课件22张PPT。第一章 分子动理论第一章 分子动理论1 物体是由大量分子组成的目标导航
1. 知道物体是由大量分子组成的及分子大小
(直径的大小、质量的大小)的数量级．
2. 知道阿伏伽德罗常量及其意义，会利用阿伏伽德罗常量进行有关的计算和估算．
3. 知道分子之间存在空隙．
一、物体是由分子组成的
1.在热学范围，由于原子、分子或离子遵循相同的热运动规律，因此在讨论热运动时，这些微粒统称为________，也可以说成宏观物体是由_________组成的．
2.分子是具有各种物质的化学性质的最小微粒．分子分子二、分子的大小
1.除了一些有机物质的大分子外，多数分子尺寸的数量级为__________m.
2.一般分子质量的数量级为10－26 kg.
三、阿伏伽德罗常量
1.定义：1 mol的任何物质都含有__________________，这个数量可以用__________________来表示．10－10相同的分子数NA阿伏伽德罗常量2.数值：阿伏伽德罗常量通常取
NA＝_________________，粗略计算中可取NA＝_________________．
3.意义：阿伏伽德罗常量是一个重要常数．它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与____________、___________等微观物理量联系起来了，即阿伏伽德罗常量NA是联系宏观量与微观量的桥梁．6.02×1023mol－16.0×1023mol－1分子质量分子大小四、分子之间存在空隙
1.气体很容易被_______，表明气体分子之间存在很大的空隙．
2.水和酒精混合后总体积会________，表明液体分子之间也有空隙．压缩减小3.给装在钢筒中的油，施加很大的压强，结果油从钢筒壁上渗出，表明固体分子之间也有空隙．
总之，这些事实都说明了分子之间存在着________．
空隙要点 阿伏伽德罗常量NA的应用
1.阿伏伽德罗常量
阿伏伽德罗常量是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁．
在此所指的微观物理量为：分子体积V0、分子的直径d、分子的质量m0等．宏观物理量为：物体的体积V、摩尔体积
Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物质的密度ρ等．
进而还可以估算分子的直径(线度)d.在固体和液体分子大小的估算中通常将分子看做是一个紧挨一个的小球(或小立方体)，每个分子的体积也就是每个分子所占据的空间，虽然采用正方体模型和球形模型计算出分子直径的数量级是相同的，但考虑到误差因素，采用球形模型更准确一些．
(4) 对气体分子来说，由于气体没有一定的
体积和形状，气体分子间的平均距离比较
大，气体分子占据的空间比每个分子的体积大得多，可以忽略每个分子的空间体积，认为每个分子占据的空间是一个紧挨一个的立方体，分子间的平均距离为立方体边长，
气体分子占据的空间并非气体分子的实际
体积． 特别提醒
(1)任何物质在任何状态下阿伏伽德罗常量
相同；
(2)在标准状况下,1 mol气体的体积为22.4 L;
(3)气体分子的体积与它所占的空间体积是不同的，显然后者远大于前者．
已知水的摩尔质量
MA＝18×10－3 kg/mol，1 mol水中含有6.0×1023个水分子，试估算水分子的质量和直径．【答案】 3.0×10－26 kg 4.0×10－10 m
【方法总结】 分析题中哪些量是宏观量，哪些量是微观量，然后通过阿伏伽德罗常量把它们联系起来，是解决此类问题的基本思路．
变式训练
(2012·南京教学质量检测)已知金刚石的密度为3.5×103 kg/m3，在一块体积为6.4×10－8 m3的金刚石内含有多少个碳原子？碳原子的直径大约是多少？(碳原子的摩尔质量为
M＝12×10－3 kg/mol)
答案：1.1×1022个 2.2×10－10 m
课件34张PPT。2 学生实验：
用油膜法估测油酸分子的大小目标导航
1. 理解油膜法测定分子大小的原理、
方法及其计算．
2．掌握实验器材，理解实验步骤．
3．学会实验数据的收集和处理方法．
一、实验目的
用油膜法估测分子的大小．
二、实验原理
把一滴油酸(油酸的分子式为C17H33COOH)滴到水面上，油酸的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是C17H33—，另一部分是—COOH，—COOH对水有很强的亲和力，当把一滴用酒精稀释过的
油酸滴在水面上时，油酸
就在水面上散 开， (其中
的酒精溶于水中并很快挥
发)在水面上形成一层纯油酸薄膜，其中C17H33—部分冒出水面，而—COOH部分留在水中，油酸分子直立在水面上，图1－2－1形成一个单分子层油膜，如果把分子看成球
形，单分子油膜的厚度就可认为等于油酸分
子的直径，如图1－2－1所示是单分子油膜侧
面的示意图，如果事先测出油酸液滴的体积
V，再测出油膜的面积S，就可以估算出油酸
分子的直径．
三、实验器材
量筒, 注射器, 浅盘, 油酸酒精溶液, 玻璃板,
坐标纸，痱子粉或滑石粉，细彩笔，水．
四、实验步骤
1.用注射器吸入一定体积(如1 mL)事先配制好的油酸的酒精溶液，再均匀地滴出，记下滴出的滴数，即可算出一滴油酸酒精溶液的体积V0.2.在边长约30～40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉或滑石粉均匀地撒在水面上，用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待其散开．
3.当油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，用细彩笔仔细地把油酸膜的形状画在玻璃板上．4.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，用数学的方法估算出油膜的面积S.
5.根据油酸酒精溶液的浓度和已测出的一滴油酸酒精溶液的体积V0，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V.
