B物体温度降低时，每个分子的动能都减小C物体温度升高时速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多D物体的运动速度越大，则物体的温度越高解析C温度是分子平均动能的标志温度是0 ，物体中分子的平均动能并非为零，因为分子无规则运动不会停止，A错；温度降低时分子的平均动能减小，并非每个分子动能都减小，B错；物体温度升高时，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，C正确；物体的运动速度增大，宏观机械能(动能)增大，但物体内分子的热运动不一定加剧，温度不一定升高，D错4有下列四种现象，属于扩散现象的是()海绵状塑料可以吸水揉面团时，加入小苏打，小苏打可以揉进面团内放一匙白糖于一杯开水中，水会变甜把一盆盛开的腊梅放入室内，会满室生香A B C D解析B由扩散的成因可知对 5利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数，把密度0.8103 kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V0.5103 cm3，形成的油膜面积为S0.7 m2，油的摩尔质量M0.09 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NA是多少？(先列出计算式，再代入数据计算，只要求保留一位有效数字)【答案【答案】(1)71010 m(2)61023 mol1要点一宏观量与微观量及其相互关系1.固、液、气态分子模型在固体和液体分子大小的估算中通常将分子看做是一个紧挨一个的小球(或小立方体)，每个分子的体积也就是每个分子所占据的空间，虽然采用正方体模型和球形模型计算出分子直径的数量级是相同的，但考虑到误差因素，采用球形模型更准确一些 对气体分子来说，由于气体没有一定的体积和形状，气体分子间的平均距离比较大，气体分子占据的空间比每个分子的体积大得多，可以忽略每个分子的空间体积，认为每个分子占据的空间是一个紧挨一个的立方体，分子间的平均距离为立方体边长，气体分子占据的空间并非气体分子的实际体积2微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m.3宏观量：物体体积V、摩尔体积Vmol、物体的质量M、摩尔质量Mmol、物体的密度. 【例1】(2010江苏物理)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1.若潜水员呼吸一次吸入2 L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数(结果保留一位有效数字) 已知汞的摩尔质量为Mmol200.5103 kg/mol，密度为13.6103 kg/m3，阿伏加德罗常数NA6.01023 mol1.则一个汞原子的质量(用相应的字母表示即可)、一个汞原子的体积(结果保留一位有效数字)、体积为1 cm3的汞中汞原子的个数分别为()要点二 布朗运动和分子热运动的比较两种运动两种运动比较项目比较项目布朗运动布朗运动热运动热运动活动主体活动主体固体微小颗粒固体微小颗粒分子分子区别区别是微小颗粒的运动，在光是微小颗粒的运动，在光学显微镜下能看到，较大学显微镜下能看到，较大的颗粒不做布朗运动，但的颗粒不做布朗运动，但它本身的分子仍在做热运它本身的分子仍在做热运动动是分子的运动，分子无是分子的运动，分子无论大小都做热运动，热论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微运动不能通过光学显微镜直接观察到镜直接观察到两种运动两种运动比较项目比较项目布朗运动布朗运动热运动热运动共同点共同点都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的加激烈，都是肉眼所不能看见的联系联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映而引起的，它是分子做无规则运动的反映(1)扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间(2)布朗运动中的微粒是由成千上万个分子组成的“分子集团”【例2】分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质，据此可判断下列说法中错误的是()A显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素解析B显微镜下观察到墨水中的小炭粒做布朗运动，是对液体分子无规则运动的反映，A正确；由分子力与分子间距离的关系可知，如果是分子距离从很小开始逐渐增大，则分子力由斥力逐渐减小到零，再表现为引力先增大后减小，直至减小到零，B错误；由以上过程可以分析，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，C正确；由于分子的扩散，当然在真空、高温条件下可以向半导体材料掺入其他元素，D正确 做布朗运动实验，得到某个观测记录如图图中记录的是()A分子无规则运动的情况B某个微粒做布朗运动的轨迹C某个微粒做布朗运动的速度时间图线D按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线解析D布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然运动是无规则的，所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误；对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度时间图线，故C项错误；只有D项正确.要点三温度、内能和机械能1.对温度的理解(1)温度的意义：温度在宏观上表示物体的冷热程度，在微观上表示分子的平均动能(2)两种表示方法：摄氏温标和热力学温标两种温标温度的零点不同，同一温度两种温标表示的数值不同，但它们表示的温度间隔是相同的，即每一度的大小相同，tT.