2018届一轮复习人教版热力学定律教案
配套K12新课标2018版高考物理一轮复习第十二章热学第2讲固体液体和气体教案
第2讲固体、液体和气体知识点一晶体、非晶体、晶体的微观结构1.晶体(单晶体、多晶体)和非晶体的区别2.晶体的微观结构(1)晶体的微观结构特点组成晶体的物质微粒有规律地、地在空间排列. (2)用晶体的微观结构解释晶体的特点知识点二液体与液晶1.液体的表面张力(1)定义：使液体表面具有的力.(2)产生原因：由于液面分子分布较内部稀疏，分子间距r >r 0，分子力表现为 ，宏观上表现为使液面收缩，使液面像一张绷紧的弹性薄膜.2.液晶(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向 ，又可以自由移动位置，保持了液体的 .(2)液晶分子的位置无序使它像 ，排列有序使它像 .(3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是 的. (4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下 .答案：1.(1)收缩趋势 (2)引力 2.(1)异性 流动性 (2)液体 晶体 (3)杂乱无章 (4)发生变化知识点三 气体的状态参量及气体定律 1.气体分子运动的特点(1)分子很小，间距 ，除碰撞外不受力. (2)气体分子向各个方向运动的气体分子数目都 .(3)分子做无规则运动，大量分子的速率按 的规律分布.(4)温度一定时，某种气体分子的速率分布是 的，温度升高时，速率小的分子数 ，速率大的分子数 ，分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大.2.气体的压强(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的 .(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在 的压力.公式：p ＝ . (3)常用单位及换算关系：①国际单位： ，符号Pa,1 Pa ＝1 N/m 2. ②常用单位： (atm)；厘米汞柱(cmHg). ③换算关系：1 atm ＝ cmHg. 3.气体实验定律(1)等温变化——玻意耳定律①内容：一定质量的某种气体，在 不变的情况下，压强与体积成 . ②公式：p 1V 1＝p 2V 2或pV ＝C (常量). (2)等容变化——查理定律①内容：一定质量的某种气体，在 不变的情况下，压强与热力学温度成 . ②公式：p 1p 2＝ 或p T＝C (常量).(3)等压变化——盖—吕萨克定律①内容：一定质量的某种气体，在 不变的情况下，其体积与热力学温度成 .②公式：V 1V 2＝T 1T 2或V T＝C (常量). 4.理想气体状态方程(1)理想气体：在任何温度、任何 下都遵从气体实验定律的气体. (2)理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝ 或pVT＝C . 答案：1.(1)很大 (2)相等 (3)“中间多，两头少” (4)确定 减少 增多 2.(1)压力 (2)单位面积上FS(3)①帕斯卡 ②标准大气压 ③76 3.(1)①温度 反比 (2)①体积 正比 ②T 1T 2(3)①压强 正比 4.(1)压强 (2)p 2V 2T 2知识点四 饱和汽与饱和汽压、空气的湿度 1.饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽：与液体处于 的蒸汽. (2)未饱和汽：没有达到 状态的蒸汽. 2.饱和汽压(1)定义：饱和汽所具有的压强.(2)特点：液体的饱和汽压与 有关，温度越高，饱和汽压越大，饱和汽压与饱和汽的 无关.3.湿度(1)定义：空气的干湿程度. (2)描述温度的物理量①绝对湿度：空气中所含水蒸气的 .②相对湿度：空气中水蒸气的压强与同一温度时水的 之比. 答案：1.(1)动态平衡 (2)饱和 2.(2)温度 体积 3.(2)压强 饱和汽压(1)单晶体的所有物理性质都是各向异性的.( )(2)单晶体具有固定的熔点，而多晶体和非晶体没有固定的熔点.( ) (3)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化.( ) (4)液晶是液体和晶体的混合物.( )(5)船浮于水面上不是由于液体的表面张力.( )(6)水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，这时蒸发和凝结仍在进行.( )(7)一定质量的理想气体在等压变化时，其体积与摄氏温度成正比.( ) 答案：(1) (2) (3)√ (4) (5)√ (6)√ (7)理想气体状态方程pV ＝nRT 的推导在标准状态下，1 mol 的理想气体的三个状态参量分别为p 0＝1 atm ＝1.013×105Pa ，V 0＝22.4 L/mol ＝22.4×10－3m 3/mol ，T 0＝273 K.因此，对于1 mol 的理想气体，pV T ＝p 0V 0T 0＝C ，C ＝8.31 J·mol －1·K －1.用R 代替C ，R 是一个适用于1 mol 的任何理想气体的常量，叫摩尔气体常量，即R ＝p 0V 0T 0＝8.31 J·mol －1·K －1.对于n mol 状态是(p 0，nV 0，T 0)的理想气体，因压强、温度相同，所以p 0·nV 0T 0＝nR ＝pVT即：pV ＝nRT ，其中，n ＝MM mol，是物质的量.考点一 固体和液体的性质1.晶体和非晶体的判断方法(1)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体. (2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体.(3)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性. 2.液体表面张力(1)形成原因：表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力.(2)表面特性：表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜，分子势能大于液体内部的分子势能.(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线.(4)表面张力的效果：表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小.(5)表面张力的大小：跟边界线的长度、液体的种类、温度都有关系.考向1 晶体、非晶体的特性[典例1] (2015·新课标全国卷Ⅰ)(多选)下列说法正确的是( )A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D.在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变[解析] 晶体被敲碎后，其空间点阵结构未变，仍是晶体，A错误；单晶体光学性质具有各向异性，B正确；同种元素由于空间的排列结构而形成不同物质的晶体，C正确；如果外界条件改变了分子或原子的空间排列结构，晶体和非晶体之间可以互相转化，D正确；在晶体熔化过程中，分子势能会发生改变，内能也会改变，E错误.[答案] BCD考向2 液体的特性[典例2] (多选)下列说法正确的是( )A.把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于水表面存在表面张力的缘故B.在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力C.将玻璃管道裂口放在火上烧，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故D.漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性的缘故E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力的缘故[解析] 水的表面张力托起针，A正确；B、D两项也是表面张力的原因，故B、D均错误，C项正确；在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开是因为大气压的作用，E错误.[答案] AC考点气体压强的产生与计算1.产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强.2.决定因素(1)宏观上：决定于气体的温度和体积.(2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度.3.平衡状态下气体压强的求法(1)液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强.(2)力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强.(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等.考向1 气体压强产生的原因和决定因素[典例3] (2017·河北唐山模拟)(多选)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是( )A.若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大B.若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变C.若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加D.