五、数据处理
六、注意事项
1.油酸酒精溶液配制好后，不要长时间放
置，以免造成溶液浓度改变，产生误差．油酸酒精溶液的浓度以小于0.001为宜．
2.实验之前应练习好滴定方法，注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内．
3.待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩．
4.当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清
洗，并用脱脂棉擦拭，再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁．5.从盘的中央加痱子粉或细石膏粉，粉自动扩散至均匀，这是由于以下两种因素所致：第一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；第二，粉粒之间的排斥．这样做比将粉撒在水面上的效果好．
6.本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可．
要点1 对“用油膜法估测分子的大
小”实验步骤的理解
掌握“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的步骤和该实验中的注意事项．
“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：
A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸
上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求
出油膜的面积S.B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘
上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上．
C．用浅盘装入约2 cm深的水．
E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.
(1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全，请指出：
①_________________________________
②_________________________________
(2)上述实验步骤的合理顺序是________．
【精讲精析】(1)①C步骤中，要在水面上均匀地撒上石膏粉或痱子粉．
②实验中，要有步骤F：用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数．
(2)合理顺序为CFBAED
【答案】(1)见解析 (2)CFBAED
变式训练
1.下列步骤中错误的是________．
(1)用酒精稀释油酸来配置油酸酒精溶液，油酸和溶液的比是1∶200.
(2)将油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，记下量筒内油酸酒精溶液的体积V和滴入的油酸酒精溶液的滴数N，反复试验三次，最后取平均滴数．则一滴油酸酒精溶液的体积为V1＝V/N.
(3)将水倒入塑料浅盘，水深约1 cm～2 cm，或达盘深的一半即可．
(4)将石膏粉(或痱子粉)均匀的撒在水面上，目的为了便于看清油膜．
(5)用注射器(或滴管)吸取配好的油酸酒精溶液并在浅盘中央水面上方1 cm内，滴一滴稀释的油酸溶液．(6)将有机玻璃迅速盖在浅盘上，并用水彩笔在有机玻璃板上描绘出油酸薄膜的轮廓图．
(7)将有机玻璃放在坐标纸上，计算出油酸薄膜的面积S，求面积时以坐标纸上边长为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，多于半个的算一个．(8)根据d＝V1/S即可计算出油酸薄膜的厚度，即油酸分子的大小．
(9)清理好有机玻璃及浅盘，使表面没有油酸残留，将仪器整理好、归位．
(10)处理实验数据，填好记录表．
解析：(6)有错，待油酸膜形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，等待油膜面积不再变化后再用水彩笔描出油膜轮廓；
(8)有错，应用1滴油酸酒精溶液中纯油酸体积比上油膜面积．
答案：(6)(8)
要点2 用油膜法估测分子直径大小的相关计算
利用单分子油膜法可以粗略测定分子的大小和阿伏伽德罗常量，如果已知体积为V的一个油滴在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，求这种油分子的直径表达式．
在做用油膜法估测分子大小的实验
中，油酸酒精的浓度约为每104 mL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，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图1－2－2所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.试求：
(1)油酸膜的面积是多少；
(2)每滴油酸酒精溶液中含
有纯油酸的体积；
图1－2－2【答案】 (1)106 cm2 (2)8×10－6 mL
(3)7.5×10－10 m
变式训练
2.油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图1－2－3所示．若每一小方格的边长为
25 mm，试问：
(1)这种估测方法是将每
个油酸分子视为_______
模型，让油酸尽可能地
在水面上散开，则形成的油膜可视为_____
油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的_______．图中油酸膜的面积为______m2；图1－2－3每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是_____m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_____m．(结果保留两位有效数字)
(2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油
膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析的原因：__________.
答案：(1)球体 单分子 直径
4.4×10－2 1.2×10－11 2．7×10－10
(2)主要有两个原因：①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张；②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩
课件36张PPT。3 分子的热运动目标导航
1.了解扩散现象是由于分子的运动产生的．
2．知道什么是布朗运动，理解布朗运动的实质和产生原因.
3．知道什么是分子的热运动，理解分子热运动与温度的关系．
4．理解扩散现象、布朗运动、热运动的区别和联系．一、扩散现象
1. 定义：不同物质分子彼此进入对方的现
象．
2.产生原因：物质分子的_______________.
3.应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的__________在纯净半导体材料中掺入其他元素．无规则的运动扩散4.发生环境：物质处于固态、液态、气态时都能发生扩散现象．而且温度越______，扩散进行的就越快．
5.意义: 反映分子在做永不停息的________
运动．
二、布朗运动及布朗运动的解释
1.概念：是悬浮_________在液体(气体)中的_________运动．高无规则微粒无规则2.产生原因：大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的_________造成的．
3.运动特点：(1)永不停息；(2)无规则．
4.影响因素：微粒________、温度_______，布朗运动越激烈．
5.意义：间接反映了液体(气体)分子运动的无规则性．不平衡越小越高三、热运动
1. 定义：分子永不停息的_________运动．
2. 宏观表现 ：________现象和布朗运动．
3.特点
(1)永不停息；
(2)运动__________；
(3)温度越高，分子的热运动越________．
无规则扩散无规则剧烈要点1 对扩散现象的认识
1.特点
(1)从浓度大处向浓度小处扩散．
(2)扩散快慢除了与物质的状态有关，还与温度有关，且温度越高扩散越快．例如：生产半导体器材时，通常在高温条件下在纯净半导体材料中掺入其他元素．2.意义：从微观机理上看，扩散现象说明了物质分子都在做永不停息的无规则运动，扩散现象是分子永不停息地做无规则运动的直接证据．
3.注意几点
