?第29講 熱學(xué)
知識(shí)圖譜


熱學(xué)


知識(shí)精講
一． 分子動(dòng)理論
1．實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模捍致詼y(cè)定單分子層油膜的分子直徑
注意事項(xiàng)：（1）明確實(shí)驗(yàn)步驟；
（2）學(xué)會(huì)利用已知給點(diǎn)的參量，計(jì)算分子的直徑；

2．?dāng)U散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)、分子熱運(yùn)動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系
擴(kuò)散現(xiàn)象：不同物質(zhì)相互接觸時(shí)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散。
產(chǎn)生：物體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。
特點(diǎn)：（1）從濃度高的向濃度低的擴(kuò)散；（2）溫度的越高擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯；（3）擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體、固體中都能發(fā)生。
意義：擴(kuò)散現(xiàn)象直接說(shuō)明了組成物體的分子總是不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。

布朗運(yùn)動(dòng)
定義：懸浮在液體中的固體微粒永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng)。它首先是由英國(guó)植物學(xué)家布朗在1827年用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉微粒時(shí)發(fā)現(xiàn)的。
產(chǎn)生：大量液體分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)懸浮在其中的微粒撞擊作用的不平衡性是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因．簡(jiǎn)言之：液體分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因。
影響因素：（1）固體微粒的大??；（2）液體的溫度。
意義：布朗運(yùn)動(dòng)本身不是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，但它間接反映了液體分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。

分子熱運(yùn)動(dòng)
定義：物體內(nèi)部大量分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。
特點(diǎn)：（1）永不停息；（2）運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)則；（3）溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越激烈。
擴(kuò)散現(xiàn)象是分子熱運(yùn)動(dòng)造成的，布朗運(yùn)動(dòng)間接證明了分子熱運(yùn)動(dòng)。

3．分子間存在分子力
分子力變化規(guī)律：（1）分子力：分子間引力和斥力的合力。（2）分子力隨距離的變化規(guī)律：如下圖所示，F(xiàn)＞0為斥力，F(xiàn)＜0為引力。


當(dāng)時(shí)，分子間引力和斥力相平衡，分子處于平衡位置，其中r0的數(shù)量級(jí)為；
當(dāng) 時(shí)，分子間引力和斥力都隨r的減小而增大，但斥力增加得更快一些，故斥力大于引力，對(duì)外表現(xiàn)的分子力F為斥力。
當(dāng) 時(shí)，分子間引力和斥力都隨r的增大而減小，但斥力減小得更快一些，故引力大于斥力，對(duì)外表現(xiàn)的分子力F為引力。
當(dāng) 時(shí)，分子間相互作用力變得十分微弱，可認(rèn)為分子力F為零（氣體分子間可認(rèn)為作用力為零）

4．溫度 、溫度計(jì)
攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系：熱力學(xué)溫度是規(guī)定攝氏溫度-273.15°C為零值，即熱力學(xué)溫度(T)與攝氏溫度(t)的關(guān)系為：

5．內(nèi)能
分子動(dòng)能：（1）在熱力學(xué)中，重要的不是某個(gè)分子的動(dòng)能，而是組成系統(tǒng)的大量分子動(dòng)能的平均值，這個(gè)平均值就叫做分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。（2）溫度是分子平均動(dòng)能的唯一標(biāo)志。
分子勢(shì)能：組成系統(tǒng)的分子間存在相互作用力，分子間具有由它們的相對(duì)位置決定的勢(shì)能，這就是分子勢(shì)能。
影響分子勢(shì)能大小的因素：隨著分子間距離的變化，分子力做功，分子勢(shì)能發(fā)生變化，分子間勢(shì)能的變化微觀上與分子間距離決定，宏觀上與物體體積有關(guān)。


分子間距離



分子力
= 0
表現(xiàn)為引力
表現(xiàn)為斥力
分子力做功

增大時(shí)，做負(fù)功
減小時(shí)，做負(fù)功
分子勢(shì)能
最小
增大時(shí)，增大
減小時(shí)，增大


內(nèi)能：物體內(nèi)所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和叫物體的內(nèi)能。微觀上，物體的內(nèi)能取決于物體所含的分子的總數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間的距離。宏觀上，物體所含物質(zhì)的多少、溫度和體積。

二．氣體
1．等溫變化（玻意耳定律）
（1）內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟體積成反比。其壓強(qiáng)隨體積的變化叫做等溫變化。
（2）表達(dá)式：， 式中C為常量?；蛘?，其中p1、V1和p2、V2表示兩個(gè)不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積。
（3）適用條件：所研究的氣體質(zhì)量不變，溫度不變；壓強(qiáng)不太大（和大氣壓比較）、溫度不太低（和室溫比較）的任何氣體。
（4）氣體等溫變化的P-V圖像：一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)的p-V圖像，如圖所示，為雙曲線的一支。

P
O
1/V
P
O
V
?
?
T1
T2


2．等容變化（查理定律）
（1）內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟熱力學(xué)溫度成正比，其壓強(qiáng)隨溫度的變化叫做等容變化。
（2）表達(dá)式： ，式中C為常量?；蛘?，其中p1、T1和p2、T2表示兩個(gè)不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)和溫度。
（3）適用條件：所研究的氣體質(zhì)量不變，體積不變。
（4）氣體等容變化的P-T圖像：一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)的p-T圖像，如圖所示。p-T圖像為平過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線,體積越大斜率越小。p-t圖像的延長(zhǎng)線通過(guò)橫軸t= -273.15°C。
P
O
T/K
p
O
t /°C
-273.15
P0

3．等壓變化（蓋—呂薩克定律）
（1）內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，它的體積跟熱力學(xué)溫度成正比。其體積隨溫度的變化叫做等壓變化
（2）表達(dá)式 ，式中C為常量。或者，其中V1、T1和V2、T2表示兩個(gè)不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)和溫度。
（3）適用條件：所研究的氣體質(zhì)量不變，壓強(qiáng)不變。
（4）氣體等壓變化的V-T圖像：V-T圖像為平過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，壓強(qiáng)越大斜率越小。V-t圖像的延長(zhǎng)線通過(guò)橫軸t= -273.15°C。
V
O
T/K
V
O
t /°C
-273.15
V0

