高中物理二轮专题复习：8 热学部分(选修3-3)(新人教版)
专题八 热学部分(选修3-3)知识梳理一、分子动理论1. 微观物理量的估算问题：m M N m N A分摩==VN V V N M N m V d V d A A======⎧⎨⎪⎩⎪分摩摩分分分ρρ固、液：球形气体：立方体1633πN n N n A =·：摩尔数()n m M VV mol mol ==2.分子力与分子势能（1）分子间存在着相互作用的分子力。
分子力有如下几个特点：分子间同时存在引力和斥力；分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，随分子距离的减小而增大，但斥力比引力变化更快。
实际表现出来的是引力和斥力的合力。
（2）分子势能（1）分子间由于存在相互作用而具有的，大小由分子间相对位置决定的能叫做分子势能。
（2）分子势能改变与分子力做功的关系：分子力做功，分子势能减少；克服分子力做功，分子势能增加；且分子力做多少功，分子势能就改变多少。
分子势能与分子间距的关系（如右图示）：二、热力学定律1、 热力学第一定律ΔE=Q +W2、热力学第二定律 表述：（1）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（按热传导的方向性表述）。
（2）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（按机械能和内能转化过程的方向性表述）。
或第二类永动机是不可能制成的。
3、热力学第三定律：热力学零度不可达到｛宇宙温度下限：－273.15摄氏度（热力学零度）｝ 三、气体实验定律1、等温过程：p 1V 1=p 2V 2=k （玻－马定律）2、等容过程：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-221100t T p T p 273p t p p （查理定律）3、等压过程：（盖·吕萨克定律）4、理想气体状态方程：pV/T=恒量或111T V p =222T V p 专题测试1．(5分).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，其内能一定减少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，气体内能可能减少2. (5分) (2011上海卷第4题)．如图，一定量的理想气体从状态a 沿直线变化到状态b ，在此过程中，其压强( ) A. 逐渐增大 B.逐渐减小 C.始终不变 D.先增大后减小3.(5分) (2011上海卷第8题)．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,,I II III T T T ，则（ ）A I II III T T T >>B III III I T T T >>C ,II I II III T T T T >>D I II III T T T ==4．(5分).图4为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M 、N 两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N 的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M 向下滑动的过程中( ) A.外界对气体做功，气体内能增大 B.外界对气体做功，气体内能减小 C.气体对外界做功，气体内能增大D.气体对外界做功，气体内能减小5.(10分)(1)下列说法中正确的是________．(填选项前的字母) A ．热不可能从低温物体传到高温物体B ．容器中气体压强是由于大量气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的C ．液体表面存在张力是由于表面层分子间距离小于液体内部分子间距离D ．蔗糖受潮后会粘在一起，因为没有确定的几何形状，所以它是非晶体(2)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，对外界做了0.6 J 的功，则在此过程中关于气泡中的气体(可视为理想气体)，下列说法正确的是________．(填选项前的字母) A ．气体分子的平均动能要减小 B ．气体体积要减小C ．气体向外界放出的热量大于0.6 JD ．气体从外界吸收的热量等于0.6 J6．(10分)(1)一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104J ，气体内能减 少1.3×105J ，则此过程( )A ．气体从外界吸收热量6.0×105J B ．气体向外界放出热量2.0×105 J C ．气体从外界吸收热量6.0×104 J D ．气体向外界放出热量6.0×104 J(2)封闭在贮气瓶中的某种理想气体，当温度升高时，下列说法中正确的是(容器的热膨胀忽略不计)________．(填选项前的字母) A ．密度不变，压强增大 B ．密度不变，压强减小 C ．密度增大，压强不变D ．密度减小，压强不变7．(1)(5分)若以M 表示氧气的摩尔质量，ρ表示标准状况下氧气的密度，N A 表示阿伏加德 罗常数，则( )A ．每个氧气分子的质量为MN AB ．在标准状况下每个氧气分子的体积为MρN AC ．单位质量的氧气所含氧气分子个数为N A MD ．在标准状况下单位体积的氧气所含氧气分子个数为N A Mρ(2)(10分)如图3所示，在水平面上固定一个气缸，缸内由质量为m 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与缸壁间无摩擦且无漏气，活塞到气缸底距离为L 0.今有一质量也为m 的重物自活塞上方h 高处自由下落到活塞上并立即以碰前速度的12与活塞一起向下运动，向下运动过程中活塞可达到的最大速度为v ，求从活塞开始向下移动到达到最大速度的过程中活塞对封闭气体做的功．(被封闭气体温度不变，外界大气压强为p 0)8．(15分)(1)现代科学技术的发展与材料科学、能源的开发密切相关，下列说法正确的是( )A ．化石能源为清洁能源B ．纳米材料的粒度在1～100 μm 之间C ．能源就是能量，是不会减少的D ．液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性(2)一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功1.7×105J ，气体内能减少1.3× 105J ，则此过程中气体______(填“吸收”或“放出”)的热量是________ J ．