(1)扩散现象不受外界影响，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的．(2)物质处于固态、液态和气态时均发生扩散现象，只是气态物质的扩散现象最显著；常温下物质处于固态时扩散现象非常不明显．
(3)在两种物质一定的前提下，扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著，这表明温度越高，分子运动得越剧烈．(4)扩散现象的显著程度还受到“已进入对
方”的分子浓度的限制，当进入对方的分子浓度较低时，扩散现象较为显著；当进入对方的分子浓度较高时，扩散现象发生得就较缓慢．
下列关于扩散现象的说法正确的
是( )
A．扩散现象只能发生在气体与气体间
B．扩散现象只能发生在液体与液体间
C．扩散现象只能发生在固体与固体间
D．任何物质间都可发生相互扩散现象【精讲精析】不同物质之间，由于分子的运动，总会存在着扩散现象，只是有着快慢差别(受温度、物体形态等因素影响)．如墙角放一堆煤，墙及墙体内都会变黑，所以扩散现象不仅存在于液体与液体、气体与液体、气体与气体之间，同样也存在于固体与固
体、气体与固体、液体与固体之间．
【答案】 D【方法总结】
现象的认识注意以下三点
(1)两种不同的物质；
(2)以单个分子为单位彼此进入对方；
(3)固、液、气体之间都可以进行．
变式训练
1. (2012· 广安中学高二检测)如图1－3－1所示，把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅，铅中有金，对此现象说法正确的是( )图1－3－1A．属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的相互吸引
B．属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的运动
C．属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中
D．属布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中解析：选B.属扩散现象，是两种不同物质分子不规则运动引起的，B对．
要点2 对布朗运动的理解
1.布朗运动产生的原因：大量液体分子永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的粒子撞击作用的不平衡性，简言之：液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因．液体是由许许多多分子组成的，液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒．
如图1－3－2所示描绘了一颗微粒受到周围液体分子撞击作用的情景．悬浮的微粒足够小时，来自各个方向的液体分子撞击作用的不平衡性便表现出来了．在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击
作用较强；在下一瞬
间，微粒受到另一方
向的撞击作用较强，
这样，就引起了微粒
的无规则运动．
图1－3－22.实质及意义：布朗运动实质是由液体分子与悬浮颗粒间相互作用引起的，但反映了液体分子的无规则运动，不是反映分子间的作用．
3.影响布朗运动的因素
(1)固体微粒的大小
悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因而布朗运动越明显．如果悬浮在液体中的微粒很大,在某一瞬间跟它相撞的分子数很多,各个方向的撞击作用接近平衡，这时就很难观察到布朗运动了．
(2)液体温度的高低
相同的颗粒悬浮在同种液体中，液体温度越高，分子运动的平均速率越大，对悬浮颗粒的撞击作用也越大，颗粒受到来自各个方向的冲击作用的不平衡性越明显，由冲击作用引起的加速度越大，所以温度越高，布朗运动就越显著．
4.注意
(1)布朗运动是悬浮固体微粒的运动，不是单个液体分子的运动，但布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性．(2)固体微粒的运动是极不规则的，课本9页中图1－3－3并非固体微粒的运动轨迹，
而是每隔30 s时间微粒位置的连线，其轨迹无法知道．
(3)任何固体微粒悬浮在液体内，在任何温度下都会做布朗运动．
用显微镜观察放在水中的花粉，追
踪几粒花粉，每隔30 s记下它们的位置，用折线分别依次连接这些点，如图1－3－3所
示．图示折线是否为花粉的运动轨迹？是否为水分子的运动轨迹？图1－3－3【精讲精析】 此图画出的是每隔30 s观察到的花粉微粒的位置用直线依次连接起来的图线，实际上在两位置间的短短30 s内，花粉的运动仍是极其复杂和无规则的，并非沿着两位置的连线运动．因此，图示折线并不是花粉的运动轨迹，更不是水分子的运动轨迹，这是因为花粉微粒受到液体分子频繁的
碰撞．花粉运动的路线是在许许多多液体分子撞击下的平均效果的体现．【答案】 不是 不是
【方法总结】分析布朗运动示意图时要注意:
(1)布朗运动示意图中每个拐点记录的是微粒
每隔一段时间(如30 s)的位置，可采用频闪照
相的办法记录．
(2)两位置所画直线是人为画的，在30 s内，
微粒仍做无规则运动．(3)不能将示意图中的折线当做微粒的运动轨迹，每一段直线也不可认为是对应这段时间内的匀速直线运动轨迹，在这段时间内运动仍然是很复杂的．
(4)布朗运动示意图只能说明每隔一段时间微粒的位置，无法确定微粒运动的轨迹．
变式训练
2.关于布朗运动，下列说法正确的是( )
A．布朗运动是指悬浮在液体中的微粒分子的无规则运动
B．布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性
C．液体温度越高，布朗运动越剧烈
D．悬浮微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，布朗运动越不明显解析：选BC.布朗运动是指悬浮在液体中的
微粒的运动，仍属于宏观物体的运动，并非
分子的运动，所以A错；布朗运动的原因是
由于液体分子的频繁撞击，所以布朗运动的
无规则性反映了液体分子运动的无规则性，
B正确；液体温度越高，液体分子热运动越
剧烈，布朗运动表现越明显，C正确；悬浮
微粒越小,分子对它的撞击越不能平衡而容易
显示出来,所以布朗运动越明显，D错误．
要点3 扩散、布朗运动、热运动的
关系
1.布朗运动与扩散现象的比较
2.布朗运动和热运动的比较
(2012·广元中学高二质检)下列关于布朗运动与分子的运动(热运动)的说法中正确的是( )
A．微粒的无规则运动就是分子的运动
B．微粒的无规则运动是固体颗粒分子无规则运动的反映
C．微粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映D．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也可以叫做热运动
【精讲精析】微粒由大量分子组成，是一个小物体，它的运动不是分子的运动，A错，微粒的无规则运动是由液体分子的无规则撞击引起的，它反映的是液体分子的运动特
点，所以B错，C对，布朗运动的对象是固体小颗粒，热运动的对象是分子，二者不可能等同，D错．【答案】 C
【方法总结】布朗运动的实质是固体颗粒
的运动，是由液体或气体分子的运动引起
的，与布朗粒子自身的分子运动无关．
变式训练
3.下面所列举的现象，能说明分子是不断
运动着的是( )
A．将香水瓶盖打开后能闻得到香味
B．汽车开过后，公路上尘土飞扬
C．洒在地上的水，过一段时间就干了
D．悬浮在水中的花粉做无规则的运动解析：选ACD.扩散现象和布朗运动都能说
明分子在不停地做无规则运动．香水的扩
散、水分子在空气中的扩散以及悬浮在水中
花粉的运动都说明了分子是不断运动的，故A、C、D均正确；而尘土不是单个分子，是颗粒，所以尘土飞扬不是分子的运动．
课件28张PPT。4 分子间的相互作用力目标导航
1.通过实验知道分子间存在着间隙和作用
力．
2．结合斥力和引力与距离的关系图像，理解斥力和引力的特点；知道分子力为零时，分子间距离r0的数量级．
3．知道分子动理论的内容．一、分子间存在相互作用力
大量分子能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在着_______；用力压缩物体，物体内要产生反抗压缩的弹力，说明分子间存在着________．引力斥力二、分子间作用力与距离的关系
如图1－4－1所示，表示了分子间斥力和引力随分子间距离r的变化情况，由图可知：
?图1－4－1(1)分子引力和斥力_______存在，分子力是指分子引力和斥力的________．
(2)分子引力和斥力都随分子距离的增大而________，随距离的减小而_________．
(3)当分子间距离变化时，分子斥力比引力变化的_______．同时合力减小增大快三、分子动理论
物体是由________分子组成的；分子___________地做无规则运动；分子之间存在着________和________．
?