4．理想氣體狀態(tài)方程
（1）理想氣體：為了研究方便，我們假設(shè)這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能嚴(yán)格地遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律，我們把這樣的氣體叫做理想氣體。沒(méi)有特殊說(shuō)明時(shí)，一般都可以將實(shí)際氣體看作理想氣體。
微觀上來(lái)看，理想氣體是指分子本身大小與分子間距離比可以忽略不計(jì)，分子間不存在相互作用那的引力、斥力，故理想氣體無(wú)分子勢(shì)能。理想氣體的內(nèi)能等于所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能之和，故一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能只與溫度有關(guān)。
（2）理想氣體的狀態(tài)方程：一定質(zhì)量的理想氣體，它的壓強(qiáng)、體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值是一個(gè)常數(shù)。
數(shù)學(xué)表達(dá)式：，式中C是與p、V、T無(wú)關(guān)的常量?；蛘摺＿m用條件：一定質(zhì)量的理想氣體。
5．氣體熱現(xiàn)象的微觀意義
（1）氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
單獨(dú)來(lái)看，每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)都是不規(guī)則的，具有偶然性的，但總體來(lái)看，大量分子的運(yùn)動(dòng)服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律；大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布，呈“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，且這個(gè)分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)，平均速率會(huì)增大。
（2）氣體溫度的微觀意義：通過(guò)定量分析可以得出，理想氣體的熱力學(xué)溫度T與分子的平均動(dòng)能成正比，即 ，因此，溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。
（3）氣體壓強(qiáng)的微觀意義：氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)是大量分子對(duì)器壁連續(xù)不斷地碰撞所產(chǎn)生的。決定氣體壓強(qiáng)的因素：從微觀上講，與氣體分子的密集程度和氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)。從宏觀上講，有氣體的溫度和體積有關(guān)。


三．熱力學(xué)定律
1．功和內(nèi)能
（1）焦耳實(shí)驗(yàn)：讓重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器中的水，引起水溫上升。


（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：對(duì)一個(gè)系統(tǒng)在絕熱過(guò)程中，只要對(duì)系統(tǒng)做功相等，系統(tǒng)溫度上升的數(shù)值相等，即系統(tǒng)的狀態(tài)變化相同。
（3）內(nèi)能變化和做功的關(guān)系：當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)絕熱過(guò)程達(dá)到狀態(tài)2時(shí)，內(nèi)能的增加量就等于外界對(duì)系統(tǒng)所做的功，即，外力做正功時(shí)內(nèi)能增加，外力做負(fù)功時(shí)內(nèi)能減小。
（4）熱和內(nèi)能：系統(tǒng)在單純的傳熱過(guò)程中，內(nèi)能的增加量等于外界向系統(tǒng)傳遞的熱量，即，物體吸收熱量?jī)?nèi)能增加，物體放出熱量?jī)?nèi)能減小。
（5）做功和熱傳遞的區(qū)別：做功是宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)向物體的微觀分子熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化。熱傳遞則是通過(guò)分子之間的相互作用，使不同物體間分子熱運(yùn)動(dòng)變化，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。前者能的性質(zhì)發(fā)生了變化，后者能的性質(zhì)不變。

2．熱力學(xué)第一定律
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，這個(gè)關(guān)系叫做熱力學(xué)第一定律。表達(dá)式為：。

3．熱力學(xué)第二定律
（1）自然過(guò)程的方向性：
熱傳遞具有方向性，兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)，熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，要實(shí)現(xiàn)低溫物體向高溫物體傳遞熱量，必須借助外界的幫助，因?yàn)楫a(chǎn)生其他影響或產(chǎn)生其他變化。
氣體擴(kuò)散具有方向性：兩種不同的氣體可以自發(fā)地進(jìn)入對(duì)方，最后成為均勻的混合氣體。但混合后的氣體不可能自發(fā)分開(kāi)。
機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性：物體在水平地面上運(yùn)動(dòng)，因摩擦而逐漸停止，但不可能因吸收原來(lái)傳遞出去的熱量后，在地面上重新運(yùn)動(dòng)起來(lái)。
氣體向真空膨脹有方向性：氣體可以自發(fā)地向真空膨脹，但不可能自發(fā)地使一個(gè)容器恢復(fù)真空。
整個(gè)自然界中，所有的宏觀自發(fā)過(guò)程都具有單向性，都有一定的方向性，都是一種不可你過(guò)程。
（2）熱力學(xué)第二定律的表述：一種表述是克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)的從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化。另一種表述為開(kāi)爾文表述：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不引起其他影響。通常所說(shuō)的第二類永動(dòng)機(jī)就是指從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其它影響的機(jī)器。
（3）熵：在物理學(xué)中用字母表示一個(gè)宏觀狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的微觀狀態(tài)的數(shù)目，用字母S表示熵，則有，式中k叫做玻爾茲曼常數(shù)。在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵值不會(huì)減小，這就是用熵的概念表示的熱力學(xué)第二定律，又叫做熵增加原理。
（4）熱力學(xué)第二定律的微觀解釋
一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行。這是熱力學(xué)第二定律的微觀意義。從微觀的角度看，熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律：一個(gè)孤立系統(tǒng)總是從熵值小的狀態(tài)向熵值大的狀態(tài)發(fā)展，而熵值較大代表著較為無(wú)序，所以自發(fā)的宏觀過(guò)程總是向無(wú)序度更大的方向發(fā)展。
（5）熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的異同
熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是構(gòu)成熱力學(xué)知識(shí)的理論基礎(chǔ)，前者指出在任何熱力學(xué)過(guò)程中能量不會(huì)有任何增加或損失，反映的是能量守恒定律。后者則指出哪些過(guò)程可以自發(fā)地發(fā)生，哪些過(guò)程必須借助于外界條件才能進(jìn)行。

三點(diǎn)剖析
課程目標(biāo)：
1. 分子動(dòng)理論、油膜法實(shí)驗(yàn)測(cè)量分子大小、熱力學(xué)定律；
2. 固體、液體的性質(zhì)；
3. 理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用；