若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变E.若气体体积减小，温度升高，单位时间内分子对器壁的撞击次增多，平均撞击力增大，因此压强增大[解析] 气体压强的大小与气体分子的平均动能和单位体积内的分子数两个因素有关.若单位体积内分子数不变，当分子热运动加剧时，决定压强的两个因素中一个不变，一个增大，故气体的压强一定变大，A对，B错；若气体的压强不变而温度降低时，气体的体积一定减小，故单位体积内的分子个数一定增加，C对，D错；由气体压强产生原因知，E对.[答案] ACE考向2 液体封闭的气体压强[典例4] 若已知大气压强为p0，在图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强.甲乙丙丁戊[解析] 在图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知p 甲S ＝－ρghS ＋p 0S所以p 甲＝p 0－ρgh ；在图乙中，以B 液面为研究对象，由平衡方程F 上＝F 下有：p A S ＋ρghS ＝p 0S p 乙＝p A ＝p 0－ρgh ；在图丙中，仍以B 液面为研究对象，有p A ＋ρgh sin 60°＝p B ＝p 0所以p 丙＝p A ＝p 0－32ρgh ； 在图丁中，以液面A 为研究对象，由二力平衡得p 丁S ＝(p 0＋ρgh 1)S所以p 丁＝p 0＋ρgh 1；在图戊中，从开口端开始计算：右端为大气压p 0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b 气柱的压强为p b ＝p 0＋ρg (h 2－h 1)，而a 气柱的压强为p a ＝p b －ρgh 3＝p 0＋ρg (h 2－h 1－h 3).[答案] 甲：p 0－ρgh 乙：p 0－ρgh 丙：p 0－32ρgh 丁：p 0＋ρgh 1 戊：p a ＝p 0＋ρg (h 2－h 1－h 3) p b ＝p 0＋ρg (h 2－h 1)考向3 固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强[典例5] 如图所示，一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置，金属圆块A 的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆块的质量为M ，不计圆块与容器内壁之间的摩擦，若大气压强为p 0，则被圆块封闭在容器中的气体的压强p 为( )A.p 0＋Mg cos θSB.p 0cos θ＋Mg S cos θC.p 0＋Mg cos 2 θSD.p 0＋Mg S[解析] 对圆块进行受力分析：重力Mg ，大气压的作用力p 0S ，封闭气体对它的作用力pScos θ，容器侧壁的作用力F 1和F 2，如图所示.由于不需要求出侧壁的作用力，所以只考虑竖直方向合力为零，就可以求被封闭的气体压强.圆块在竖直方向上受力平衡，故p 0S ＋Mg ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫pS cos θcos θ，即p ＝p 0＋Mg S ，D 正确.[答案] D封闭气体压强的求解方法封闭气体的压强，不仅与气体的状态变化有关，还与相关的水银柱、活塞、汽缸等物体的受力情况和运动状态有关.解决这类问题的关键是要明确研究对象，然后分析研究对象的受力情况，再根据运动情况，列研究对象的力学方程，然后解方程，就可求得封闭气体的压强.考点气体状态变化的图象问题考向1 对p V 图象的考查[典例6] 如图所示为一定质量理想气体的压强p 与体积V 关系图象，它由状态A 经等容过程到状态B ，再经等压过程到状态C .设A 、B 、C 状态对应的温度分别为T A 、T B 、T C ，则下列关系式中正确的是( )A.T A <T B ，T B <T CB.T A >T B ，T B ＝T CC.T A >T B ，T B <T CD.T A ＝T B ，T B >T C[解析] A →B 过程：由pT ＝C 可知T A >T B ；B →C 过程：由V T＝C 可知T B <T C .故选C. [答案] C考向2 对p T 图象的考查[典例7] (多选)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab 、bc 、cd 、da 四个过程，其中bc 的延长线通过原点，cd 垂直于ab 且与水平轴平行，da 与bc 平行，则气体体积在( )A.ab 过程中不断增加B.bc 过程中保持不变C.cd 过程中不断增加D.da 过程中保持不变[解析]因为bc 的延长线通过原点，所以bc 是等容线，即气体体积在bc 过程中保持不变，B 正确；ab 是等温线，压强减小则体积增大，A 正确；cd 是等压线，温度降低则体积减小，C 错误；连接aO 交cd 于e 点，如图所示，则ae 是等容线，即V a ＝V e ，因为V d <V e ，所以V d <V a ，所以da 过程中体积不是保持不变，D 错误.[答案] AB考向3 对V T 图象的考查[典例8] (2017·山东潍坊模拟)(多选)如图所示，一定质量的理想气体，从图示A 状态开始，经历了B 、C ，最后到D 状态，下列判断中正确的是( )A.A →B 温度升高，压强不变B.B →C 体积不变，压强变大C.B →C 体积不变，压强不变D.C →D 体积变小，压强变大[解析] 由图象可知，在A →B 的过程中，气体温度升高体积变大，且体积与温度成正比，由pV T＝C ，气体压强不变，故A 正确；由图象可知，在B →C 的过程中，体积不变而热力学温度降低，由pV T＝C 可知，压强p 减小，故B 、C 错误；由图象可知，在C →D 的过程中，气体温度不变，体积减小，由pV T＝C 可知，压强p 增大，故D 正确.[答案]AD气体图象问题的分析技巧(1)图象上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程.(2)在V T 或p T 图象中，比较两个状态的压强或体积大小，可以用这两个状态到原点连线的斜率大小来判断.斜率越大，压强或体积越小；斜率越小，压强或体积越大.考点理想气体状态方程与气体实验定律的应用1.理想气体状态方程与气体实验定律的联系p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2⎩⎪⎨⎪⎧温度不变：p 1V 1＝p 2V 2（玻意耳定律）体积不变：p 1T 1＝p2T 2（查理定律）压强不变：V 1T 1＝V2T2（盖—吕萨克定律）2.几个重要的推论(1)查理定律的推论：Δp ＝p 1T 1ΔT . (2)盖—吕萨克定律的推论：ΔV ＝V 1T 1ΔT .(3)理想气体状态方程的推论：p 0V 0T 0＝p 1V 1T 1＋p 2V 2T 2＋….考向1 玻璃管水银柱问题[典例9] 在室温条件下研究等容变化，实验装置如图所示，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.开始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 ℃，并通过调节压强计的右管，使左管水银面仍在原来的位置.若大气压为标准大气压；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 .[问题探究] (1)A 、B 两部分气体压强有何关系？(2)升温后，气体A 做什么变化，气体B 做什么变化？(3)升温后，压强计哪根管液面高？[提示] (1)p A ＋p h ＝p B ，即B 气体压强比A 气体压强大10 cmHg.(2)气体A 做等容变化，气体B 做等温变化.(3)升温后，右管液面高.[解析] 研究的对象为两部分气体，一部分为球形容器中的气体A ，这部分气体做的是等容变化.另一部分气体B ，即为压强计左管中封入的气体，这部分气体做的是等温变化.(1)根据题意p B ＝p 0＋(h ＋l )＝(76＋10＋4) cmHg ＝90 cmHg而p A ＝p B －h ＝80 cmHgA 部分气体在做等容变化时，根据查理定律，有p A T 1＝p A ′T 2解得p A ′＝T 2T 1p A ＝273＋77273＋7×80 cmHg＝100 cmHg B 部分气体的压强p B ′＝p A ′＋10 cmHg ＝110 cmHg根据玻意耳定律p B V B ＝p B ′V B ′解得l ′＝p B l p B ′＝90×4110cm ＝3.27 cm. (2)压强计左、右两管水银面之差为Δh有Δh ＋10 cm ＋3.27 cm ＋76 cm ＝110 cm解得Δh ＝(110－10－3.27－76) cm ＝20.73 cm.[答案] (1)3.27 cm (2)20.73 cm考向2 汽缸、活塞问题[典例10] 底面积S ＝40 cm 2、高l 0＝15 cm 的圆柱形汽缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示.缸内有一可自由移动的质量为2 kg 的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10 kg 的物体A .开始时，气体温度t 1＝7 ℃，活塞到缸底的距离l 1＝10 cm ，物体A 的底部离地h 1＝4 cm ，对汽缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升.已知大气压p 0＝1.0×105 Pa ，试求：(1)物体A 刚触地时，气体的温度；(2)活塞恰好到达汽缸顶部时，气体的温度.