大量永不停息引力斥力要点1 对分子力与分子间距离变化关系的理解
1.分子力与分子引力、斥力的关系
在任何情况下，分子间总是同时存在着引力和斥力，而实际表现出来的是分子引力和斥力的合力．
2.分子力与分子间距离变化的关系
(1)r0的意义
分子间距离r＝r0时，引力与斥力大小相等，分子力为零，所以分子间距离等于r0(数量级为10－10 m)的位置叫平衡位置．
(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，但斥力减小得更快．
当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0.
当r＜r0时，F斥＞F引，分子力F表现为斥力．
当r＞r0时，F斥＜F引，分子力F表现为引力．
当r≥10r0(10－9 m)时，F引和F斥都十分微弱，可认为分子间无相互作用力，所以分子力F＝0.图1－4－2
(3)当r＜r0时,合力随距离的增大而减小,当
r＞r0时,合力随距离的增大先增大后减小．
3.分子力模型
如图1－4－3所示，用
两个小球中间连有一
个弹簧的模型来比喻
分子及其间的分子力：图1－4－3小球代表分子，弹簧的弹力代表分子斥力和引力的合力．当弹簧处于原长时(r＝r0),象征着分子力的合力为零;当弹簧压缩时(rr0),象征着分子力的合力为引力．借助此模型仅限于可以帮助记忆分子力何时为引力、何时为斥力．
特别提醒 (1)分子间距为r0时,引力与斥力大小相等,并不是无引力和斥力,且此时分子并不是静止不动而是在平衡位置附近振动．
(2)“小球－弹簧”模型用类比方法近似反映了分子在平衡位置附近分子合力的情景，它不能说明分子间既有引力又有斥力，更不能表示分子位置变化时斥力、引力及合力的复杂变化情况．
(2010·高考上海卷)分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则( )
A．分子间引力随分子间距的增大而增大
B．分子间斥力随分子间距的减小而增大
C．分子间相互作用力随分子间距的增大而增大
D．分子间相互作用力随分子间距的减小而增大【精讲精析】 引力、斥力均随分子间距的增大而减小，随分子间距的减小而增大，故A错，B对．当r＜r0时分子间作用力随分子间距的增大而减小，故C项错．当分子间距由10r0减小到r0时，分子间作用力先增大，后减小，故D项错．
【答案】 B【方法总结】 分子力问题的分析方法
(1)首先要分清是分子力还是分子引力或分子斥力．
(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小．(3)分子力比较复杂，要抓住两个关键点，一是r＝r0时，分子力为零但引力和斥力大小相等，均不为零；二是r≥10r0时，分子力以及引力、斥力都可忽略，可以看做是零，所以当r小，当r>r0时，分子间距由r0增大到10r0，分子力先增大后减小．
变式训练
1.关于分子间作用力，下列说法中正确的是
(其中r0为分子平衡位置之间的距离)( )
A．两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力
B．两个分子间距离大于r0时，分子间只有引力C．压缩物体时，分子间斥力增大，引力减小
D．拉伸物体时，分子间斥力和引力都减小
解析: 选D.分子间的引力和斥力是同时存在的，当r>r0时，它们的合力表现为引力；当r要点2 应用分子力解释有关现象
1.分子间有相互作用力的宏观表现
(1)当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大
量分子间将表现为引力以抗拒外界对它的
拉伸．
(2)当外力欲使物体压缩时，组成物体的大
量分子间将表现为斥力以抗拒外界对它的
压缩．(3)大量的分子能聚集在一起形成固体或液
体，说明分子间存在引力．固体有一定形
状，液体有一定的体积，而固体、液体分子间有空隙，却没有紧紧地吸在一起，说明分子间同时还存在着斥力．
2.分子力与物质三态不同的宏观特征
分子间的距离不同，分子间的作用力表现也就不一样．固体分子间的距离小，分子之间的作用力表现明显，其分子只能在平衡位置附近做范围很小的无规则振动．因此，固体不但具有一定的体积，还具有一定的形状．
液体分子间的距离也很小，液体分子可以在平衡位置附近做范围较大的无规则振动，而且液体分子的平衡位置不是固定的,因而液体虽然具有一定的体积,却没有固定的形状．气体分子间距离较大，彼此间的作用力极为微小，可认为分子除了与其他分子或器壁碰撞时有相互作用外，分子力可忽略．所以气体既没有一定的体积，也没有一定的形状，总是充满整个容器．
固体、液体难于被压缩，是因为分子斥力的原因，而气体很容易被压缩，不是分子引力的原因．
对下列现象的解释正确的是( )
A．两块铁经过高温加压将连成一整块，这说明铁分子间有吸引力
B．一定质量的气体能充满整个容器，这说明在一般情况下，气体分子间的作用力很微弱
C．电焊能把两块金属连接成一整块是分子间的引力起作用D．破碎的玻璃不能把它们拼接在一起是因为其分子间斥力作用的结果
【思路点拨】 物体焊接在一起或结合在一起，一定是应用了分子间的引力．不能结合在一起是因为分子间的距离达不到引力作用的距离．【精讲精析】高温下铁分子运动非常激烈，两铁块上的铁分子间距很容易充分接近到分子力起作用的距离内，所以两块铁经过高温加压将很容易连成一整块，电焊也是相同的原理，所以A、C项正确；通常情况下，气体分子间的距离大约为分子直径的10多倍，此种情况下分子力非常微弱，气体分子可以无拘无束地运动，从而充满整个容器，所以B项正确；玻璃断面凹凸不平，即使用很大的力也不能使两断面间距接近到分子引力作用的距离，所以碎玻璃不能接合，若把玻璃加热，玻璃变软，亦可重新接合，所以D项错误．
【答案】 ABC
变式训练
2.(2010·高考四川卷)下列现象中不能说明分子间存在分子力的是( )