分子動(dòng)理論及熱力學(xué)定律
例題1、 已知地球大氣層的厚度h遠(yuǎn)小于地球半徑R，空氣平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，大氣層中空氣的總質(zhì)量為m，重力加速度為g?？梢怨浪愠龅厍虼髿鈱涌諝夥肿涌倲?shù)為_(kāi)_______，地面大氣壓強(qiáng)為_(kāi)_______。
例題2、 如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能EP與兩分子間距離x的變化關(guān)系如圖所示，設(shè)分子間在移動(dòng)過(guò)程中所具有的總能量為0．則（ ）

A.乙分子在P點(diǎn)時(shí)加速度最大
B.乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小
C.乙分子在Q點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)
D.乙分子在P點(diǎn)時(shí)分子動(dòng)能最大
例題3、 空調(diào)在制冷過(guò)程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器（銅管）液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來(lái)越少，人會(huì)感覺(jué)干燥。某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液化水的體積V＝1.0×103cm3．已知水的密度P＝1.0×103kg／m3、摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg／mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1．試求：（結(jié)果均保留一位有效數(shù)字）
（1）該液化水中含有水分子的總數(shù)N；
（2）一個(gè)水分子的直徑d。
例題4、 （1）下列說(shuō)法正確的是（　?。?br /> A．溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行的越快
B．懸浮在水中的花粉運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)
C．當(dāng)分子間表現(xiàn)為引力時(shí)，隨分子間距離的增大分子間勢(shì)能增大
D．當(dāng)分子間的引力與斥力大小相等時(shí)，分子間勢(shì)能最小
E．外界對(duì)物體做功，物體內(nèi)能一定增加
（2）在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸7mL，用注射器測(cè)得1mL上述溶液中有液滴50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，在玻璃板上描述油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖所示，坐標(biāo)紙中正方形小方格的邊長(zhǎng)為2cm，求：
①油酸膜的面積是多少？
②每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？
③根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測(cè)油酸分子的直徑是多少？

隨練1、[多選題] 關(guān)于物體內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.相同質(zhì)量的兩種物體，升高相同溫度，內(nèi)能增量相同
B.一定量0℃的水結(jié)成0℃的冰，內(nèi)能一定減少
C.一定質(zhì)量的氣體體積增大，既不吸熱也不放熱，內(nèi)能減少
D.一定質(zhì)量的氣體吸熱，而保持體積不變，內(nèi)能一定增大
隨練2、 “用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)
（1）“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)是________
A．將油酸形成的膜看成單分子油膜
B．不考慮各油酸分子間的間隙
C．考慮了各油酸分子間的間隙
D．將油酸分子看成球形
（2）某學(xué)生在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，計(jì)算結(jié)果偏大，可能是由于________
A．油酸未完全散開(kāi)
B．油酸溶液濃度低于實(shí)際值
C．計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴體積時(shí)1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴
（3）在“用油膜法估測(cè)分子大小”實(shí)驗(yàn)中所用的油酸酒精溶液為1000mL溶液中有純油酸 0.6mL，用量筒測(cè)得1mL上述溶液為80滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開(kāi)，油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm，試求：

①油酸膜的面積是________cm2．
②每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是________m3
③實(shí)驗(yàn)測(cè)出油酸分子的直徑是________m．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
④實(shí)驗(yàn)中為什么要讓油膜盡可能散開(kāi)？________．
隨練3、[多選題] 如圖所示為分子勢(shì)能Ep與分子間間距r的關(guān)系曲線，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.理想氣體的分子間平均距離為r2
B.液態(tài)油酸分子間的平均距離為r1
C.液體表面處分子間平均距離比r2略大
D.處于熔點(diǎn)的晶體熔化吸熱過(guò)程中，分子間的平均距離r會(huì)發(fā)生變化

固體、液體特征
例題1、 下列有關(guān)分子動(dòng)理論和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，其中正確的是（ ）
A.分子間距離減小時(shí)分子勢(shì)能一定減小
B.溫度越高，物體中分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈
C.懸浮在液體中的固體微粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯
D.非晶體的物理性質(zhì)各向同性而晶體的物理性質(zhì)都是各向異性
例題2、 關(guān)于熱現(xiàn)象和熱力學(xué)規(guī)律的說(shuō)法，正確的是（ ）
A.布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B.由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液面分子間作用力表現(xiàn)為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢(shì)
C.隨著分子間距離減小，分子間引力減小，分子間斥力增大
D.晶體熔化時(shí)吸收熱量，分子平均動(dòng)能增大
例題3、 如圖所示，曲線M、N分別表示晶體和非晶體在一定壓強(qiáng)下的熔化過(guò)程，圖中橫軸表示時(shí)間t，縱軸表示溫度T．從圖中可以確定的是（填選項(xiàng)前的字母）（ ）

A.晶體和非晶體均存在固定的熔點(diǎn)T0
B.曲線M的bc段表示固液共存狀態(tài)
C.曲線M的ab段、曲線N的ef段均表示固態(tài)
D.曲線M的cd段、曲線N的fg段均表示液態(tài)
例題4、[多選題] 關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．理想氣體的等壓膨脹過(guò)程一定吸熱
B．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng)，它說(shuō)明液體分子不停息地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)
C．氣體溫度越高，每個(gè)分子的速度一定越大
D．空氣中小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果
E．能量耗散反映了熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程具有不可逆性
隨練1、[多選題] 關(guān)于晶體的下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.多晶體都有固定的形狀，確定的熔點(diǎn)
B.所有晶體由固態(tài)變成液態(tài)后，再由液態(tài)變成固態(tài)時(shí)，固態(tài)仍為晶體
C.液晶分子的空間排列雖然在特定的方向排列比較整齊，但是分子的排列是不穩(wěn)定的
D.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)
隨練2、 以下關(guān)于晶體和液體的說(shuō)法中正確的是（ ）
A.荷葉上的露珠呈球形是表面張力作用的結(jié)果
B.產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象時(shí),液體在毛細(xì)管中一定上升
C.浸潤(rùn)液體呈凸液面,不浸潤(rùn)液體呈凹液面
D.液晶對(duì)不同顏色光的吸收強(qiáng)度隨電場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化