[解题指导] 随着温度升高，活塞上升，气体做等压变化；A 落地后，绳拉力消失，气体压强变化，根据理想气体状态方程可求活塞刚到达汽缸顶部时气体的温度.[解析] (1)初始活塞受力平衡：p 0S ＋mg ＝p 1S ＋T ，T ＝m A g ，被封闭气体压强p 1＝p 0＋（m －m A ）g S＝0.8×105 Pa ， 初状态，V 1＝l 1S ，T 1＝(273＋7) K ＝280 K ，A 触地时，p 1＝p 2，V 2＝(l 1＋h 1)S ，气体做等压变化，l 1S T 1＝（l 1＋h 1）S T 2， 代入数据，得T 2＝392 K ，即t 2＝119 ℃.(2)活塞恰好到汽缸顶部时，p 3＝p 0＋mg S ＝1.05×105 Pa ，V 3＝l 0S ，根据理想气体状态方程，p 1l 1S T 1＝p 3l 0S T 3， 代入数据得T 3＝551.25 K ，即t 3＝278.25 ℃.[答案] (1)119 ℃ (2)278.25 ℃利用气体实验定律解决问题的基本思路1.[晶体、非晶体](多选)关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是( )A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体B.晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的C.单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点D.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的答案：BC 解析：金刚石、水晶和食盐是晶体，玻璃是非晶体，A错误；晶体的分子排列规则，且有固定的熔点，非晶体的分子排列不规则，且没有固定的熔点，故B、C正确；单晶体的物理性质是各向异性，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性，故D错误.2.[相对湿度、绝对湿度](多选)关于空气湿度，下列说法正确的是( )A.当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B.当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小C.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D.空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比答案：BC 解析：由于在空气中水蒸气含量不变的情况下，气温越高时饱和蒸汽压越大，人的感觉越是干燥，即人的感觉取决于相对湿度而非绝对湿度，A错误，B正确.空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值，空气的绝对湿度的定义就是用空气中所含水蒸气的压强来表示湿度的方法，故C正确，D错误.3.[pV图象]如图所示，一定质量的理想气体，由状态A沿着直线AB变化到状态B，在此过程中，气体分子的平均速率的变化情况是( )A.不断增大B.不断减小C.先减小后增大D.先增大后减小答案：D 解析：对于图象问题的解答，首先要明确图象的物理意义.由题图可知，A、B 两点的pV乘积相同，因此A、B两点的温度也相同，在AB直线上的中点C(题图中未标出)，其pV乘积比A、B两点要大，所以C点温度比A、B两点高，即T A＝T B<T C，又因为气体分子的平均速率随温度的升高而增大，所以气体分子的平均速率是先增大后减小，故应选D.4.[液体的性质](多选)下列说法正确的是( )A.把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D.在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关答案：ACD 解析：水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是不浸润的结果，而干净的玻璃板上不能形成水珠，这是浸润的结果，B错误.5.[气体实验定律的应用]如图所示，在长为L＝57 cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm高的水银柱封闭着51 cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33 ℃.现将水银缓慢注入管中，直到水银面与管口相平，此时管中气体的压强为多少？接着缓慢对玻璃管加热升温至多少时，管中刚好只剩4 cm高的水银柱？(大气压强p0＝76 cmHg)答案：85 cmHg 318 K 解析：设管的横截面积为S，初态时，管内气体温度T1＝273 K ＋33 K＝306 K体积V1＝51S cm3压强p1＝p0＋p h＝80 cmHg当水银柱与管口相平时，水银柱高为H则V2＝(57－H)S cm3压强p2＝p0＋p H＝(76＋H) cmHg由玻意耳定律p1V1＝p2V2代入数据得H2＋19H－252＝0解得：H＝9 cm故p2＝p0＋p H＝85 cmHg设温度升至T时，管中水银柱高为4 cm气体体积为V3＝53S cm3气体压强为p3＝p0＋p h＝80 cmHg由盖—吕萨克定律V 1T 1＝V 3T 代入数据得T ＝318 K.。
2018版高考物理一轮复习第14章热学第2讲固体液体与气体模拟新人教版选修3_3
固体、液体与气体1．(多选)(2015·江苏物理)对下列几种固体物质的认识，正确的有导学号 51343385 ( AD )A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同[解析]晶体都具有固定的熔点，A正确。
熔化的蜂蜡呈椭圆形说明云母是晶体，B错误。
晶体的微粒在空间中排列是规则的，C错误。
由于石墨和金刚石的物质微粒排列结构不同，导致了它们的物理性质不同，D正确。
2．(多选)(2015·课标Ⅰ)下列说法正确的是导学号 51343386( BCD )A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变[解析]晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项A错。
根据是否有固定的熔点，可以把固体分为晶体和非晶体两类，晶体有各向异性，选项B对。
同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体如金刚石和石墨，选项C对。
晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D对。
熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项E错。
3．(2016·全国卷Ⅲ)一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。
初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。
用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。
求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。
已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝75.0 cmHg。
高三物理(人教版)一轮复习课件：13.3 热力学定律与能量守恒
技巧点拨
判定物体内能变化的方法 (1)内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析． (2)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W 为负；体积缩小，外界对气体做功，W为正． (3)与外界绝热，则不发生热传递，此时Q＝0. (4)如果研究对象是理想气体，则由于理想气体没有分子势 能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上， 从宏观上看就是温度发生了变化．
[特别提醒] 热量不可能自发地从低温物体传到高温物 体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温 物体，如电冰箱；在引起其他变化的条件下内能可以全部转化 为机械能，如气体的等温膨胀过程．
4．热力学过程方向性实例
5．两类永动机的比较 第一类永动机
不需要任何动力或燃料，却能 不断地对外做功的机器
解析：用外力F将活塞B缓慢地水平向右拉动，则在拉动活 塞的过程中，因汽缸壁的导热性能良好，故气体做等温膨胀， 分子的平均动能不变，分子的平均速率也不变，因气体的体积 增大，故压强减小，A正确，B错误；气体的压强减小，同时体 积增大，则气体分子在单位时间内对汽缸壁单位面积碰撞的次 数将减少，C正确；因为气体的内能不变，所以气体从外界吸 收的热量全部用来对外做功，D正确；气体是从单一热源吸 热，全部用来对外做功，但是体积增大，引起了其他变化，所 以此过程不违反热力学第二定律，E错误．
解析：气体A做等容变化，故W＝0，根据ΔU＝W＋Q可 知，气体A吸收热量，则其内能增加，温度升高，气体A的分子 的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，选项A、C正 确，D错误；因为中间是导热隔板，所以气体B吸收热量，温度 升高，内能增加，因为压强不变，故体积变大，气体对外做
高考物理一轮复习第14章鸭部分52热力学定律能量守恒定律课件
2019/5/24
精选最新中小学教学课件
thank
you!