A．两铅块能被压合在一起
B．钢绳不易被拉断
C．水不容易被压缩
D．空气容易被压缩解析：选D.两铅块能被压合在一起、钢绳不易被拉断说明分子之间存在引力；而水不容易被压缩是因为分子间距小，轻微压缩都会使分子力表现为斥力，因此A、B、C都能说明分子间存在分子力．空气容易被压缩是因为分子间距大，而不能说明分子间存在分子力，因此选D.
?
课件15张PPT。本章优化总结阿伏伽德罗常量NA是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁，在已知宏观量的基础上往往可借助NA计算出某些微观物理量，有关计算主要有： 在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏伽德罗常量为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求：
(1)它们中各有多少水分子？
(2)它们中相邻两个水分子之间的平均距离．
1.当r＞r0时，分子力表现为引力，随着r的增大，分子引力做负功；
2.当r＞r0时，分子力表现为引力，随着r的减小，分子引力做正功；3.当r＜r0时，分子力表现为斥力，随着r的减小，分子斥力做负功；
4.当r＜r0时，分子力表现为斥力，随着r的增大，分子斥力做正功；
如图1－1所示，甲
分子固定在坐标原点O，
乙分子位于r轴上距原点
为r3的位置．虚线分别表
示分子间斥力f斥和引力f引的变化情况,实线表示分子间的斥力与引力的合力f的变化情况．若把乙分子由静止释放，则乙分子( )图1－1A．从r3到r1，分子动能先增加后减小
B．从r3到r2做加速运动，从r2到r1做减速
运动
C．从r3到r1，分子动能先减小后增加
D. 从r3到r1做加速运动，从r1向O做减速
运动
【精讲精析】 从r3到r1，分子之间表现为引力，分子力做正功，分子动能一直增加，分子一直做加速运动，从r1向O，分子之间表现为斥力，分子力做负功，分子做减速运动，故A、B、C错，D对.
【答案】 D
课件43张PPT。第三章 固体和液体第三章 固体和液体2 半导体目标导航
1.知道固体以及晶体的分类，知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别．
2．了解晶体的微观结构．
3．知道什么是半导体，了解半导体材料在生产实际中的应用．
一、晶体和非晶体
1.固体分类：(1)晶体：金刚石、食盐、石
英、云母、明矾、硫酸铜等天然具有规则的几何形状．
(2)非晶体：玻璃、松香、沥青、橡胶、蜂蜡等天然不具有规则的几何形状．2.晶体具有___________，非晶体具有____________．
二、单晶体和多晶体各向异性各向同性形状熔点各向异性形状熔点各向同性三、晶体的微观结构
在各种晶体中，分子(或原子、离子)形成一个有_________的、________排列的结构，称为晶体的点阵结构．例如食盐晶体中钠离子(Na＋)和氯离子(Cl－)构成的点阵结构．如图3－1－1所示．
?规则周期图3－1－1四、固体性质的微观解释
1.固体具有一定的体积和形状：构成固体的微粒排列非常紧密，微粒间________很大，绝大多数粒子只在各自___________附近做小范围的无规则振动．
2.晶体具有各向异性：沿不同方向上物质微粒的排列情况__________．引力平衡位置不同3.同一物质物理性质可能不同：有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体．那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布．如碳原子如
果按图3－1－2甲
那样排列,就成为
石墨,而按图乙那
样排列,就成为金刚石．
图3－1－2五、半导体
1.半导体的特性
(1)固体按导电性能可分三类
①导体：有些物质(例如金、银、铜、铝等)导电性能好．
②绝缘体：有些物质(例如陶瓷、云母、塑
料、橡胶等)导电性能很差．③半导体：有些物质(例如锗、硅、砷化镓
等)的导电性能介于______与_________之间
(2)半导体的特性：半导体的导电性能会随着一些物理因素的改变而改变，具有掺杂特
性、热敏特性和光敏特性．
2.晶体管、集成电路
(1)半导体二极管：具有________导电性，可将交流电变成直流电．导体绝缘体单向(2)三极管：具有________信号或开、关电流的作用．
(3)集成电路：用来对信息进行存储、处理、控制和显示．
3.各种特殊性能的半导体器件
(1)光敏电阻：在光照条件下，电阻率迅速________．放大下降(2)热敏电阻：有负温度系数热敏电阻和正温度系数热敏电阻．
(3)发光二极管(LED)：通电后能发光的半导体器件．
要点1 晶体与非晶体的区别与联系
1.晶体和非晶体的区别
由以上表格内容可知：
(1)同一种物质在不同的条件下可能是晶体也可能是非晶体．
(2)晶体中的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.晶体和非晶体的联系：在一定条件下，晶体可以变为非晶体，非晶体也可以变为晶
体．
(2012·南山高二检测)关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是( )
A．有规则几何外形的固体一定是晶体
B．晶体在物理性质上一定是各向异性的
C．非晶体不可能转化为晶体
D．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点【精讲精析】因为外形是否规则可以用人工
的方法处理，所以选项A错；多晶体在物理性质上是各向同性的，B错；实验证明非晶
体在适当的条件下可以转化为晶体，C错；
晶体与非晶体的区别表现在是否有确定的熔
点．答案为D.