氣體定律及應(yīng)用
例題1、 （1）關(guān)于熱現(xiàn)象，下列說(shuō)法中，正確的是________．
A．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)的分子數(shù)及溫度有關(guān)
B．同種物質(zhì)在不同條件下所生成的晶體的微粒都按相同的規(guī)則排列
C．體積不變，壓強(qiáng)減小的過(guò)程，氣體一定放出熱量，內(nèi)能減小
D．－切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性減小的方向進(jìn)行
E．物體的內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和
（2）如圖所示，可導(dǎo)熱的汽缸內(nèi)用很薄的質(zhì)量不計(jì)的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞離汽缸底部的高度為h＝20cm，整體放在冰水混合物中．取一小盒砂子緩慢地倒在活塞的上表面上．砂子倒完時(shí)，活塞下降了Δh＝5cm．再取相同質(zhì)量的一小盒砂子緩慢地倒在活塞的上表面上．外界的壓強(qiáng)和溫度始終保持不變，不計(jì)活塞與汽缸|7壁間的摩擦，求：

①第二次砂子倒完時(shí)活塞距汽缸底部的高度；
②在第二次倒砂子的過(guò)程中外界對(duì)氣體做功70J，封閉氣體吸熱還是放熱，傳遞的熱量是多少．
例題2、 如圖所示，兩個(gè)截面積都為S的圓柱形容器，右邊容器高為H，上端封閉，左邊容器上端是一個(gè)可以在容器內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)的質(zhì)量為M的活塞．兩容器由裝有閥門的極細(xì)管道相連，容器、活塞和細(xì)管都是絕熱的．開(kāi)始時(shí)閥門關(guān)閉，左邊容器中裝有理想氣體，平衡時(shí)活塞到容器底的距離為H，右邊容器內(nèi)為真空．現(xiàn)將閥門緩慢打開(kāi)，活塞便緩慢下降，直至系統(tǒng)達(dá)到新的平衡，此時(shí)理想氣體的溫度增加為原來(lái)的1.2倍，已知外界大氣壓強(qiáng)為P0，求此過(guò)程中氣體內(nèi)能的增加量．

例題3、 如圖所示為農(nóng)村家用液化氣用完后罐裝示意圖，兩個(gè)導(dǎo)熱性能良好的完全相同的鋼瓶，甲裝有36L的液體和4L、6個(gè)大氣壓的高壓氣體；乙內(nèi)有一個(gè)大氣壓的40L氣體（瓶?jī)?nèi)液化氣用完后仍有少量殘液，體積不計(jì)）；現(xiàn)將甲瓶倒置按如圖所示連接，將甲瓶?jī)?nèi)液體緩慢壓裝到乙瓶中。（不計(jì)連接管道的長(zhǎng)度和體積以及液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)）
①試分析在壓裝過(guò)程中隨甲瓶?jī)?nèi)液體減少，甲內(nèi)部氣體內(nèi)能如何變化？鋼瓶甲吸熱還是放熱？
②甲瓶最多可向乙瓶?jī)?nèi)壓裝多少液體？

例題4、 （1）下列說(shuō)法中正確的是________

A．當(dāng)液體與大氣相接觸時(shí)，液體表面層的分子間作用表現(xiàn)為相互吸引
B．內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能可能相同
C．一定質(zhì)量的氧氣在不同的溫度下分子的速率分布情況如圖所示，實(shí)線和虛線分別對(duì)應(yīng)的溫度為t1和t2，則由圖可得t1大于t2
D．隨著分子間距離的增大，分子間作用力減小，分子勢(shì)能也減小
E．彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)
（2）如圖所示，一根兩端開(kāi)口、橫截面積S＝2cm2的足夠長(zhǎng)的玻璃管豎直插入水銀槽中并固定（插入水銀槽中的部分足夠深）。管中有一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的光滑活塞，活塞上放一個(gè)質(zhì)量m＝0.1kg的砝碼，活塞下封閉著長(zhǎng)L＝20cm的氣柱，氣體的溫度t1＝7℃，外界大氣壓取p0＝1.0×105Pa（相當(dāng)于75cm高的汞柱的壓強(qiáng)），g＝10m／s2。

①對(duì)氣體加熱，使其溫度升高到t2＝77℃，求此時(shí)氣柱的長(zhǎng)度。
②若在①過(guò)程中，氣體吸收的熱量為10J，則氣體的內(nèi)能增加了多少？
隨練1、 如圖所示，缸壁光滑的柱形氣缸固定在水平面上，中間開(kāi)口與大氣相通，大氣壓強(qiáng)P0＝l×105Pa，一勁度系數(shù)k＝1×103N／m的彈簧與兩活塞連接，處于原長(zhǎng)，活塞截面積S＝1×10－3m2．A、B兩室有同種理想氣體，壓強(qiáng)均為P0，兩活塞距左、右兩壁均為l0＝0.10m，除B室右壁導(dǎo)熱外，其他缸壁和活塞均絕熱?，F(xiàn)對(duì)左室緩慢加熱，當(dāng)A室氣體吸收1000J的熱量時(shí)它對(duì)活塞做了200J的功，B室活塞向右移動(dòng)了0.02m，該過(guò)程中設(shè)外界溫度保持不變，A、B氣室均不漏氣。求：

①A中氣體內(nèi)能的變化量；
②A中活塞移動(dòng)的距離。
隨練2、 如圖所示，水平放置的圓筒形氣缸與一裝有水銀的U形管相連，氣缸中封閉一定質(zhì)量的理想氣體．開(kāi)始時(shí)U形管兩臂中水銀面齊平，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)氣體體積為400mL．若用力F緩慢向左推動(dòng)活塞，使活塞向左移動(dòng)一段距離后，U形管兩臂中的高度差為25cm，已知外界大氣壓強(qiáng)為750毫米汞柱，不計(jì)活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦，試回答下列問(wèn)題：
①簡(jiǎn)要說(shuō)明氣缸內(nèi)氣體對(duì)活塞的壓力是怎樣產(chǎn)生的；
②活塞移動(dòng)過(guò)程中，氣體內(nèi)能如何變化？
③求活塞移動(dòng)后氣體的體積．