2019/5/24
精选最新中小学教学课件
一、释疑难
对课堂上老师讲到的内容自己想不通卡壳的问题，应该在课堂上标出来，下课时，在老师还未离开教室的时候，要主动请老师讲解清楚。如果老师已 经离开教室，也可以向同学请教，及时消除疑难问题。做到当堂知识，当堂解决。
二、补笔记
上课时，如果有些东西没有记下来，不要因为惦记着漏了的笔记而影响记下面的内容，可以在笔记本上留下一定的空间。下课后，再从头到尾阅读一 遍自己写的笔记，既可以起到复习的作用，又可以检查笔记中的遗漏和错误。遗漏之处要补全，错别字要纠正，过于潦草的字要写清楚。同时，将自己 对讲课内容的理解、自己的收获和感想，用自己的话写在笔记本的空白处。这样，可以使笔记变的更加完整、充实。
A．气体的内能减少 B．气体的内能不变 C．气体来不及与外界发生热交换，对外做功，温度降 低 D．气体膨胀时，热量散得太快，使气体温度降低了 E．气体分子的平均动能减小
解析 气体喷出时，来不及与外界交换热量，发生绝热 膨胀，即 Q＝0、W<0，根据 ΔU＝W＋Q 可知 ΔU<0，即内 能减少，温度降低，气体分子的平均动能减小，A、C、E 正确。
考点 2 热力学第二定律的理解与应用
1．热力学第二定律的三种表述 (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：不可能从单一热源 _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
三、课后“静思2分钟”大有学问
2018高考物理一轮复习 41 热力学定律与能量守恒 新人教版
41热力学定律与能量守恒一、选择题(每小题有多个选项符合题目要求)1．以下说法中正确的是( )A．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加C．液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势E．若封闭气体从外界吸热，则气体的内能一定增加2．某一容器中密封着一定质量的某种实际气体，气体分子间的相互作用力表现为引力．关于容器中的实际气体，下列说法中正确的是( )A．在完全失重的情况下，密封容器内的气体对容器壁的顶部没有作用力B．若气体膨胀对外界做功，则分子势能一定增大C．若气体被压缩，外界对气体做功，则气体的内能一定增加D．若气体从外界吸收的热量等于气体膨胀对外界做的功，则气体分子的平均动能一定减小E．气体的内能不变时，其状态也可能变化3．关于物体的内能，以下说法中正确的是( )A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体放出热量，同时对外做功，内能一定减少C．物体体积改变，内能可能不变D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功E．质量相同的0 ℃的水的内能比0 ℃的冰的内能大4．下列说法正确的是( )A．气体从外界吸收热量，其内能不一定增加B．液体的表面层的分子距离比液体内部要大些，分子力表现为引力C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能为零D．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的E．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越远离饱和汽压，水蒸发越慢5．下列有关热现象和内能的说法中正确的是( )A．把物体缓慢举高，其机械能增加，内能不变B．盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大C．电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功”方式实现的D．分子间引力和斥力相等时，分子势能不是最小E．分子间引力和斥力相等时，分子势能最小6．下列说法正确的有( )A．1 g水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多B．气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的C．物体内能增加，温度不一定升高D．一定质量的密闭气体从外界吸收热量，内能不一定增加E．能量在转化过程中守恒，所以我们可以将失去的能量全部转化回我们可以利用的能量，以解决能源需求问题二、非选择题7．在一个密闭的汽缸内有一定质量的理想气体，如图所示是它从状态A变化到状态B 的V－T图象，已知AB的反向延长线通过坐标原点O，气体在A点的压强为p＝1.0×105Pa，在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量Q＝7.0×102 J，则此过程中气体内能的增量ΔU为________．8．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p －V图象如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27 ℃.求：(1)该气体在状态B时的温度；(2)该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量．9．如图所示，一根两端开口、横截面积为S＝2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L ＝21 cm的气柱，气体的温度为t1＝7 ℃，外界大气压取p0＝1.0×105 Pa(相当于75 cm高的汞柱的压强)．(1)若在活塞上放一个质量为m＝0.1 kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长？(g＝10 m/s2)(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2＝77 ℃，此时气柱为多长？(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为10 J，则气体的内能增加多少？10．如图所示，一个绝热的汽缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性能良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A和B，活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q时，活塞上升了h，此时气体的温度为T1.已知大气压强为p0，重力加速度为g.(1)加热过程中，若A气体内能增加了ΔU1，求B气体内能增加量ΔU2.(2)现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时A 气体的温度为T2.求此时添加砂粒的总质量Δm.答案1BCD 2BDE 3BCE 4ABD 5ACE 6BCD＋＋ΔS，＝p 2V 2T 2。
2018版高中物理人教版选修1-2课件：2.1-2.2 能量守恒定律 热力学第一定律
1.知道各种形式的能量可以相互转化,理解能量守恒定律的基本 内容。 2.知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律,会用能量守 恒定律的观点解释一些常见的物理现象。 3.了解第一类永动机不可能实现的原因。 4.知道热力学第一定律的内容及表达式,明确表达式中各物理量 及其正、负值代表的物理意义。 5.使用热力学第一定律分析和计算与热现象有关的一些简单问 题。 6.了解热力学第一定律的发现过程及其对人类文明的促进作用。
-6-
一、 能量守恒定律 二、 热力学第一定律
一 二 三 四
M 目标导航 Z 知识梳理 Z 重难聚焦
UBIAODAOHANG HISHI SHULI
HONGNAN JVJIAO
D典例透析 S随堂演练
IANLI TOUXI
UITANGYANLIAN
四、热力学第一定律 1.物体内能的增加等于物体从外界吸收的热量与外界对物体所 做的功的总和,这就是热力学第一定律。 2.热力学第一定律是能量守恒定律在涉及热现象的宏观过程中 的具体表述。
-5-
一、 能量守恒定律 二、 热力学第一定律
一 二 三 四
M 目标导航 Z 知识梳理 Z 重难聚焦
UBIAODAOHANG HISHI SHULI
HONGNAN JVJIAO
D典例透析 S随堂演练
IANLI TOUXI
UITANGYANLIAN
三、永动机 1.不需要动力,可以源源不断地对外做功的机械叫永动机。 2.任何一部机器,只能使能量从一种形式转化为另一种形式,而不 能无中生有地制造能量。因此,不能造出永动机。
-8-
一、 能量守恒定律 二、 热力学第一定律
一 二
M 目标导航 Z 知识梳理 Z 重难聚焦
2018届高考一轮复习人教版有关反应热的比较、计算 课件(20张)
解析
由已知的热化学方程式可得：
①MnO2(s)===Mn(s)＋O2(g) ΔH1＝＋520 kJ· mol－1 ②SO2(g)===S(s)＋O2(g) ΔH2＝＋297 kJ· mol－1 ③Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s) ΔH3＝－1 065 kJ· mol－1 ①＋②＋③得 SO2(g)＋MnO2(s)===MnSO4(s) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－248 kJ· mol－1 答案 MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝－248 kJ· mol－1
。
2．反应热的计算 (1)利用热化学方程式进行有关计算 根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反 应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收 的热量。 (2)根据计算书写热化学方程式 根据一定量的反应物或生成物的量计算出反应放出或吸收的热量，换 算成 1 mol 反应物或生成物的热效应，书写热化学方程式。
