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第二課時 單元知識整合
1．布朗運動和擴散現象說明了分子永不停息地做無規(guī)則運動，布朗運動并不是分子的運動，而是分子 無規(guī)則運動的反映。
2．分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間的距離的減小而增大，但斥力比引力變化得快；當10r0>r>r0時，分子力表現為引力，當r< r0時，分子力表現為斥力。
3．物體的內能是所有分子做熱運動的分子動能和分子勢能的總和，溫度是分子熱運動平均動能的標志，物體的內能與溫度、體積和分子數有關。
4．當r= r0時，分子勢能最小，當10r0>r>r0時，分子勢能隨r的增大而增大，當r< r0時，分子勢能隨r的增大而減小。
5．改變內能的方式有做功和熱傳遞；它們對改變物體內能是等效的，但做功是能量的轉化，熱傳遞是能量的轉移。
6．熱力學第一定律的表達式為△U＝W+Q。熱力學第二定律告訴我們不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化；或者說不可能使熱量由低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化，所以說第二類永動機不可能制成。
7．一定質量的氣體的壓強，在宏觀上取決于溫度和體積，在微觀上取決于平均動能和分子密度。
8．液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢。
9．液晶一方面像液體具有流動性，另一方面又像晶體在特定方向比較整齊，具有各向異性。
1．構建理想化模型
(1)計算分子大小和分子間距時構建“球模型”和“立方體”模型。
(2)研究分子間的相互作用力時構建“彈簧模型”。
(3)研究氣體的狀態(tài)變化時構建“理想氣體模型”。
2．單分子油膜法測分子直徑，其中還包括“數格子”的估算方法(有些參考書稱之為“填補法”)。
3．假設法：如在研究第一類永動機和第二類永動機時可假沒它的存在，推出與已知的定律或規(guī)律相矛盾的結論。
4．統(tǒng)計法：研究氣體的熱運動，可以從統(tǒng)計的角度研究氣體分子運動的特點。
5．能量守恒法：能量守恒不僅是一種規(guī)律，而且是研究物理問題的一種重要方法。
6．與NA有關的計算的基本思路：
知識點一分子大小的估算
分子大小估算方法，是根據題目中給出的條件或情景進行的，其中阿伏加德羅常數是聯系宏觀與微觀量的橋梁。
【例1】已知水銀的密度?=1.36?104kg/m3,摩爾質量為?=200.6?10-3kg/mol,求:1cm3水銀中含有的原子數為多少個?并估算水銀原子的直徑.
導示:
得:d=3.6×10-10m
估算分子大小時有兩種模型，對固體和液體，一般用球模型，對氣體估算分子間距離時用立方體模型。
知識點二氣體分子運動論
氣體的壓強是由大量分子與容器壁碰撞而產生的，從微觀角度看，它與單位體積內的分子數目有關，與分子運動的平均速度有關。在宏觀上看，它與氣體的體積、氣體的溫度有關。
【例2】（07理綜）如圖所示，質量為m的活塞將一定質量的氣體封閉在氣缸內，活塞與氣缸之間無摩擦。a態(tài)是氣缸放在冰水混合物中氣體達到的平衡狀態(tài)，b態(tài)是氣缸從容器中移出后，在室溫（270C）中達到的平衡狀態(tài)。氣體從a態(tài)變化到b態(tài)的過程中大氣壓強保持不變。若忽略氣體分子之間的勢能，下列說法正確的是（ ）
A、與b態(tài)相比，a態(tài)的氣體分子在單位時間內撞擊活塞的個數較多
B、與a態(tài)相比，b態(tài)的氣體分子在單位時間內對活塞的沖量較大
C、在相同時間內，a、b兩態(tài)的氣體分子對活塞的沖量相等
D、從a態(tài)到b態(tài)，氣體的內能增加，外界對氣體做功，氣體對外界釋放了熱量
導示:由于兩種狀態(tài)下壓強相等,所以在單位時間單位面積里氣體分子對活塞的總沖量肯定相等;由于b狀態(tài)的溫度比a狀態(tài)的溫度要高,所以分子的平均動量增大,因為總沖量保持不變,所以b狀態(tài)單位時間內沖擊活塞的分子數肯定比a狀態(tài)要少.故選AC。
知識點三制冷原理
【例3】電冰箱是一種制冷機,是用機械的方法制造人工低溫的裝置.一般電冰箱使用氟里昂作為制冷劑.壓縮機工作時,強迫制冷劑在電冰箱內外的管道中不斷循環(huán),那么,下列說法中正確的是（ ）
A.冰箱內的管道中,制冷劑迅速膨脹并吸收熱量
B.冰箱外的管道中,制冷劑迅速膨脹并放出熱量
C.冰箱內的管道中,制冷劑被劇烈壓縮并吸收熱量
D.冰箱外的管道中,制冷劑被劇烈壓縮并放出熱量.