拓展
1、 在做“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，每103mL油酸酒精溶液中有純油酸2mL，用注射器測(cè)得1mL上述溶液有250滴，則每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為_(kāi)______mL．在淺盤里倒入約2cm深的水，然后將痱子粉均勻地撒在水面上，如圖所示，把1滴該溶液入淺盤里，待水里穩(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，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，通過(guò)數(shù)方格數(shù)計(jì)算出單分子油膜的面積為400cm2，則該油酸分子的直徑為_(kāi)______m．若發(fā)現(xiàn)痱子粉撒得過(guò)多，則實(shí)驗(yàn)中得到的油酸分子的直徑比油酸分子的真實(shí)直徑_______（填“大”或“小”）

2、 為保證環(huán)境和生態(tài)平衡，在各種生產(chǎn)活動(dòng)中都應(yīng)嚴(yán)禁污染水源．在某一水庫(kù)中，一艘年久失修的快艇在水面上違規(guī)快速行駛，速度為8m/s．導(dǎo)致油箱突然破裂，柴油迅速流入水中，從漏油開(kāi)始到船員堵住漏油共用t=1.5min．測(cè)量時(shí)，漏出的油已在水面上形成寬約為B=100m的長(zhǎng)方形厚油層，已知快艇勻速運(yùn)動(dòng)，漏出油的體積V=1.44×10﹣3m3．（已知油分子的直徑約為10﹣10m）則：
（1）該厚油層的平均厚度D為多少？
（2）該厚油層的厚度D約為分子直徑d的多少倍？
3、 據(jù)環(huán)保部門測(cè)定，在北京地區(qū)沙塵暴嚴(yán)重時(shí)，最大風(fēng)速達(dá)到12m/s，同時(shí)大量的微粒在空中懸?。硥m暴使空氣中的懸浮微粒的最高濃度達(dá)到5.8×10﹣6kg/m3，懸浮微粒的密度為2.0×103kg/m3，其中懸浮微粒的直徑小于10﹣7m的稱為“可吸入顆粒物”，對(duì)人體的危害最大．北京地區(qū)出現(xiàn)上述沙塵暴時(shí)，設(shè)懸浮微粒中總體積的為可吸入顆粒物，并認(rèn)為所有可吸入顆粒物的平均直徑為5.0×10﹣8m，求1.0cm3的空氣中所含可吸入顆粒物的數(shù)量是多少？（計(jì)算時(shí)可把吸入顆粒物視為球形，計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）
4、 下列四幅圖分別對(duì)應(yīng)四種說(shuō)法,其中正確的是（ ）
A.
三顆微粒運(yùn)動(dòng)位置的連線--微粒運(yùn)動(dòng)就是物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),即布朗運(yùn)動(dòng)
B.
分子間的作用力與距離的關(guān)系--當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為時(shí),它們間相互作用的引力和斥力大小相等
C.
食鹽晶體--食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向都是一樣的
D.
小草上的露珠小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用
5、 下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.將一塊晶體敲碎后,得到的小顆粒是非晶體
B.固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)
C.由同種元素構(gòu)成的固體,可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體
D.在合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w,某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w
E.在熔化過(guò)程中,晶體要吸收熱量,但溫度保持不變,內(nèi)能也保持不變
6、[多選題] 下列關(guān)于熱現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是（ ）
A．小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力
B．液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)
C．熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體
D．分子間的距離增大時(shí)，分子勢(shì)能可能減小
E．分子間的距離減小時(shí)，分子引力和斥力都增大
7、 （1）下列說(shuō)法中正確的是________（填正確答案標(biāo)號(hào)。）
A．當(dāng)兩分子間距離增大時(shí)，分子力一定減小而分子勢(shì)能一定增加
B．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)
C．機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能無(wú)法全部用來(lái)做功以轉(zhuǎn)換成機(jī)械能
D．氣體向真空的自由膨脹是不可逆的
E．夏天將密閉有空氣的礦泉水瓶放進(jìn)低溫的冰箱中會(huì)變扁，此過(guò)程中瓶?jī)?nèi)空氣（可看成理想氣體）的內(nèi)能減小，向外放熱
（2）如圖所示，兩端等高、粗細(xì)均勻、導(dǎo)熱良好的U形管豎直放置，右端與大氣相通，左端用水銀柱封閉著長(zhǎng)L1＝40cm的氣柱（可視為理想氣體），左右兩管的水銀面等高。現(xiàn)用小活塞把開(kāi)口端封住，并向下緩慢推動(dòng)活塞，使左管的水銀面上升10cm。已知大氣壓強(qiáng)為p0＝75cmHg，求小活塞從開(kāi)口端向下推動(dòng)的距離L是多少？

8、 （1）下列說(shuō)法正確的是________．
A．所有的固體都有固定的熔點(diǎn)，物理性質(zhì)各向異性
B．氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加
C．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
D．荷葉上的水珠之所以表現(xiàn)為球狀，是因?yàn)橐后w表面張力作用的結(jié)果
E．當(dāng)兩個(gè)分子處于平衡狀態(tài)時(shí)，分子勢(shì)能最小
（2）如圖甲所示，一只一端封閉的導(dǎo)熱玻璃管開(kāi)口豎直向上，用一段長(zhǎng)度為h的水銀柱封住一部分空氣，玻璃管靜止時(shí)空氣柱長(zhǎng)度為L(zhǎng)．現(xiàn)將該玻璃管放在傾角為θ的長(zhǎng)斜面上由靜止釋放，如圖乙所示，已知玻璃管與斜面之間的動(dòng)摩擦因素為μ，大氣壓強(qiáng)為p0．當(dāng)玻璃管在斜面上運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，求玻璃管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度．


答案解析

熱學(xué)