此后保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了5.0×105J 的功，同时吸收了6.0×105J 的热量，则此过程中，气体内能增加了________ J.(3)已知铁的摩尔质量M ＝5.6×10－2kg /mol ，密度ρ＝7.8×103 kg/m 3，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，求1 cm 3铁中含有的铁原子数．(保留两位有效数字)9.(15分)二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在 研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．(1)在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中 ( ) A ．封闭气体对外界做正功 B ．封闭气体向外界传递热量 C ．封闭气体分子的平均动能增大 D ．封闭气体组成的系统的熵减小(2)实验发现，二氧化碳气体在水深170 m 处变成液体，它的密度比海水大，靠深海的压力使它永沉海底，以减少排放到大气中的二氧化碳量．容器中的二氧化碳处于汽液平衡状态图3时的压强随温度的增大而______(选填“增大”、“减小”或“不变”)；在二氧化碳液体表面，其分子间的引力________(选填“大于”、“等于”或“小于”)斥力．(3)实验发现，在水深300 m 处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2 500 m 时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N ，将二氧化碳分子看作直径为D 的球，体积为于16πD 3，则在该状态下体积为V 的二氧化碳气体变成固体后体积为多少？ 10. (1)(5分)关于分子间作用力的说法中正确的是( )A. 分子间既存在引力也存在斥力，分子力是它们的合力B. 分子之间距离减小时，引力和斥力都增大，且引力增大得比斥力快C. 紧压两块铅块后它们会连接在一起，这说明铅分子间存在引力D. 压缩气缸内气体时要用力推活塞，这表明气体分子间的作用力主要表现为斥力 (2) .(10 分)如图，绝热气缸A 与导热气缸B 均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。
两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为0V 、温度均为0T 。
缓慢加热A 中气体，停止加热达到稳定后，A 中气体压强为原来的1.2倍。
设环境温度始终保持不变，求气缸A 中气体的体积A V 和温度A T 。
答案1．D 2．A 3．B 4.A 5．(1)B (2)D 6.(1)B (2)A 7．(1)AC (2)mg (L 0＋12h )－m v 28．(1)D(3分) (2)放出 3.0×1051.0×105(每空2分) (3)1 cm 3铁所含的铁原子数为图4N ＝ρVN A M ＝7.8×103×10－6×6×10235.6×10－2＝8.4×1022(个) (写出表达式4分，算对结果2分)9．(1)BD(5分) (2)增大(2分) 大于(2分) (3)二氧化碳气体的摩尔数n ＝ρVM(3分)变成固体后的体积V ′＝nN V 球＝πρVND36M (3分)10．(1)AC(2) 设初态压强为0p ，膨胀后A ，B 压强相等 01.2B p p = (1分) B 中气体始末状态温度相等00001.2(2)A p V p V V =- (3分)∴076A V V =(1分) A 部分气体满足00000 1.2Ap V p V T T =（4分） ∴01.4A T T = （1分。
人教版高中物理选修3-3,热力学定律总结.doc
人教版高中物理选修3-3，热力学定律总结本章整合知识网络专题归纳专题一热力学第一定律及应用1．表达式：ΔU＝Q＋W。
2．ΔU、Q、W 的正负问题凡是能使物体内能增加的，取正号，如内能增加，ΔU 为正。
外界对物体做功，W 取正号。
外界向物体传递热量，Q 取正号，反之取负号。
3．两个标志对于气体要抓住体积V 变化是做功的标志(气体自由膨胀除外，一般情况下，V 变大，对外做功，W＜0，反之，对内做功，W＞0)；对于理想气体要抓住温度T 变化是内能变化的标志(T 升高，内能增加ΔU＞0，反之，内能减少ΔU ＜0)。
4．注意的问题热力学第一定律中的功是指能够转化为内能的那一部分功，如汽车在牵引力作用下前进，这个牵引力做的功对汽车内能的改变没有任何影响，它只能改变汽车动能的大小，而汽车克服摩擦力所做的功使得汽车的内能增大。
【例题1】如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。
设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小( )A．从外界吸热B．内能增大C．向外界放热D．内能减小解析：水温恒定，即空气分子动能不变；不计分子间相互作用，即分子势能不变，由此可知空气内能不变。
筒内空气体积减小，说明外界对空气做功，根据热力学第一定律知空气放出热量。
正确选项为C。
答案：C专题二热力学第一定律与热力学第二定律的比较1．关于摩擦生热热力学第一定律中，滑动摩擦力做功可以全部转化为热。
热力学第二定律却说明这一热量不可能在不引起其他变化的情况下完全变成功。
2．关于热量的传递热力学第一定律说明，热量可以从高温物体自动传向低温物体，而热力学第二定律却说明热量不能自动地从低温物体传向高温物体。
3．关于能量热力学第一定律说明在任何过程中能量必定守恒，热力学第二定律却说明并非所有能量守恒过程均能实现，能量转化有方向性。
4．两个定律的关系热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量守恒的特殊表达形式，说明功及热量与内能改变的定量关系，而第二定律指出了能量转化与守恒能否实现的条件和过程进行的方向，指出了一切变化过程的自然发展方向不可逆，除非靠外界影响。
人教版高中物理选修3-3知识点复习(共52张PPT)
分子势能:由分子和分子间相对位置所决定的能.