導示:熱量不會自發(fā)地從低溫熱源移向高溫熱源,要實現這種逆向傳熱,需要外界做功.氣態(tài)的制冷劑在壓縮機中經壓縮成高溫氣體,送入冷凝器,將熱量傳給空氣或水,同時制冷劑液化成液態(tài),再通過膨脹閥或毛細管進行節(jié)流減壓膨脹后,進入箱內蒸發(fā)器,液態(tài)制冷劑在低壓下可以在較低溫度下蒸發(fā)為氣體,在蒸發(fā)過程中制冷劑吸熱,使周圍溫度降低,產生低溫環(huán)境,蒸發(fā)后氣態(tài)的制冷劑再送入壓縮機,這樣周而復始,由外界(壓縮機)做功,系統(tǒng)(制冷劑)從低溫熱源(蒸發(fā)器)吸熱,把熱量傳到高溫熱源(冷凝器),從而在冰箱內產生低于室溫的溫度.根據前面的分析可知AD正確。
應理解熱力學定律和氣體狀態(tài)變化的特點。
知識點四氣體的實際問題
氣體的實際問題，與日常生活聯系密切，氣體分子數目、氣體壓強計算時要抓住被研究的對象，進行模型化處理。
【例4】（07年山東卷）某壓力鍋結構如圖所示。蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱，當鍋內氣體壓強達到一定值時，氣體就把壓力閥頂起。假定在壓力閥被頂起時，停止加熱。
（1）若此時鍋內氣體的體積為V，摩爾體積為V0，阿伏加德羅常數為NA，寫出鍋內氣體分子數的估算表達式。
（2）假定在一次放氣過程中，鍋內氣體對壓力閥及外界做功1J,并向外界釋放了2J的熱量。鍋內原有氣體的內能如何變化？變化了多少？
（3）已知大氣壓強P隨海拔高度H的變化滿足P=P0（1-αH），其中常數α＞0。結合氣體定律定性分析在不同的海拔高度使用壓力鍋，當壓力閥被頂起時鍋內氣體的溫度有何不同。
導示:（1）設鍋內氣體分子數為n，
（2）根據熱力學第一定律，ΔE=W+Q=-3J
鍋內氣體內能減少，減少了3J
（3）由P=P0（1-αH）（其中α＞0）知，隨著海拔高度的增加，大氣壓強減小；
由P1=P+mg/S知，隨著海拔高度的增加，閥門被頂起時鍋內氣體壓強減�。�
根據查理定律P1/T1=P2/T2
可知閥門被頂起時鍋內氣體溫度隨著海拔高度的增加而降低。
知識點五氣體狀態(tài)參量的變化
氣體狀態(tài)參量的變化，涉及P、V、T三個物理量，分析物理過程中是否有不變的物理量，還是三個物理量都發(fā)生變化，選擇好研究的氣體對象后，根據氣體實驗定律可理想氣體狀態(tài)方程列式求解。
【例5】(07寧夏卷)如圖所示，兩個可導熱的氣缸豎直放置，它們的底部都由一細管連通（忽略細管的容積）。兩氣缸各有一個活塞，質量分別為m1和m2，活塞與氣缸無摩擦�；钊�的下方為理想氣體，上方為真空。當氣體處于平衡狀態(tài)時，兩活塞位于同一高度h。（已知m1＝3m，m2＝2m）
⑴在兩活塞上同時各放一質量為m的物塊，求氣體再次達到平衡后兩活塞的高度差（假定環(huán)境溫度始終保持為T0）。
⑵在達到上一問的終態(tài)后，環(huán)境溫度由T0緩慢上升到T，試問在這個過程中，氣體對活塞做了多少功？氣體是吸收還是放出了熱量？（假定在氣體狀態(tài)變化過程中，兩物塊均不會碰到氣缸頂部）。
導示: ⑴設左、右活塞的面積分別為A/和A，由于氣體處于平衡狀態(tài)，故兩活塞對氣體的壓強相等，即：
由此得：
在兩個活塞上各加一質量為m的物塊后，右活塞降至氣缸底部，所有氣體都在左氣缸中。
在初態(tài)，氣體的壓強為 ，體積為 ；在末態(tài)，氣體壓強為 ，體積為 （x為左活塞的高度）。由玻意耳－馬略特定律得：
解得： ，即兩活塞的高度差為
⑵當溫度由T0上升至T時，氣體的壓強始終為 ，設x/是溫度達到T時左活塞的高度，由蓋?呂薩克定律得：
活塞對氣體做的功為：
在此過程中氣體吸收熱量
1．以下關于分子力的說法,正確的是（ ）
A.分子間既存在引力也存在斥力
B.液體難被壓縮表明液體分子中分子力總是引力
C.氣體分子之間總沒有分子力的作用
D.擴散現象表明分子間不存在引力
2．一個帶活塞氣缸內盛有一定量的氣體,若此氣體的溫度隨其內能的增大而升高,則
A.將熱量傳給氣體,其溫度必升高
B.壓縮氣體,其溫度必升高
C.壓縮氣體,同時氣體向外界放熱,其溫度必不變’
D.壓縮氣體,同時將熱量傳給氣體,其溫度必升高
3．封閉在玻璃玻璃容器內的氣體,溫度升高時,不發(fā)生改變的物理量有: ( )
A.分子動能 B.分子勢能 C.氣體的壓強 D.分子的密度 E.氣體的狀態(tài)
參考答案
1．A 2．D 3．BD


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