分子動(dòng)理論及熱力學(xué)定律
例題1、
【答案】 ；
【解析】 （1）因?yàn)榈厍虼髿鈱涌諝夥肿涌倲?shù)等于摩爾數(shù)乘以阿伏伽德羅常數(shù)，即：；
（2）由于大氣壓力等于大氣層中氣體分子的總重力，即：P0S＝mg，解得：。
例題2、
【答案】 D
【解析】 A、由圖象可知，乙分子在P點(diǎn)（x=x2）時(shí)，分子勢(shì)能最小，此時(shí)分子處于平衡位置，分子引力與分子斥力大小相等，合力為零，加速度為零，故A錯(cuò)誤
B、由圖象可知，乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零，大于分子在P點(diǎn)的分子勢(shì)能，因此在Q點(diǎn)分子勢(shì)能不是最小，故B錯(cuò)誤；
C、乙分子在Q點(diǎn)（x=x1）時(shí)，分子間距離小于平衡距離，分子引力小與分子斥力，合力表現(xiàn)為斥力，在Q點(diǎn)分子不處于平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D、乙分子在P點(diǎn)（x=x2）時(shí)，分子勢(shì)能最小，由能量守恒定律則知，分子的動(dòng)能最大，故D正確
例題3、
【答案】 （1）3×1025個(gè)
（2）4×10－10m
【解析】 （1）V＝1.0×103cm3水的摩爾數(shù)
水分子數(shù)：N＝nNA，
則得個(gè)
②建立水分子的球模型設(shè)其直徑為d。由上題得：
每個(gè)水分子的體積為
又
故得水分子直徑
代入解得d＝4×10－10m。
例題4、
【答案】
【解析】 （1）A、分子熱運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行的越快，故A正確；
B、懸浮在水中的花粉運(yùn)動(dòng)反映了液體分子的熱運(yùn)動(dòng)，而不是反映花粉分子的運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)分子間表現(xiàn)為引力時(shí)，隨分子間距離的增大分子力做負(fù)功，故分子勢(shì)能增大，故C正確；
D、根據(jù)分子勢(shì)能與分子力做功的關(guān)系可知，當(dāng)分子間的引力與斥力大小相等時(shí)，分子間勢(shì)能最小，故D正確；
E、外界對(duì)物體做功時(shí)，如果沒(méi)有熱交換，則內(nèi)能一定減小，故E錯(cuò)誤．
故選：ACD．
（2）①由圖示坐標(biāo)紙可知，油膜所占方格數(shù)是60（超過(guò)半個(gè)算一個(gè)，不足半個(gè)舍去），則油膜的面積 S=60×（20×10﹣3）2=2.4×10﹣2m2；
②每一滴酒精油酸溶液含純油酸的體積 V=×=1.4×10﹣5mL=1.4×10﹣5cm3=1.4×10﹣11m3；
③油酸分子的直徑 d==m=5.8×10﹣10m；
隨練1、[多選題]
【答案】 B C D
【解析】 暫無(wú)解析
隨練2、
【答案】 （1）ABD
（2）AC
（3）①115；②7.5×10－12；③6.5×10－10；④這樣做的目的是為了讓油膜在水平面上形成單分子油膜
【解析】 （1）在“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)的基本原理是：
①讓油膜盡可能散開(kāi)，形成單分子層；②把油酸分子看成球形；③不考慮分子之間空隙，故ABD正確，C錯(cuò)誤．
（2）計(jì)算油酸分子直徑的公式是，V是純油酸的體積，S是油膜的面積．
A．油酸未完全散開(kāi)，S偏小，故得到的分子直徑d將偏大，故A正確；
B．如果油酸溶液濃度低于實(shí)際值，則油酸的實(shí)際體積偏小，則直徑將偏小，故B錯(cuò)誤；
C．計(jì)算油膜面積時(shí)舍去了所有不足一格的方格，S將偏小，故得到的分子直徑將偏大，故C正確；
D．求每滴體積時(shí)，lmL的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴，由可知，純油酸的體積將偏小，則計(jì)算得到的分子直徑將偏小，故D錯(cuò)誤；
（3）①由圖示可知，由于每格邊長(zhǎng)為1cm，則每一格就是1cm2 ，估算油膜面積以超過(guò)半格以一格計(jì)算，小于半格就舍去的原則，估算出115格．則油酸薄膜面積S＝115cm2，
②一滴油溶液中含油的體積為 ＝7.5×10－6mL＝7.5×10－12 m3，
③所以油酸分子直徑為 ＝6.5×10－10m；
④當(dāng)油酸溶液滴在水面后，讓油膜盡可能散開(kāi)，目的是為了讓油膜在水平面上形成單分子油膜．
隨練3、[多選題]
【答案】 C D
【解析】 A、理想氣體的分子式能為零，對(duì)應(yīng)的分子間平均距離為大于r2，故A錯(cuò)誤；
B、液態(tài)油酸分子間的平均距離為大于r1，故B錯(cuò)誤；
C、r2處分子力為零，液體表面處分子力表現(xiàn)為引力，分子間平均距離應(yīng)該比r2略大，故C正確；
D、處于熔點(diǎn)的晶體熔化吸熱過(guò)程中，分子大小沒(méi)有發(fā)生變化但分子的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，分子間的距離變小了。故D錯(cuò)誤