警示：反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关。
推荐K122018年高考物理大一轮复习第13章热学配套教案
十三热学第1节分子动理论内能一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子模型：主要有两种模型，固体与液体分子通常用球体模型，气体分子通常用立方体模型．(2)分子的大小①分子直径：数量级是10－10 m；②分子质量：数量级是10－26 kg；③测量方法：油膜法．(3)阿伏加德罗常数1 mol任何物质所含有的粒子数，N A＝6.02×1023 mol－1.2．分子热运动分子永不停息的无规则运动．(1)扩散现象相互接触的不同物质彼此进入对方的现象．温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行．(2)布朗运动悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著．3．分子力分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快．二、内能1．分子平均动能(1)所有分子动能的平均值．(2)温度是分子平均动能的标志．2．分子势能由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关．3．物体的内能(1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．(2)决定因素：温度、体积和物质的量．三、温度1．意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小)．2．两种温标(1)摄氏温标t：单位℃，在1个标准大气压下，水的冰点作为0 ℃，沸点作为100 ℃，在0 ℃～100 ℃之间等分100份，每一份表示1 ℃.(2)热力学温标T：单位K，把－273.15 ℃作为0 K.(3)就每一度表示的冷热差别来说，两种温度是相同的，即ΔT＝Δt.只是零值的起点不同，所以二者关系式为T＝t＋273.15.(4)绝对零度(0 K)，是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值．[自我诊断]1．判断正误(1)质量相等的物体含有的分子个数不一定相等．(√)(2)组成物体的每一个分子运动是有规律的．(×)(3)布朗运动是液体分子的运动．(×)(4)分子间斥力随分子间距离的减小而增大，但分子间引力却随分子间距离的减小而减小．(×)(5)内能相同的物体，温度不一定相同．(√) (6)分子间无空隙，分子紧密排列．(×)2．(多选)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是( ) A ．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B ．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动C ．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D ．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的解析：选BC.根据分子动理论的知识可知，最后混合均匀是扩散现象，水分子做无规则运动，碳粒做布朗运动，由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会更明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选B 、C.3．关于物体的内能，以下说法正确的是( ) A ．不同物体，温度相等，内能也相等 B ．所有分子的势能增大，物体内能也增大C ．温度升高，分子平均动能增大，但内能不一定增大D ．只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等解析：选 C.不同物体，温度相等，分子平均动能相等，分子动能不一定相等，不能说明内能也相等，A 错误；所有分子的势能增大，不能反映分子动能如何变化，不能确定内能也增大，B 错误；两物体的质量、温度、体积相等，但其物质的量不一定相等，不能得出内能相等，D 错误，C 正确．考点一 宏观量与微观量的计算1．微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.2．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：m 0＝M N A ＝ρV mN A .(2)分子的体积：V 0＝V m N A ＝MρN A.(3)物体所含的分子数：N ＝VV m ·N A ＝mρV m·N A或N ＝m M·N A ＝ρVM·N A .4．分子的两种模型(1)球体模型直径d ＝ 36V 0π.(常用于固体和液体)(2)立方体模型边长d ＝3V 0.(常用于气体)对于气体分子，d ＝3V 0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．1．(多选)若以μ表示水的摩尔质量，V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，N A 表示阿伏加德罗常数，m 、v 分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的是( )A ．N A ＝ρVmB ．ρ＝μN A vC ．ρ＜μN A vD ．m ＝μN A解析：选ACD.由于μ＝ρV ，则N A ＝μm ＝ρV m ，变形得m ＝μN A，故A 、D 正确；由于分子之间有空隙，所以N A v ＜V ，水的密度为ρ＝μV ＜μN A v，故C 正确，B 错误．2．(多选)已知铜的摩尔质量为M (kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m 3)，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N A MB ．1 m 3铜所含的原子数为MN AρC ．1个铜原子的质量为M N A(kg) D ．1个铜原子的体积为MρN A(m 3)解析：选ACD.1 kg 铜所含的原子数N ＝1M N A ＝N A M，A 正确；同理，1 m 3铜所含的原子数N＝ρM N A ＝ρN A M ，B 错误；1个铜原子的质量m 0＝M N A (kg)，C 正确；1个铜原子的体积V 0＝m 0ρ＝M ρN A (m 3)，D 正确．3．(2016·陕西西安二模)目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．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 A ，将二氧化碳分子看成直径为D 的球⎝ ⎛⎭⎪⎫球的体积公式V 球＝16πD 3，则在该状态下体积为V 的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为________．解析：二氧化碳气体变成硬胶体后，可以看成是分子一个个紧密排列在一起的，故体积为V 的二氧化碳气体质量为m ＝ρV ；所含分子数为n ＝m MN A ＝ρVMN A ；变成硬胶体后体积为V ′＝n ·16πD 3＝πρVN A D 36M.答案：πρVN A D 36M在进行微观量与宏观量之间的换算的两点技巧(1)正确建立分子模型：固体和液体一般建立球体模型，气体一般建立立方体模型． (2)计算出宏观量所含物质的量，通过阿伏加德罗常数进行宏观量与微观量的转换与计算．考点二 布朗运动与分子热运动1．(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解析：选ACD.扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项A正确．扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项B错误、选项C正确、选项E错误．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项D正确．2．关于布朗运动，下列说法正确的是( )A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．布朗运动就是悬浮微粒的固体分子的无规则运动C．气体分子的运动是布朗运动D．液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显解析：选 D.布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的表现，A、B错误．气体分子的运动不是布朗运动，C错误．布朗运动的剧烈程度与液体的温度以及颗粒的大小有关，液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显，D正确．3．(多选)下列哪些现象属于热运动( )A．把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间再把它们分开，会看到与它们相接触的面都变得灰蒙蒙的B．把胡椒粉末放入菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗底，但我们喝汤时尝到了胡椒的味道C．含有泥沙的水经一定时间会变澄清D．用砂轮打磨而使零件温度升高解析：选ABD.热运动在微观上是指分子的运动，如扩散现象，在宏观上表现为温度的变化，如“摩擦生热”、物体的热传递等，而水变澄清的过程是泥沙在重力作用下的沉淀，不是热运动，C错误．区别布朗运动与热运动应注意以下两点(1)布朗运动并不是分子的热运动．(2)布朗运动可通过显微镜观察，分子热运动不能用显微镜直接观察．考点三分子力、分子力做功和分子势能分子力和分子势能随分子间距变化的规律如下：[典例] (2016·东北三省三市联考)(多选)分子力比重力、引力等要复杂得多，分子势能跟分子间的距离的关系也比较复杂．