分子力做功跟分子势能变化的关系： 分子力做正功时，分子势能减少，分子力做
负功时（克服分子力做功），分子势能增加．
物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分 子势能的总和叫做物体的内能．
决定物体内能的因素 从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数、 分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决 定．
• 间 接 说 明：分子间有间隙
• 2）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的 无规则运动，不是液体分子的无规则运动 因微粒很小，所以要用光学显微镜来观察.
• 布朗运动发生的原因是受到包围微粒的液 体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成 的．因而布朗运动说明了分子在永不停息 地做无规则运动．
• （1）布朗运动不是固体微粒中分子的无规 则运动．
• 热学包括：研究宏观热现象的热力学、研 究微观理论的统计物理学
• 统计规律：单个分子的运动都是不规则的、 带有偶然性的；大量分子的集体行为受到 统计规律的支配
气体温度的微观意义
1.氧气分子的速率分布图象特点： “中间多、两头少”
温度升高时， 速率大的分子数增加 速率小的分子数减少
T aEk a为比例常数
(4)当r＜r0时，分子力随距离增大而减小；当r＞r0 时， 分子力随距离先增大后减小
（5）当r＞10r0时，分子力等于0，分子力是短程力。
取分子间距离无限远时分子势能为零
分子间距离从无限远逐渐减少至r0的过程，分子力做 正功，分子势能不断减小。 分子间距离从r0继续减小，克服斥力做功，使分子势 能不断增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至 为正值。 当r=r0 时，分子势能最小。 F
新人教版高中物理选修3-3第十章《热力学定律》精品
行，在物体上滑的过程中，物体内分子的平均动能
将
，物体的机械能将
，物体的内能
将
。(填“增大”“不变”或“减小”)
增大、减小、增大
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例2.一定质量的气体封闭在绝热的气缸内。当用活塞 压缩气体时．一定增大的物理量为： ①气体的压强；②气体的密度；③气体的内能；④ 气体的分子势能。其中正确的B是 ( ) A．①② B．①②③ C．①④ D．②③④
无关。为了纪念焦耳对科学发展的贡献，国际计量大
会2021将/6/1能8 量、功、热量的单位命名为焦耳。
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例1.金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物有可 能使气缸中柴油达到燃点的过程是A( ) A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞 C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外拉活塞
练习1.一个减少，内能增加
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小结
1、焦耳热功当量实验 2、绝热过程 3、物体内能的宏观描述 4、绝热过程中作功和内能的关系
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为什么会呈现雾状？
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祝同学们学习愉快！
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再见！
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问题解答?