【答案】 D【方法总结】 判断晶体与非晶体的方法：晶体与非晶体最本质的区别是晶体有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，由于多晶体和非晶体都是具有各向同性，没有规则外形的特点，仅从各向同性或几何形状不能断定某一固体是晶体还是非晶体．
变式训练
1.下列说法中，不正确的是( )
A．显示各向异性的物体必定是晶体
B．不显示各向异性的物体必定是非晶体
C．具有确定熔点的物体必定是晶体
D．不具有确定熔点的物体必定是非晶体解析：选B.晶体具有各向异性，非晶体具
有各向同性，所以只要是各向异性者必为晶体，A项正确；但多晶体对外不显示各向异性，而显示各向同性，所以不显示各向异性的物体不一定是非晶体，故B项错误；无论是单晶体还是多晶体均有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，故C、D项正确．
要点2 对晶体微观结构的认识
1.晶体微观结构
(1)组成晶体的物质微粒规则地在空间排列，呈现周而复始的周期性．
(2)晶体内部各微粒之间存在很强的相互作用力，结构的不同、结构距离的不同，作用力的大小也不同，微粒被相互的作用力约束在一定的位置上．(3)微粒在各自的平衡位置附近做微小的振
动．当外界干扰强烈或温度变化时，结构也发生变化，周期性被破坏，晶体也可以转为非晶体．
2.物理性质
晶体的微观结构决定其宏观物理性质，改变物质的微观结构从而改变物质的属性，如碳原子可以组成性质差别很大的石墨和金刚石，有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．
特别提醒 晶体、非晶体的区分关键是看有无确定的熔点，单晶体与多晶体的区分关键是看有无规则外形及物理性质是各向异性还是各向同性．
下列叙述中错误的是( )
A．晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列
B．单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列
C．非晶体有规则的几何形状和确定的熔点
D．石墨的硬度比金刚石差得多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布【精讲精析】 晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质不同；也正是由于它的微粒按一定规律排列，使单晶体具有规则的几何形状．石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同，石墨的层状结构决定了它的质地柔软，而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度．【答案】 CD
【方法总结】 由于晶体和非晶体的微粒在排列上的规律不同，所以导致在各自不同方向上导热性、导电性、机械强度等物理性质不同．
变式训练
2.晶体表现出各向异性是由于( )
A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同
B．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同
C．晶体内部结构的无规则性
D．晶体内部结构的有规则性解析：选AD.组成晶体的物质微粒是有规则排列的，由于在不同方向上物质微粒的排列情况不同，造成晶体在不同方向上的物理性质不同，选项A、D正确．
要点3 对半导体的认识
1.半导体的奇妙电学特性
半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间．它的电阻比导体大得多，但又比绝缘体小得多．当做导体来使用，它的电阻太大了．当做绝缘材料来使用，它的电阻太小了．但
是，半导体有许多神奇而特殊的电学特性，使它获得了多方面的重要应用．半导体的导电性能可由外界条件所控制，常见特性如下表
2.半导体元件的类型及特点
(1)类型：用半导体材料制造的半导体二极
管、发光二极管、热敏电阻、三极管及集成电路等均属半导体元件．
(2)特点
①半导体二极管
a．半导体二极管具有单向导电性，即仅允许电流由一个方向通过元件．说明符号 中的三角形可看似指向的箭头，表示电流只能沿这个方向流动．符号的左端为正极，右端为负极．
b．半导体二极管的应用：检波、鉴频、限
幅、电源设备的整流电路、电源供给电路中的稳压等均应用了半导体二极管．
?②发光二极管：是半导体二极管中的一种．主要用作指示灯，如家用电器上的电源指示灯．
说明ⅰ.一般发光二极管工作电流为10 mA左右 ，但约在3 mA时就能发光．发光二极管用作显示电路中有没有电流，这比用小灯泡要省电，而且要灵敏．
ⅱ.不同的发光二极管可以发出不同颜色的
光.应用时常用不同的颜色表示不同的意义如部分城市街道上的红绿灯就是用发光二极管制作的．
ⅲ.通过发光二极管的电流过大会使其烧坏，因此使用时要将一个电阻与发光二极管串联使用.