图示为分子势能与分子间距离的关系图象，用r 0表示分子引力与分子斥力平衡时的分子间距，设r →∞时，E p ＝0，则下列说法正确的是( )A ．当r ＝r 0时，分子力为零，E p ＝0B ．当r ＝r 0时，分子力为零，E p 为最小C ．当r 0＜r ＜10r 0时，E p 随着r 的增大而增大D ．当r 0＜r ＜10r 0时，E p 随着r 的增大而减小 E ．当r ＜r 0时，E p 随着r 的减小而增大解析 由E p －r 图象可知，r ＝r 0时，E p 最小，再结合F －r 图象知此时分子力为0，则A 项错误，B 项正确；结合F －r 图象可知，在r 0＜r ＜10r 0内分子力表现为引力，在间距增大过程中，分子引力做负功分子势能增大，则C 项正确，D 项错误；结合F －r 图象可知，在r ＜r 0时分子力表现为斥力，在间距减小过程中，分子斥力做负功，分子势能增大，则E 项正确．答案 BCE判断分子势能变化的两种方法(1)利用分子力做功判断分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加．(2)利用分子势能E p与分子间距离r的关系图线判断如图所示，仅受分子力作用，分子动能和势能之和不变，根据E p变化可判知E k变化．而E p变化根据图线判断．但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似，但意义不同，不要混淆．1．(2016·海口模拟)(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( ) A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．在r＝r0时，分子势能为零E．分子动能和势能之和在整个过程中不变解析：选ACE.由E p－r图可知：在r＞r0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故A正确；在r＜r0阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故B错误；在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，动能最大，故C正确，D错误；在整个相互接近的过程中，分子动能和势能之和保持不变，故E正确．2．(2016·山东烟台二模)(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解析：选BCE.两分子从较远靠近的过程分子力先表现为引力且先增大后减小，到平衡位置时，分子力为零，之后再靠近分子力表现为斥力且越来越大，A 选项错误；分子力先做正功后做负功，B 选项正确；分子势能先减小后增大，动能先增大后减小，C 选项正确、D 选项错误；只有分子力做功，分子势能和分子动能相互转化，总和不变，E 选项正确．考点四 实验：用油膜法估测分子大小1. 实验原理：利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d ＝VS计算出油膜的厚度，其中V 为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S 为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径．2．实验器材：盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．3．实验步骤：(1)取1 mL(1 cm 3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL 的油酸酒精溶液．(2)往边长为30～40 cm 的浅盘中倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上．(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n 滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1 mL ，算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0＝1nmL.(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜．(5)待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．(6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积．(7)据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V ，据一滴油酸的体积V 和薄膜的面积S ，算出油酸薄膜的厚度d ＝V S，即为油酸分子的直径．比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为10－10m ，若不是10－10m 需重做实验．4．实验时应注意的事项：(1)油酸酒精溶液的浓度应小于11 000.(2)痱子粉的用量不要太大，并从盘中央加入，使粉自动扩散至均匀．(3)测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小．(4)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．(5)要待油膜形状稳定后，再画轮廓.(6)利用坐标纸求油膜面积时，以边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去．大于半个的算一个．5．可能引起误差的几种原因：(1)纯油酸体积的计算引起误差．(2)油膜面积的测量引起的误差主要有两个方面：①油膜形状的画线误差；②数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．1．(2016·湖北三校联考)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_____．(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为________ m．(结果保留1位有效数字)解析：(1)依据实验顺序，首先配置混合溶液，然后在浅盘中放水和痱子粉，将一滴溶液滴入浅盘中，将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状，最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油膜的总面积，故正确的操作顺序为④①②⑤③；(2)一滴油酸酒精溶液的体积为V＝1 cm3300×50＝SD，其中S＝0.13 m2，故油酸分子直径D ＝V S ＝1×10－6m 3300×50×0.13 m 2＝5×10－10m. 答案：(1)④①②⑤③ (2)5×10－102．(1)现有按酒精与油酸的体积比为m ∶n 配制好的油酸酒精溶液，用滴管从量筒中取体积为V 的该种溶液，让其自由滴出，全部滴完共N 滴．把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为S .根据以上数据可估算出油酸分子直径为d ＝________；(2)若已知油酸的密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，油酸的分子直径为d ，则油酸的摩尔质量为________．解析：(1)一滴油酸酒精溶液里含油酸的体积为：V 1＝nV m ＋n N，油膜的总面积为8S ； 则油膜的厚度即为油酸分子直径，即d ＝V 18S ＝nV 8S m ＋n N(2)一个油酸分子的体积：V ′＝16πd 3，则油酸的摩尔质量为M ＝ρN A V ′＝16πρN A d 3. 答案：(1)nV 8S m ＋n N (2)πρN A d 363．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶液中有纯油酸6 mL ，用注射器测得1 mL 上述溶液为75滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.则(1)油酸薄膜的面积是________cm 2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL.(取一位有效数字)(3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约为________m ．(取一位有效数字)解析：(1)根据数方格数的原则“多于半个的算一个，不足半个的舍去”可查出共有115个方格，故油膜的面积：S ＝115×1 cm 2＝115 cm 2.(2)一滴油酸酒精溶液的体积：V ′＝175mL ，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积： V ＝6104V ′＝8×10－6mL. (3)油酸分子的直径：d ＝V S ＝8×10－12115×10－4 m ＝7×10－10 m. 答案：(1)115±3 (2)8×10－6 (3)7×10－10课时规范训练[基础巩固题组]1．(多选)以下关于分子动理论的说法中正确的是( )A ．物质是由大量分子组成的B ．－2 ℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动C ．随分子间距离的增大，分子势能可能先减小后增大D ．分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小解析：选ACD.物质是由大量分子组成的，A 正确；分子是永不停息地做无规则运动的，B 错误；在分子间距离增大时，如果先是分子力做正功，后是分子力做负功，则分子势能是先减小后增大的，C 正确；分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力变化得快，D 正确．2．下列叙述正确的是( )A ．