B 物体的分子势能由物体的温度和体积决定 C 物体的速度增大时，物体的内能增大 D 物体的内能减小时，物体的温度可能增加
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2.一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能 和内能的变化，下列判断中正确D的是（ ） A 物体的机械能和内能都不变
B 物体的机械能减少，内能不变
C 物体的机械能增加，内能增加
物理新人教版选修3-3
10热力学定律
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(3)热力学定律及理想气体状态方程——【选修3-3】2022届高考物理二轮复习选修
（3）热力学定律及理想气体状态方程—【选修3-3】2022届高考物理二轮复习选修1.一定质量的理想气体，在体积保持不变的条件下，若气体温度升高，则( )A.气体中每个分子热运动的动能一定都变大B.气体中每个分子对器壁撞击的作用力都变大C.气体的压强可能不变D.气体一定从外界吸收热量2.如图所示，水平放置的封闭绝热汽缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a b 、两部分。
已知a 部分气体为1mol 氧气，b 部分气体为2mol 氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体。
解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为a b V V 、，温度分别为a b T T 、。
下列说法正确的是( )。
A.,a b a b V V T T >>B.,a b a b V V T T ><C.,a b a b V V T T <<D.,a b a b V V T T <>3.如图所示为一定质量的理想气体状态的两段变化过程，一个从c 到b ，另一个是从a 到b ，其中状态c 与状态a 的温度相同，比较两段变化过程，则( )A.从c 到b 的过程气体放出热量较多B.从a 到b 的过程气体放出热量较多C.从c 到b 的过程气体内能减少较多D.从a 到b 的过程气体内能减少较多4.关于一定质量的理想气体,下列说法正确的是( ) A.气体的体积是所有气体分子的体积之和 B.气体的压强是气体分子重力产生的C.气体压强不变时,气体分子的平均动能可能变大D.气体膨胀时,气体的内能一定减小5.如图所示，在p V图像中，直线ab表示一定质量的理想气体由状态a变化到状态b的过程，则下列说法正确的是( )A.气体一直对外界做功B.气体的温度先升高后降低C.气体的内能一直增加D.气体先向外界放出热量，后从外界吸收热量6.对于热力学第一定律和热力学第二定律的理解，下列说法正确的是( )。
2019年高考物理二轮复习专题讲义：热学专题 088.选修内容3-3综合 Word版含答案
选修内容3-3综合热学是物理学的一部分，它研究热现象的规律。
用来描述热现象的一个基本概念是温度，温度变化的时候，物体的许多性质都发生变化。
凡是跟温度有关的现象都叫做热现象。
热学知识在实际中有重要的应用。
各种热机和致冷设备的研制，化工、冶金、气象的研究，都离不开热学知识。
研究热现象有两种不同的方法：一种是从宏观上总结热现象的规律，引入内能的概念，并把内能跟其他形式的能联系起来；另一种是从物质的微观结构出发，建立分子动理论，说明热现象是大量分子无规则运动的表现。
这两种方法相辅相成，使人们对热现象的研究越来越深入。
把宏观和微观结合起来，是热学的特点。
学习中要注意统计思想在日常生活和解释自然想象中的普遍意义。
（一）高中热学的基础理论高中热学的基础理论包括两部分：一是分子动理论，分子动理论提供了从微观角度研究热学问题的理论基础；二是能量转化和守恒定律．具体应用到热学问题的是包括物体内能的热力学第一定律，提供了从宏观角度研究热学问题的理论基础．它表明，从分子动理论出发可以得到对应于分子运动存在着一种新形式的能，即物体的内能．物体的内能改变，可以通过做功和热传递来实现，并遵守热力学第一定律．它们分别提供了从微观角度和宏观角度认识热现象的理论根据．但是，它们仍然是以实验和观察为基础的．以实验为基础，建立物理模型进行推理认识微观结构的方法，是物理的重要方法．对物质微观结构的认识，往往是通过宏观的物理实验，提出科学假说和模型，进行分析推理得出的．一个典型的事例就是布朗运动的分析和解释．（二）力热综合问题在力热综合问题中，研究对象主要选封闭气体及封闭气体的活塞或液柱。
对于封闭气体，可以根据过程特征选用气体定律建立方程；对于活塞或液柱，可根据运动状态由平衡条件或牛顿第二定律建立方程。
这两个方程的联系在于气体的压强与活塞受力，气体压强是联系力学规律和热学规律之间的桥梁．（三）固体、液体和气体1、固体固体可分为晶体和非晶体两大类，晶体分子或离子按一定的空间点阵排列。
高中物理复习《热学》提纲 新人教版选修选修3-3、3-4
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；EP －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 ） 热力学温标气体 微观解释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66 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（NA ＝6.02×1023mol －1）是联系微观量与宏观量的桥梁。
注意两个要求：①两个量中必须一个为宏观量，另一个为微观量②宏观量与微观量必须是同一物理量，如同为质量、同为体积（直径）等设分子体积V0、分子直径d 、分子质量m ；宏观量为．物质体积V 、摩尔体积V1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ。
分 子 动 理 论 热力 学 固体 热力学定律 液体（1）分子质量：A A ==N V N m ρμ（2）分子体积：A A 10PN N V V μ＝＝ （对气体，V0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。
高考物理二轮复习课件：专题8第1讲选修3-3
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高 专考 题考 作向 业