(1)热力学温度的零值是低温极限，永远达不到，即热力学温度无负值(2)温度是大量分子热运动的集体行为，对个别分子来说温度没有意义2物体的内能和机械能的比较类别类别比较比较内能内能机械能机械能定义定义物体中所有分子物体中所有分子的动能和势能之的动能和势能之和和物体的动能、重力势能和弹性势物体的动能、重力势能和弹性势能的统称能的统称决定决定由物体内部状态由物体内部状态决定决定跟宏观运动状态、参考系和零势跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关能点的选取有关类别类别比较比较内能内能机械能机械能量值量值任何物体都有内能任何物体都有内能可以为零可以为零测量测量无法测量无法测量可测量可测量本质本质微观分子的运动和相互作用微观分子的运动和相互作用的结果的结果宏观物体的运动和相互作宏观物体的运动和相互作用的结果用的结果(1)物体的体积越大，分子势能不一定就越大，如0 的水结成0 的冰后体积变大，但分子势能却减小了(2)理想气体分子间相互作用力为零，故分子势能忽略不计，一定质量的理想气体内能只与温度有关(3)机械能和内能都是对宏观物体而言的，不存在某个分子的内能、机械能的说法【例3】1 g 100 的水和1 g 100 的水蒸气相比较，下列说法是否正确？(1)分子的平均动能和分子的总动能都相同(2)它们的内能相同解析由温度是分子平均动能的标志及物体内能的影响因素，即可判断温度相同则分子的平均动能相同；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，所以(1)说法正确当100 的水变成100 的水蒸气时，该过程吸收热量，内能增加，所以1 g 100 的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能，故(2)说法错误【答案】(1)正确(2)错误【规律方法】解决这类问题的依据是：(1)温度相同的不同物体分子的平均动能是相等的，但平均速率不一定相等，因为不同的物质分子的质量不一定相等(2)物体内分子无规则运动的总动能等于分子的平均动能与分子数的乘积，即它与物体的温度和所含的分子数目有关(3)物体的内能除与物质的量、温度和体积有关外，还与物态有关 一颗炮弹在空中以某一速度v飞行，有人说：由于炮弹中所有分子都具有这一速度，所以分子具有动能；又由于分子都处于高处，所以分子又具有势能，因此分子的上述动能和势能的总和就是炮弹的内能试分析这种说法是否正确易错点 不能正确理解物体的内能 【例】下列说法中正确的是()A温度低的物体内能小B温度低的物体分子运动的平均速率小C做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大D外界对物体做功时，物体的内能不一定增加【错因剖析】错解1是没有全面考虑内能是物体内所有分子的动能和势能的总和温度低只表示物体分子平均动能小，而不表示势能一定也小，也就是所有分子的动能和势能的总和不一定也小，所以选项A是错的因为不同物质的分子质量不同，而动能不仅与速度有关，也与分子质量有关，单从一方面考虑问题是不够全面的，所以选项B也是错的错解3的原因是混淆了微观分子无规则运动与宏观物体运动的差别分子的平均动能只是分子无规则运动的动能，而物体加速运动时，物体内所有分子均参与物体的整体、有规则的运动，这时物体整体运动虽然越来越快，但并不能说明分子无规则运动的剧烈情况就要加剧从本质上说，分子无规则运动的剧烈程度只与物体的温度有关，而与物体的宏观运动情况无关【正确解答】由于物体内能的变化与两个因素有关，即做功和热传递内能是否改变要从这两方面综合考虑若做功转化为物体的内能等于或小于物体放出的热量，则物体的内能不变或减少即外界对物体做功时，物体的内能不一定增加，选项D是正确的【答案】D1(2011广东理综)如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是()A铅分子做无规则热运动B铅柱受到大气压力作用C铅柱间存在万有引力作用D铅柱间存在分子引力作用解析D两铅块能压合在一起，是因为铅分子间存在相互作用的分子引力，选项D正确3在观察布朗运动时，从微粒在a点开始计时，每隔30 s记下微粒的一个位置，得到b、c、d、e、f等点，然后用直线依次连接，如图所示，则微粒在75 s末时的位置()A一定在cd的中点B一定在cd的连线上，但不一定在cd的中点C一定不在cd的中点D可能在cd连线以外的某点解析D注意这里各点的位置只是每隔30 s微粒所在的位置，其连线并不是微粒的轨迹4当两个分子间的距离为r0时，正好处于平衡状态，下列关于分子间作用力与分子间距离的关系的说法正确的是()A当分子间的距离rr0时，它们之间只有斥力作用B当分子间的距离rr0时，分子处于平衡状态，不受力C当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都在减小，且斥力比引力减小得快D当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间相互作用力的合力在逐渐减小解析C判断分子间作用力与分子间距离变化的关系时要明确：分子间的引力和斥力是同时存在，且它们随分子间距离的变化同时增大或减小，而分子间作用力的合力随距离的变化如何变化要看在哪个范围内当rr0时，F引F斥，每个分子所受的合力为零，并非不受力；当rF引，合力为斥力，并非只受斥力，故A、B错误当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都减小，而且斥力比引力减小得快，分子间作用力的合力先减小到零，再增大再减小到零，故C正确，D错误5(2011上海)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为T，T，T，则()ATTT BTTTCTT，TT DTTT解解析析B气气体体分分子子运运动动的的特特点点是是，在在某某一一温温度度下下，气气体体分分子子速速率率都都呈呈“中中间间多多、两两头头少少”的的规规律律分分布布，即即中中等等速速率率的的分分子子数数多多，速速率率很很大大和和很很小小的的分分子子数数少少；当当气气体体温温度度升升高高时时，气气体体分分子子运运动动的的平平均均速速率率变变大大，但但中中等等速速率率的的分分子子数数减减少少则则图图象象中中三三条条曲曲线线所所对对应应的的温温度度关关系系是是TTT，因此本题只有选项因此本题只有选项B正确正确6往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色这一现象在物理学中称为_现象，是由于分子的_而产生的，这一过程是沿着分子热运动的无序性_的方向进行的解析本题考查的是分子动理论知识本题只有一个难点，即“无序”性自然发生的事情总是向无序性增加的方向发展【答案】扩散热运动增加