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数B ．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积C ．悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动就越明显D ．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小解析：选A.水的摩尔质量除以水分子的质量就等于阿伏加德罗常数，选项A 正确；气体分子间的距离很大，气体的摩尔体积除以阿伏加德罗常数得到的不是气体分子的体积，选项B 错误；布朗运动与固体颗粒大小有关，颗粒越大，布朗运动越不明显，选项C 错误；当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，选项D 错误．3．(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 ℃的水蒸气的内能解析：选AD.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．4．(多选)下列关于布朗运动的说法，正确的是( )A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈C．布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的解析：选BD.布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，A错误．温度越高、颗粒越小，布朗运动越剧烈，B正确．布朗运动是由液体分子撞击的不平衡引起的，间接反映了液体分子的无规则运动，C错误、D正确．5．(多选)下列说法正确的是( )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E．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大解析：选ACD.根据布朗运动的定义，显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，不是分子运动，是小炭粒的无规则运动．但却反映了小炭粒周围的液体分子运动的无规则性，A正确．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，可能先增大后减小，也可能一直减小，B错误．由于分子间的距离不确定，故分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，也可能一直增大，C正确．由扩散现象可知，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，D正确．当温度升高时，分子的热运动加剧，但不是物体内每一个分子热运动的速率都增大，E错误．6．如图所示是分子间作用力和分子间距离的关系图线，关于图线下面说法正确的是( )A．曲线a是分子间引力和分子间距离的关系曲线B．曲线b是分子间作用力的合力和分子间距离的关系曲线C．曲线c是分子间斥力和分子间距离的关系曲线D．当分子间距离r＞r0时，曲线b对应的力先减小，后增大解析：选B.在F－r图象中，随着距离的增大，斥力比引力变化得快，所以a为斥力曲线，c为引力曲线，b为合力曲线，故A、C错误，B正确；当分子间距离r＞r0时，曲线b 对应的力先增大，后减小，故D错误．7．(多选)当两分子间距为r0时，它们之间的引力和斥力大小相等．关于分子之间的相互作用，下列说法正确的是( )A．当两个分子间的距离等于r0时，分子势能最小B．当两个分子间的距离小于r0时，分子间只存在斥力C．在两个分子间的距离由很远逐渐减小到r＝r0的过程中，分子间作用力的合力先增大后减小D．在两个分子间的距离由很远逐渐减小到r＝r0的过程中，分子间作用力的合力一直增大E．在两个分子间的距离由r＝r0逐渐减小的过程中，分子间作用力的合力一直增大解析：选ACE.两个分子间的距离等于r0时，分子力为零，分子势能最小，选项A正确；两分子之间的距离小于r0时，它们之间既有引力又有斥力的作用，而且斥力大于引力，作用力表现为斥力，选项B错误；当分子间距离等于r0时，它们之间引力和斥力的大小相等、方向相反，合力为零，当两个分子间的距离由较远逐渐减小到r＝r0的过程中，分子间作用力的合力先增大后减小，表现为引力，选项C正确，D错误；两个分子间的距离由r＝r0开始减小的过程中，分子间作用力的合力一直增大，表现为斥力，选项E正确．8．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中：(1)关于油膜面积的测量方法，下列说法中正确的是( )A．油酸酒精溶液滴入水中后，要立刻用刻度尺去量油膜的面积B．油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积C．油酸酒精溶液滴入水中后，要立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积D．油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能散开，等到状态稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积(2)实验中，将1 cm 3的油酸溶于酒精，制成200 cm 3的油酸酒精溶液，又测得1 cm 3的油酸酒精溶液有50滴，现将1滴溶液滴到水面上，水面上形成0.2 m 2的单分子薄层，由此可估算油酸分子的直径d ＝________ m.解析：(1)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液滴在水面上，油膜会散开，待稳定后，再在玻璃板上画下油膜的轮廓，用坐标纸计算油膜面积，故选D.(2)一滴油酸酒精溶液里含纯油酸的体积V ＝1200×150 cm 3＝10－10 m 3.油酸分子的直径d ＝V S ＝10－100.2m ＝5×10－10 m. 答案：(1)D (2)5×10－10[综合应用题组]9．(多选)如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e 为两曲线的交点，则下列说法中正确的是( )A ．ab 为斥力曲线，cd 为引力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10 m B ．ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10 m C ．若两个分子间距离增大，则分子势能也增大D ．由分子动理论可知，温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同E ．质量和温度都相同的氢气和氧气(视为理想气体)，氢气的内能大解析：选BDE.分子引力和分子斥力都会随着分子间距离的增大而减小，只是斥力减小得更快，所以当分子间距离一直增大，最终分子力表现为引力，即ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，二者相等即平衡时分子距离数量级为10－10 m ，A 错误，B 正确．若两个分子间距离增大，如果分子力表现为引力，则分子力做负功，分子势能增大，若分子力表现为斥力，分子力做正功，分子势能减小，C 错误．分子平均动能只与温度有关，即温度相等时，氢气和氧气分子平均动能相等，D 正确，若此时质量相同，则氢气分子数较多，因此氢气内能大，E 正确．10．近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害．矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法中正确的是( )。
2018版高考物理新课标一轮复习课件：第十二章 热学 12-1 精品
知识点三 内能
1.分子动能
(1)意义：分子动能是 分子热运动 所具有的动能. (2)分子平均动能：所有分子动能的平均值. 温度 是分子
平均动能的标志.
2.分子势能：由分子间 相对位置 决定的能，在宏观上分子势
能与物体的 体积 有关，在微观上与分子间的 距离 有关.
3.物体的内能
(1)内能：物体中所有分子的 热运动动能
3 的正方体，则有 Na3＝V，可得分子间的平均距离 a＝
Mgh p0NA.
1.固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的.分子的体 积 V0＝VNmA，仅适用于固体和液体，对气体不适用.
2.对于气体分子，d＝3 V0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.
对分子热运动的ห้องสมุดไป่ตู้解
温度和内能
1.对内能的理解 (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)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态 有关系. (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.
3.分子力：分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距 离的增大而 减小 ，随分子间距离的减小而增大，但总的来 讲斥力变化得较快.
知识点二 温度 1.意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上表示物体中分 子平均动能的大小). 2.两种温标 (1)摄氏温标和热力学温标的关系 T＝ t＋273.15 K . (2)绝对零度(0 K)：是低温极限，只能接近不能达到，所以 热力学温度无负值.
[解析] 布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无 规则运动，A 错误；布朗运动间接反映了液体分子运动的无规 则性，B 正确；悬浮颗粒越大，液体分子对它的撞击作用的不 平衡性越小，布朗运动越不明显，C 错误；热运动在 0 ℃时不 会停止，D 错误.