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1－1 (2020·贵州省贵阳市调研)(多选)关于分子动理论和物体的内能， 下列说法正确的是( )
A．某种物体的温度为 0 ℃，说明该物体中所有分子的动能均为零 B．物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大 C．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小 得更快，所以分子力表现为引力
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高 专考 题考 作向 业
D．10 g 100 ℃水的内能小于 10 g 100 ℃水蒸气的内能 E．两个铝块挤压后能紧连在一起，说明分子间有引力
答案 BDE
要点提炼
高 专考 题考 作向 业
解析 某种物体的温度是 0 ℃时，该物体中分子的平均动能不为零，故 A 错误；温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高时，分子的平均动 能一定增大，内能的大小还与分子间的势能和物质的多少有关，所以内能不 一定增大，故 B 正确；当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小， 斥力减小得更快，当分子间距小于 r0 时，分子间的斥力大于引力，分子力表 现为斥力，当分子间距大于 r0 时，分子间的斥力小于引力，分子力表现为引
要点提炼
高 专考 题考 作向 业
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。
2023年人教版高中物理复习选修3-3 热学 第3讲热力学定律与能量守恒
第3讲热力学定律与能量守恒【课程标准】1.知道热力学第一定律。
通过有关史实，了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程，体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义。
2．理解能量守恒定律，能用能量守恒的观点解释自然现象。
体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。
3．通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律。
【素养目标】物理观念：1．知道热力学第一定律及其符号法则，了解能量守恒定律及永动机不可能制成。
2．知道传热、扩散现象、机械能与内能的转化具有方向性，了解能量耗散和品质降低的内容，能解释相关现象。
科学思维：1．理解热力学第一定律的公式并能进行相关的分析计算，能根据能量守恒定律解释永动机不可能制成的原因。
2．理解热力学第二定律的两种表述。
一、热力学第一定律1．焦耳实验绝热过程：有Q＝0，则W＝ΔU。
若不做功：即W＝0，则Q＝ΔU。
若内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0。
2．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。
3．表达式：ΔU＝Q＋W。
4．符号法则：符号W Q ΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减小命题·科技情境汽油机压缩冲程活塞对气体做功为W，气体向外放热Q，气体内能的变化量为ΔU，判断三个物理量的符号。
提示：W为正，Q为负，ΔU为正。
二、能量守恒定律第一类永动机不可能制成。
1．内容：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另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
2．第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。
三、热力学第二定律1．克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
2．开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。
角度1 热力学第一定律(1)物体吸收热量，内能一定增大。
高考物理总复习 第十三章 热学(选修3-3)
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。
高中物理选修3-3热学知识点总结
高中物理选修3-3热学知识点总结咱今儿就来说说这高中物理选修3 3热学那点儿知识点哈。
我跟你讲，一想到热学啊，我脑子里头就浮现出一幅热闹的景象。
就好比是在一个大厨房里，各种分子啊，就跟那热锅上的蚂蚁似的，忙得不亦乐乎。
它们在那热得发烫的空间里头，横冲直撞，你挤我，我挤你，闹得是不可开交啊。
先说这温度吧。
温度这玩意儿啊，就像是个严厉的指挥官，掌控着分子们的活跃程度。
温度一高啊，那些分子就跟打了鸡血似的，一个个兴奋得很，跑得那叫一个快，碰撞得也越发激烈了。
就好比是夏天，那太阳火辣辣地照着，地面都烫脚，这时候的分子啊，也跟中了暑似的，热得没边儿了。
我记得我上学那会啊，有个同学老是搞不清温度和热量的关系。
有一回课间，他皱着眉头，挠着头，跑过来问我：“哎，我说，这温度和热量到底啥区别啊？我老是弄混。
”我就笑着跟他说：“你看啊，温度呢，就像是一个人的情绪，高了就兴奋，低了就消沉；而热量呢，就好比是这个人吃进去的能量，吃得多了，可能情绪就高，吃得少了，情绪可能就低点。
但这俩可不能完全划等号啊，有时候吃得多，情绪也不一定就高，对吧？”他听了之后，眼睛一下子亮了，咧着嘴说：“你这么一说，我好像有点明白了。
”再说说这内能。
内能啊，就像是分子们的家底儿。
分子们的动能、势能啥的，都算在这内能里头。
这内能的大小啊，跟温度、质量、状态都有关系。
比如说，同样是一杯水，温度高的那杯，内能肯定就大，就好比是一个有钱的大户人家；而温度低的那杯呢，内能就小点，像是个普通的小家庭。
还有啊，要是水变成了水蒸气，那状态变了，内能也跟着变了，就好比一个人突然中了彩票，家底儿一下子就厚实起来了。
还有这热力学定律，那可是热学里的大规矩。
第一定律就像是个管家，管着能量的收支平衡。
能量不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。
就好比你兜里的钱，不会无缘无故多出来，也不会莫名其妙就没了，要么是你干活挣来的，要么是你花出去买东西了。