ⅳ.如图3－1－3所示是半导
体二极管正向电流与电压的
图像．它与定值电阻导电特
性不同．
图3－1－3 一光敏电阻和一用电器串联后接在一电源上，如图3－1－4所示，当电路中的光敏电阻受到光照射时，用电器________正常工作，当光敏电阻不受光照射时，阻值________，电流________，用电器________工作．图3－1－4【精讲精析】一般光敏电阻的阻值，不受光照射时是受光照射时的100～1000倍，电路中的光敏电阻受光照射时，电流相当强，用电器可以正常工作，而光敏电阻不受光照射
时，阻值增大，电流减弱，用电器停止工作
【答案】 可以 增大 减小 停止【方法总结】各种半导体器件在电路中一般都有特殊作用，题中由于接入一光敏电阻，此电路成为一光控电路，光成了用电器能否正常工作的“开关”．
变式训练
3.在自动恒温装置中，某种半导体材料的电阻率与温度的关系如图3－1－5所示,这种材料具有发热和控温双重功能,回答下列问题:图3－1－5(1)通电后，其电功率________．
A．先增大后减小
B．先减小后增大
C．一直不变
D．无法确定(2)当其产生的热量与散发的热量相等时，
温度保持在________．
A．t1
B．t2
C．t1至t2的某一值上
D．大于t2的某一值上
答案：(1)A (2)C
课件35张PPT。4 液体的表面张力目标导航
1.知道液晶的分子结构特点，了解液晶的特性及应用．
2．了解液体的微观结构．
3．通过观察和实验，知道液体的表面张力现象，能用液体的微观结构解释液体的表面张力现象．
一、液晶
1.什么是液晶：像液体一样具有________
性，一种介于________和________之间的中间态物质．
2.液晶的分子结构：分子位置的有序性丧
失，与液体中大体相同的方式自由地来回
运动，流动固态液态但仍倾向于保持在固体中确定的取向，分子排列在液晶中的有序性介于________和________之间．如图3－3－1. 固体液体图3－3－1. 3.液晶显示：液晶分子的排列会因温度、________、摩擦、_______作用、容器表面的差异等外界条件的微小变动而发生变化，液晶显示就是通过加_________来改变其光学性质的．
?二、液体的表面张力
1.液体的微观结构压强电磁电压液体分子间距离很小，分子间作用力比固体分子间作用力要弱．液体有一定的体积，不易压缩，具有________性，比固体扩散速度______．
2.奇异的表面张力现象：使液体表面具有_______趋势的引力叫表面张力．
3.液体表面张力的成因：液体表面层中的分子要比液体内部________些．流动快收缩稀疏在表面层，分子间相互作用力表现为_________．这些相互吸引力的宏观表现就是液体的表面张力．如图3－3－2.
引力图3－3－2.要点1 对液晶的认识
1.特点
(1)液晶具有液体的流动性；
(2)液晶具有光学上的各向异性；
(3)液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性质；(4)有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态；有些物质溶解在适当的溶剂中，在一定的浓度范围内具有液晶态；不是所有物质都具有液晶态；
(5)天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的．2.液晶的应用
液晶可以用作显示元件，液晶在生物医学、电子工业、航空工业中都有重要作用，液晶可以作为显示元件，有一种液晶，受外加电压的影响，会由透明状态变成浑浊状态，去掉电压，又恢复透明，当输入电信号，加上适当电压，透明的液晶变得浑浊，从而显示出设定的文字或数码．
(2012·眉山一中高二检测)关于液晶，下列说法中正确的是( )
A．液晶是一种晶体
B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C．液晶的光学性质随温度的变化而变化
D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化【精讲精析】液晶的微观结构介于晶体和液体之间,虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，选项A、B错误．外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质，温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质．选项C、D正确．综上所述，该题的答案为C、D.【答案】 CD
【易误警示】 本题易误选A、B.错误原因一是盲目认为液晶是晶体，二是由于液晶分子空间排列是有序的，具有各向异性，因此认为是晶体．忽视了可自由移动性．变式训练
1.下列关于液晶的各种描述中正确的是( )
A．液晶具有流动性
B．液晶内部分子的排列是很稳定的，不受外界因素的影响
C．液晶表现出各向异性
D．液晶态是一些特殊化合物在任何环境下表现出的固有状态 解析：选AC.液晶是一种既具有液体流动
性，又像晶体一样具有光学各向异性的物
质,其内部分子排列不稳定，当外界条件发生微小变动时，分子排列将会有显著变化．液晶态是某些化合物在特定条件下表现出的一种状态．由此可知A、C正确, B、D错误．
要点2 对液体微观结构及性质的理解
1.液体的微观结构
液体中的分子跟固体一样是密集在一起的，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，但液体分子只在很小的区域内有规则的排列，这种区域是暂时形成
的，边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形成．液体由大量这种暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章地分布着．
2.液体的宏观特性
(1)各向同性：液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区域构成，所以液体表现出各向同性．
(2)一定体积：液体分子的排列更接近于固
体，液体中的分子密集在一起，分子间距接近于r0，相互间的束缚作用强，主要表现为在平衡位置附近做微小振动，所以液体具有一定的体积．
(3)流动性：液体分子能在平衡位置附近做微小的振动，但没有长期固定的平衡位置，液体分子可以在液体中移动，这是液体具有流动性的原因．(4)扩散特点：液体中扩散现象是由液体分子运动产生的，分子在液体里的移动比在固体中容易得多，所以液体的扩散要比固体的扩散快．
对于液体，下列说法不正确的是( )
A．液体的性质介于固体和气体之间
B．液体分子在平衡位置附近做微小振动和移动，因而液体具有流动性
C．液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离，表面张力为斥力
D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，表面张力为引力【精讲精析】由于液体分子平均距离一般大于固体分子平均距离，小于气体分子平均距离，其性质介于固、气之间，所以A对；液体分子没有确定的平衡位置，故具有流动
