2019-2020年高考物理二轮专题复习 热学教案

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1、2019-2020年高考物理二轮专题复习热学教案热学研究热现象的规律。描述热现象的一个基本概念是温度。凡是跟温度有关的现象都叫做热现象。一、分子动理论分子动理论是从物质微观结构的观点来研究热现象的理论。它的基本内容是：物体是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规则运动；分子间存在着相互作用力。1．物体是由大量分子组成的这里的分子是指构成物质的单元，可以是分子，也可以是原子、离子。在热运动中它们遵从相同的规律，所以统称为分子。⑴建立理想化模型：把分子看作小球，求出的数据只在数量级上是有意义的。分子直径大小的数量级为10-10m。⑵固体、液体被理想化地认为其分子是一个挨一个紧

2、密排列的，每个分子的体积就是每个分子平均占有的空间。分子体积=物体体积÷分子个数。⑶气体分子仍视为小球，但分子间距离较大，不能看作一个挨一个紧密排列，所以气体分子的体积远小于每个分子平均占有的空间。每个气体分子平均占有的空间可看作以相邻分子间距离为边长的正立方体。⑷阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把物质的摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量和分子质量、分子体积这些微观物理量联系起来了。例2．利用阿伏加德罗常数，估算在标准状态下相邻气体分子间的平均距离D。解：在标准状态下，1mol任何气体的体积都是V=22.4L，除以阿伏加德

3、罗常数就得每个气体分子平均占有的空间，该空间的大小是相邻气体分子间平均距离D的立方。，这个数值大约是分子直径的10倍。因此水气化后的体积大约是液体体积的1000倍。2．分子的热运动组成物体的分子永不停息地做无规则运动，这种运动跟温度有关，所以把分子的这种运动叫做热运动。⑴扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子的热运动。⑵布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。关于布朗运动，要注意以下几点：①形成条件：只要微粒足够小；②温度越高，布朗运动越激烈；③观察到的是固体微粒（不是液体，不是固体分子）的无规则运动，反映的是液体分子运动的无规则性；④实验中描绘出的是某固体微粒每

4、隔30s的位置的连线，不是该微粒的运动轨迹。3．分子间的相互作用力F斥F引F合rr0OF⑴分子力有如下几个特点：①分子间同时存在引力和斥力；②引力和斥力都随着距离的增大而减小；③斥力比引力变化得快。根据以上特点，画F-r图象。先从横坐标r=r0开始（r0是处于平衡状态时相邻分子间的距离），分别画斥力（设为正）和引力（设为负）；然后向右移，对应的斥力比引力减小得快；向左移，对应的斥力比引力增大得快，画出斥力、引力随r而变的图线，最后再画出合力（即分子间作用力）随r而变的图线。⑵分子间作用力（指引力和斥力的合力）随分子间距离而变的规律是：①r

5、子力为零；③r>r0时表现为引力；④r>10r0以后，分子力变得十分微弱，可以忽略不计。记住这些规律对理解分子势能有很大的帮助。⑶从本质上来说，分子力是电场力的表现。因为分子是由原子组成的，原子内有带正电的原子核和带负电的电子，分子间复杂的作用力就是由这些带电粒子间的相互作用而引起的。例3．下面关于分子力的说法中正确的是A．铁丝很难被拉长，这一事实说明铁丝分子间只存在引力不存在斥力B．水很难被压缩，这一事实说明水分子间存在斥力C．将打气管的出口端封住，向下压活塞，当空气被压缩到一定程度后很难再压缩，这一事实说明这时空气分子间表现为斥力D．磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子

6、间存在引力解：铁丝分子、水分子间始终同时存在引力和斥力，A不正确，B正确。无论怎样压缩，气体分子间距离一定大于r0，所以气体分子间一定表现为引力。空气压缩到一定程度很难再压缩不是因为分子斥力的作用，而是气体分子频繁撞击活塞产生压强的结果，应该用压强增大解释，所以C不正确。磁铁吸引铁屑是磁场力的作用，不是分子力的作用，所以D也不正确。4．物体的内能⑴做热运动的分子具有的动能叫分子动能。温度是物体分子热运动的平均动能的标志。温度越高，分子做热运动的平均动能越大。⑵由分子间相对位置决定的势能叫分子势能。分子力做正功时分子势能减小；分子力作负功时分子势能增大。（所有势能都有同样结

7、论：重力做正功重力势能减小、电场力做正功电势能减小。）rEr0O由上面的分子力曲线可以得出：当r=r0即分子处于平衡位置时分子势能最小。不论r从r0开始增大还是减小，分子势能都将增大。如果以分子间距离为无穷远时的分子势能为零，则分子势能随分子间距离而变的图象如右。可见分子势能与物体的体积有关。体积变化，分子势能也变化（但不能说体积越大分子势能越大，也不能说体积越大分子势能越小）。⑶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。物体的内能跟物体的温度和体积都有关系：温度升高时物体内能增加；体积变化时，物体内能变化。