2018届高中物理第十章热力学定律第1节功和内能第2节热和内能课件新人教版
3．(1)做功和热传递都可以改变物体的内能，从效
果上是等效的。(√ ) (2) 在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内 能的增加量。( × ) (3) 热传递只能发生在两个物体间，同一物体不能 发生热传递。( × ) (4)功和内能都是能量转化的量度。( × )
到了冬天人们会采取很多方式取暖。电暖器就是 很常见的一种取暖工具，电暖器是采用哪种方式供暖 的？能不能说电暖器具有多少热量？
基础落实·新知探究
一、焦耳的实验 1．绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界 吸热 ，也不向外界_____ 放热 。 交换能量，它不从外界_____ 2．焦耳的代表性实验 (1) 重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温 _____ 升高 。 热效应 给水加热。 (2)通过电流的_______
3．实验结论：要使系统状态通过绝热过程发生变 过程始末两个状态 决定而与做功 化，做功的数量只由 _________________ 的方式无关。 自主思考——判一判 1．(1)某一系统经历绝热过程时，只要初末状态相 同，则做功数量也一定相同。( √ ) (2) 在绝热过程中，做功方式不同会直接影响系统 状态变化的最终结果。( × )
二、功和内能 1 ． 内能： 依赖于一个热力学系统 自身状态 _________ 的物
理量，是热力学系统的一种能量。
2．绝热过程中做功与内能变化的关系：ΔU＝_ 。 W 自主思考——判一判
2．(1)转动的叶片不断搅动水，水温升高。( √ )
(2) 在绝热过程中，外界对气体做功，气体内能增 加。( √ )
传热，也不从外界吸热。 ②“气体体积减小”，说明外界对气体做正功。
【解析】 由 F 对密闭的理想气体做正功，容器 及活塞绝热，知 Q＝0，由功和内能的关系知理想气体 pV 内能增大，温度 T 升高，再根据 ＝C，体积 V 减小， T 压强 p 增大，故选 C。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
热力学定律
【教学目标】
1.知道改变内能的两种方式，理解热力学第一定律.
2.知道与热现象有关的宏观物理过程的方向性，了解热力学第二定律.
3.掌握能量守恒定律及其应用．
【教学过程】
★重难点一、热力学第一定律★
1．改变内能的两种方式的比较
做功热传递
区别内能变化
情况
外界对物体做功，物体的内能
增加；物体对外界做功，物体
的内能减少
物体吸收热量，内能增加；物体放出热
量，内能减少
从运动形
式上看
做功是宏观的机械运动向物体
的微观分子热运动的转化
热传递则是通过分子之间的相互作用，
使同一物体的不同部分或不同物体间
的分子热运动发生变化，是内能的转移从能量的
角度看
做功是其他形式的能与内能相
互转化的过程
不同物体间或同一物体不同部分之间
内能的转移
能的性质
变化情况
能的性质发生了变化能的性质不变
联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的
2．温度、内能、热量、功的比较
含义特点
温度表示物体的冷热程度，是物体分子平均动能大小的标志，它
是大量分子热运动的集体表现，对个别分子来说，温度没有
意义状态量
内能(热能) 物体内所有分子动能和势能的总和，它是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定的能
热量是热传递过程中内能的改变量，热量用来量度热传递过程中
内能转移的多少过程量
功做功过程是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程3．对公式ΔU＝Q＋W符号的确定
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少
4．三种特殊情况
(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。
(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。
(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量。
【特别提醒】
判定物体内能变化的方法
(1)内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析。
(2)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W为负；体积缩小，外界对气体做功，W为正。
(3)与外界绝热，则不发生热传递，此时Q＝0。
(4)如果研究对象是理想气体，则由于理想气体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化。
【典型例题】一定质量的气体，在从状态1变化到状态2的过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J，试问：
(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？
(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？
【答案】(1)增加了160 J(2)外界对气体做功80 J
【解析】(1)由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝－120 J＋280 J＝160 J，气体的内能增加了160 J。
(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从状态2回到状态1的过程中内能的变化应等于从状态1到状态2的过程中内能的变化，则从状态2到状态1的内能应减少160 J，即ΔU′＝－160 J，又Q′＝－240 J，根据热力学第一定律得：ΔU′＝W′＋Q′，所以W′＝ΔU′－Q′＝－160 J－(－240 J)＝80 J，即外界对气体做功80 J。
★重难点二、热力学第二定★
1．在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”的涵义
(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。
(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响。
如吸热、放热、做功等。
2．热力学第二定律的实质
热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
【特别提醒】热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱；在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程。
3．热力学过程方向性实例
4．热力学第一、第二定律的比较
热力学第一定律热力学第二定律
定律揭示的问题它从能量守恒的角度揭示了功、热
量和内能改变量三者的定量关系
它指出自然界中出现的过程是有方
向性的
机械能和内能的转化当摩擦力做功时，机械能可以全部
转化为内能
内能不可能在不引起其他变化的情
况下完全变成机械能
热量的传递热量可以从高温物体自发传向低温
物体
说明热量不能自发地从低温物体传
向高温物体
表述形式只有一种表述形式有多种表述形式
两定律的关系在热力学中，两者既相互独立，又互为补充，共同构成了热力学知识的理论基础
5．两类永动机的比较
第一类永动机第二类永动机
设计要求不需要任何动力或燃料，却
能不断地对外做功的机器
从单一热源吸收热量，使之完全变成功，
而不产生其他影响的机器
不可能制成的原因违背能量守恒不违背能量守恒，违背热力学第二定律
【典型例题】（多选）根据热力学定律，下列说法中正确的是
A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递
B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机
D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”
【答案】AB
【解析】热力学第二定律有两种表述：第一是热量不能自发地从低温物体传到高温物体，即自发热传递具有方向性，选项A中热量从低温物体传到高温物体是电冰箱工作的结果，选项A正确；第二是不可能从单一热库吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他影响，即第二类永动机不存在，选项B正确，选项C 错误；由能量守恒定律知，能量总是守恒的，只是存在的形式不同，选项D错误。
★重难点三、气体实验定律与热力学第一定律的综合★
气体实验定律与热力学定律的综合问题的处理方法
(1)气体实验定律研究对象是一定质量的理想气体。
(2)解决具体问题时，分清气体的变化过程是求解问题的关键，根据不同的变化，找出与之相关的气体状态参量，利用相关规律解决。
(3)对理想气体，不计分子势能，因此对一定质量的理想气体，其内能只取决于温度，而与体积无关。
温度升高(或降低)，内能增大(或减小)。
(4)由气体体积变化情况分析做功情况：气体体积增大，气体对外做功；气体体积减小，外界对气体做功。
(5)分析出气体状态变化过程中的内能改变及做功情况后，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q便可确定吸、放热情况。
【典型例题】一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强p A ＝p0，温度T A＝T0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点。
求：
(1)气体在状态B时的压强p B；
(2)气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为10 J，该过程中气体吸收的热量为多少；
(3)气体在状态C时的压强p C和温度T C。
【答案】 (1)p 02 (2)10 J (3)p 02 T 02
【解析】 (1)A 到B 是等温变化，压强和体积成反比，根据玻意耳定律有 p A V A ＝p B V B
解得p B ＝p
02
(2)状态A 至状态B 过程是等温变化，气体内能不变，即
ΔU ＝0
气体对外界做功W ＝－10 J
根据热力学第一定律有ΔU ＝Q ＋W
解得Q ＝－W ＝10 J
(3)由B 到C 等压变化，根据盖吕萨克定律得V B
T B ＝V C
T C
解得T C ＝T
02
因为B 到C 等压变化，所以p C ＝p B ＝p
02。