固體、液體特征
例題1、
【答案】 B
【解析】 A、分子間距離r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，分子間距離＜r0，距離減小，分子勢(shì)能增加，故A錯(cuò)誤；
B、溫度越高，物體中分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈，故也稱之為“分子熱運(yùn)動(dòng)”，故B正確；
C、懸浮在液體中的固體微粒越大，慣性越大，周圍的水分子越撞不動(dòng)它，布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯，故C錯(cuò)誤；
D、不是所有晶體的物理性質(zhì)都是各向異性，例如金屬晶體的整體表現(xiàn)出各向同性，故D錯(cuò)誤。
例題2、
【答案】 B
【解析】 A、布朗運(yùn)動(dòng)是固體微粒的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
B、由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液面分子間作用力表現(xiàn)為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢(shì)，故B正確；
C、隨著分子間距離減小，分子間引力、斥力都增大，只是斥力增加的快，故C錯(cuò)誤；
D、晶體熔化時(shí)吸收熱量，溫度不一定升高，所以分子平均動(dòng)能不一定增加，故D錯(cuò)誤。
例題3、
【答案】 B
【解析】 A、晶體具有比較固定的熔點(diǎn)，非晶體則沒(méi)有固定的熔點(diǎn)故A錯(cuò)誤。
B、晶體是在固定的溫度下熔化為液體，而非晶體是隨著溫度的升高逐漸由硬變軟，最后變成液體。那么bc段表示晶體的固液共存狀態(tài)，故B正確。
C、曲線M的ab段表示固態(tài)。由于非晶體沒(méi)有一定熔點(diǎn)逐步熔化，曲線N是非晶體在一定壓強(qiáng)下的熔化過(guò)程，晶體只要吸熱，熔化過(guò)程就進(jìn)行，所以曲線N的ef段不表示固態(tài)，故C錯(cuò)誤。
D、曲線M的cd段表示液態(tài)。曲線N的fg段不表示液態(tài)，故D錯(cuò)誤。
例題4、[多選題]
【答案】
【解析】 A、根據(jù)可知，理想氣體的等壓膨脹過(guò)程，對(duì)外做功，且溫度升高，所以氣體一定吸熱，故A正確；
B、布朗運(yùn)動(dòng)是布朗粒子的運(yùn)動(dòng)，它說(shuō)明液體分子不停息地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C、氣體溫度越高，平均動(dòng)能增大，但并不是每個(gè)分子的速度一定越大，故C錯(cuò)誤；
D、由于表面張力的作用，使得空氣中小雨滴呈球形，故D正確；
E、根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，能量耗散反映了熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程具有方向性，是不可逆性，故E正確。
隨練1、[多選題]
【答案】 C D
【解析】 A、所有晶體都有固定的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，單晶體有固定的形狀，多晶體沒(méi)有固定的形狀。故A錯(cuò)誤；
B、晶體狀態(tài)的硫 由固態(tài)（晶體）熔化變成液態(tài)硫后，再由液態(tài)變成固態(tài)時(shí)，新的固態(tài)的硫不一定是晶體。故B錯(cuò)誤。
C、液晶是一類比較特殊的物態(tài)，其分子排列的有序性介于晶體和液體之間，液晶分子在特定方向排列比較整齊，但不穩(wěn)定。故C正確；
D、液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似具有各向異性，彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)。故D正確。
隨練2、
【答案】 A D
【解析】 解:A、荷葉上的露珠呈球形是表面張力作用的結(jié)果,A正確; B、產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象時(shí),也可能是液體在毛細(xì)管中下降,故B錯(cuò)誤; C、浸潤(rùn)液體情況下容器壁對(duì)液體的吸引力較強(qiáng),附著層內(nèi)分子密度較大,分子間距較小,故液體分子間作用力表現(xiàn)為斥力,附著層內(nèi)液面升高,故浸潤(rùn)液體呈凹液面,不浸潤(rùn)液體呈凸液面,故C錯(cuò)誤; D、液晶對(duì)不同顏色光的吸收強(qiáng)度隨電場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化,D正確. 故選:AD. 荷葉上的露珠呈球形是表面張力作用的結(jié)果; 浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管中上升和不浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管中下降都叫毛細(xì)現(xiàn)象; 浸潤(rùn)液體呈凹液面,不浸潤(rùn)液體呈凸液面; 液晶對(duì)不同顏色光的吸收強(qiáng)度隨電場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化. 了解毛細(xì)現(xiàn)象的概念以及液晶的性質(zhì)和表面張力的作用效果是解決該題的關(guān)鍵.

氣體定律及應(yīng)用
例題1、
【答案】 （1）ACE
（2）①12cm
②70J
【解析】 （1）ACE
（2）①設(shè)大氣和活塞對(duì)氣體的壓強(qiáng)為p0，加一小盒沙子對(duì)氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p，由玻馬定律得：
p0h＝（p0＋p）（h－Δh）
得
再加一小盒沙子后，氣體的壓強(qiáng)變?yōu)閜0＋2P．設(shè)第二次加沙子后，活塞的高度為h'，由玻馬定律得：
p0h＝（p0＋2p）h'
解得：h'＝0.6h＝12cm
②氣體等溫壓縮，內(nèi)能不變，外界對(duì)氣體做功，故氣體一定放出熱量
根據(jù)學(xué)第一定律，有：ΔU＝W＋Q（分）
故Q＝－W＝－70J
氣體放出熱量70J．
例題2、
【答案】
【解析】 理想氣體發(fā)生等壓變化．設(shè)氣體壓強(qiáng)為p，活塞受力平衡：pS＝Mg＋p0S，
設(shè)氣體初態(tài)的溫度為T，系統(tǒng)達(dá)到新平衡時(shí)活塞下降的高度為x，由蓋－－呂薩克定律得：；
解得：；
又系統(tǒng)絕熱，即Q＝0；
外界對(duì)氣體做功為：W＝pSx；
根據(jù)熱力學(xué)第一定律有：△U＝W＋Q；
所以：；
答：此過(guò)程中氣體內(nèi)能的增加量為．
例題3、
【答案】 ①不變；吸熱
②12.5L
【解析】 ①甲瓶?jī)?nèi)液體緩慢壓裝到乙瓶中，甲瓶?jī)?nèi)氣體的溫度可認(rèn)為不變，則內(nèi)能不變；體積變大，對(duì)外做功，則氣體吸熱。
②設(shè)甲內(nèi)液體最多有xL進(jìn)入乙瓶，乙瓶中氣體灌裝液體前，壓強(qiáng)為P乙＝1atm，體積為V1＝40L；
灌裝后體積最小為V乙′＝（40﹣x）L
此時(shí)乙瓶中壓強(qiáng)與甲瓶中壓強(qiáng)相等，均為P，
由等溫變化可知：
甲瓶中氣體氣壓為P甲＝6atm，體積為V甲＝4L，結(jié)束后壓強(qiáng)為P，體積為V甲′＝（40＋x）L；
由等溫變化可得：
聯(lián)立解得x＝12.5L。
例題4、
【答案】 （1）A，B，E
（2）①25cm
②8.95J
【解析】 （2）①被封閉氣體的初狀態(tài)為：T1＝280K，L1＝20cm，V1＝L1S；末狀態(tài)為：T2＝350K，V2＝L2S
因氣體做等壓變化，有：即
代入解得：L2＝25cm。
②在①過(guò)程中，被封閉氣體的壓強(qiáng)
則氣體對(duì)外做的功W＝p1Sh＝p1S（L2－L1）＝1.05J
根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：ΔU＝－W＋Q＝－1.05J＋10J＝8.95J
即氣體的內(nèi)能增加了8.95J。
隨練1、
【答案】 ①800J
②0.045m
【解析】 ①由題意得：A器室氣體Q＝1000J、W＝－200J
由熱力學(xué)第一定律得：ΔU＝Q＋W＝1000－200J＝800J
即內(nèi)能增加800J；
②B室氣體等溫變化，由玻意耳定律得：
P0l0S＝PlS
l＝l0－002m＝0.08m
代入數(shù)據(jù)解得：P＝1.25×105Pa
B中活塞受力平衡：P0S＋kx＝PS
代入數(shù)據(jù)解得：x＝0.025m
所以A中活塞向右移動(dòng)：x＋0.02m＝0.045m
隨練2、
【答案】 ①大量氣體分子不斷碰撞活塞，從而對(duì)活塞產(chǎn)生持續(xù)的壓力；
②活塞移動(dòng)過(guò)程中，氣體內(nèi)能不變；
③300mL．
【解析】 （1）大量氣體分子不斷碰撞活塞，從而對(duì)活塞產(chǎn)生持續(xù)的壓力
（2）氣體做等溫變化，內(nèi)能不變
（3）P1=P0=750mmHg
V1=400mL P2=100mmHg
氣體做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律 P1V1=P2V2

答：①大量氣體分子不斷碰撞活塞，從而對(duì)活塞產(chǎn)生持續(xù)的壓力；
②活塞移動(dòng)過(guò)程中，氣體內(nèi)能不變；
③活塞移動(dòng)后氣體的體積300mL．

拓展
1、
【答案】 8×10﹣6；2×10﹣10；大
【解析】 計(jì)算步驟：先計(jì)算一滴油酸酒精溶液中油酸的體積＝一滴酒精油酸溶液的體積×配制比例
V0mL＝8×10﹣6mL，
再計(jì)算油膜面積，最后計(jì)算分子直徑為：
dm＝2×10﹣10m；
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若撒的痱子粉過(guò)多，則油酸溶液在水面上形成的油膜面積偏小，由d可知，實(shí)驗(yàn)測(cè)量的油酸分子的直徑偏大
2、
【答案】 （1）該厚油層的平均厚度D為2×10﹣8m（2）該厚油層的厚度D約為分子直徑d的200倍
【解析】 （1）油層長(zhǎng)度L=vt=8×90m=720m ①
所以油層厚度 D=②
（2）n= （倍） ③
3、
【答案】 1.0cm3的空氣中所含可吸入顆粒物的數(shù)量是9×105個(gè)
【解析】 沙塵暴天氣時(shí)，1m3的空氣中所含懸浮微粒的總體積為V==m3=2.9×10﹣9m3
那么1m3中所含的可吸入顆粒物的體積為：V′==5.8×10﹣11m3
又因?yàn)槊恳粋€(gè)可吸入顆粒的體積為：V0=πd3≈6.54×10﹣23m3
所以1m3中所含的可吸入顆粒物的數(shù)量：n=≈8.9×1011個(gè)
故1cm3中的空氣所含可吸入顆粒物的數(shù)量為：n′=n×10﹣6=9×105個(gè)
答：1.0cm3的空氣中所含可吸入顆粒物的數(shù)量是9×105個(gè)
4、
【答案】 B D
【解析】 解:A、布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng),它是分子熱運(yùn)動(dòng)的間接反應(yīng),但不是分子熱運(yùn)動(dòng);故A錯(cuò)誤; B、分子間作用力隨分子間距離的增大而減小,當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為時(shí),它們間相互作用的引力和斥力大小相等;故B正確; C、單晶體具有規(guī)則的形狀,并且也具有各向異性,多晶體具有各向同性;故C錯(cuò)誤; D、小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用;故D正確; 故選:BD 布朗運(yùn)動(dòng)是指固體小顆粒的運(yùn)動(dòng),不是分子的運(yùn)動(dòng); 當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為時(shí),它們間相互作用的引力和斥力大小相等; 分子力做正功時(shí),分子勢(shì)能減小;分子力做負(fù)功時(shí),分子勢(shì)能增大; 單晶體結(jié)構(gòu)規(guī)則且具有各向異性; 液體表面存在表面張力的作用,露珠呈球形. 本題考查布朗運(yùn)動(dòng),分子間的相互作用力、分子勢(shì)能及單晶體的性質(zhì)等,均屬于選修中的基礎(chǔ)內(nèi)容;要注意準(zhǔn)確把握各種現(xiàn)象的本質(zhì)內(nèi)容.注意對(duì)的全面把握.
5、
【答案】 B C D
【解析】 解:、將一塊晶體敲碎后,得到的小顆粒還是晶體,選項(xiàng)錯(cuò)誤.、固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同方向上各向異性,具有不同的光學(xué)性質(zhì),選項(xiàng)正確.、由同種元素構(gòu)成的固體,可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體,例如石墨和金剛石.選項(xiàng)正確.、在合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w,某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w,例如天然石英是晶體,熔融過(guò)的石英卻是非晶體.把晶體硫加熱熔化(溫度超過(guò))再倒進(jìn)冷水中,會(huì)變成柔軟的非晶硫,再過(guò)一段時(shí)間又會(huì)轉(zhuǎn)化為晶體硫.所以選項(xiàng)正確.、在熔化過(guò)程中,晶體要吸收熱量,雖然溫度保持不變,但是內(nèi)能要增加.選項(xiàng)錯(cuò)誤 故選:
6、[多選題]
【答案】
【解析】 A、表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大一些，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用。故A正確；
B、懸浮在液體里的固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫布朗運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C、熱量可以在一定的條件下由低溫物體傳到高溫物體，如空調(diào)機(jī)。故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)分子間距小于r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著分子間距的增大，分子勢(shì)能減小，故D正確；
E、分子引力和斥力都隨距離的增大兩者都減小，隨距離的減小都增大，故E正確。
7、
【答案】 （1）CDE（2）25cm
【解析】 暫無(wú)解析
8、
【答案】 （1）BDE（2）
【解析】 （1）BDE
（2）以玻璃管內(nèi)氣體為研究對(duì)象，設(shè)水銀柱橫截面積為S
初狀態(tài)：p1＝p0＋ρgh① V1＝LS②
設(shè)玻璃管運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)的加速度為a，由牛頓第二定律，得
Mgsinθ－μMgcosθ＝Ma③
mgsinθ＋P0S－P′S＝ma④
則末狀態(tài)：p2＝p0＋μρghcosθ⑤V2＝L′S⑥
由玻意耳定律，得p1V1＝p2V2⑦
解得⑧

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