性，B对；表面层内的分子距离大于液体内部的分子距离，分子力表现为引力，表面张力是分子力的宏观表现，故表面张力为引
力，C错D对．【答案】 C
【方法总结】 注意对气体、液体和固体微观结构及性质的理解．
变式训练
2.关于液体，下列各种说法中正确的是( )
A．液体性质介于气体与固体之间，更接近于气体
B．液体表现出各向异性
C．液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在固定的平衡位置附近做微小的振动
D．液体的扩散比固体的扩散快解析：选D.液体的性质介于气体与固体之
间，更接近于固体，A错．液体分子只在很小的区域内有规则地排列，并且这些小区域又杂乱无章地分布，因而液体表现出各向同性，B错．液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，但平衡位置在不断移动，C错．液体分子在液体中移动较固体分子在固体中移动更容
易，液体的扩散较固体快，D正确．
要点3 对表面张力的理解和应用
1.液体的表面张力的形成
(1)分子分布特点：由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏．
(2)分子力特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力． (3)表面特性：表面层分子之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膜．
(4)表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线．如图3－3－3所示．图3－3－32.表面张力及其作用
(1)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．例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形．但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在失重条件下才呈球形．(2)表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大，分子间的相互作用表现为引力．
(3)表面张力的大小除了跟边界线长度有关
外，还跟液体的种类、温度有关．
特别提醒
(1)在体积相等的各种形状的物体中，球形
物体的表面积最小，所以草叶上的露珠、小水银滴等，都因表面张力使液面收缩而呈
球形．
(2)表面张力是跟液面相切的．如果液面是平面，表面张力就在这个平面上；如果液面是曲面，表面张力就在这个曲面的切面上．作用在任何一部分液面上的表面张力，总是跟这部分液面的分界线垂直．
(3)表面张力是根据效果命名的力，是液体的表面层内大量分子力的宏观表现．
下列说法正确的是( )
A．表面张力就是分子力
B．水面托起缝衣针表明表面张力与缝衣针的重力相平衡
C．表面张力的大小跟液面上分界线的长短有关
D．液体表面好像张紧的橡皮膜具有收缩趋势【精讲精析】 表面张力是液体表面层内分子引力的宏观表现，不能说表面张力就是分子力．故A选项错误；缝衣针在水面上静止是液膜对其弹力与重力平衡，B选项错误；表面张力的大小与液面上分界线的长短有
关，且表面张力有使液面收缩的趋势，因此C、D选项正确．
【答案】 CD
【方法总结】 本题主要考查了表面张力的产生、大小和作用效果．正确理解表面张力是解题的关键．
变式训练
3.下列有关表面张力的说法中，正确的是
( )
A．表面张力的作用是使液体表面伸张
B．表面张力的作用是使液体表面收缩
C．有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于有表面张力的缘故D．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故
解析：选BCD.表面张力的作用效果是使液体表面收缩，由于表面张力，被压弯的液面收缩，使小昆虫浮在液面上；由于表面张力使液滴收缩成球形．
课件22张PPT。5 饱和汽与未饱和汽目标导航
1.知道饱和汽、未饱和汽和饱和汽压等概
念，知道影响饱和汽压的因素．
2．了解相对湿度概念的含义以及它对人
们生活和植物生长方面的影响．
一、饱和汽与未饱和汽
1.动态平衡：在相同时间内，回到液体的分子数________离开液体的分子数，这时水蒸气的密度不再_______，液体水也不再_______，液体与气体之间达到了平衡状态
2.饱和汽：与液体处于___________的气体．
3.未饱和汽：没有达到________的气体. 等于增大减少动态平衡饱和二、饱和汽压及其相关因素
1.饱和汽压：饱和汽产生的_________叫做饱和汽压．
2.饱和汽压的变化：随温度的升高而_________．饱和汽压与蒸汽所占的体积无关，和蒸汽体积中有无其他气体无关．
三、空气的湿度
1.绝对湿度：空气中所含水蒸气的_______．压强增大压强2.相对湿度
某温度时空气的绝对湿度跟同一温度下水的饱和汽压的百分比，叫做这时空气的相对湿度．
其中p表示空气的___________，ps表示同一温度下水的___________，B表示相对湿度．
绝对湿度饱和汽压四、空气湿度的影响
空气的湿度对人类和其他动物的生活、植物的生长及工农业生产至关重要．
湿度太小，空气太干燥，人的口腔易干，有的甚至会出现嘴唇干裂，皮肤瘙痒，鼻腔出血等现象．湿度过大，空气太潮湿，人身上的汗液难蒸发，会感到沉闷、烦躁和呼吸不畅．在干燥的环境中，容易因摩擦和碰撞而产生静电火花，容易引发火灾；空气干燥还会对纺织、印刷等工业生产形成不良影响．而在潮湿的环境里，物品容易霉变，金属制品容易锈蚀，病菌容易繁殖和传播．
要点1 影响饱和汽压的因素
1.饱和汽压跟液体的种类有关
实验表明：在相同的温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的．挥发性大的液体，饱和汽压大．2.饱和汽压跟温度有关
微观解释：饱和汽压随温度的升高而增大．这是因为温度升高时，液体里能量较大的分子增多，单位时间内从液面飞出的分子也增多，致使饱和汽的密度增大，同时蒸汽分子热运动的平均动能也增大，导致饱和汽压增大．3.饱和汽压跟体积无关
微观解释：在温度不变的情况下，饱和汽的压强不随体积而变化．其原因是，当体积增大时，容器中蒸汽的密度减小，原来的饱和蒸汽变成了未饱和蒸汽，于是液体继续蒸
发．直到未饱和汽成为饱和汽为止，由于温度没有改变,饱和汽的密度跟原来的一样, 蒸
汽分子热运动的平均动能也跟原来一样，所以压强不改变，体积减小时，容器中蒸汽的密度增大，回到液体中的分子数多于从液面飞出的分子数，于是，一部分蒸汽变成液体，直到蒸汽的密度减小到等于该温度下饱和汽的密度为止．由于温度跟原来相同，饱和汽密度不变，蒸汽分子热运动的平均速率也跟原来相同，所以压强也不改变．
特别提醒
正确理解动态平衡的意义是掌握饱和汽的关键，利用好气体压强的微观解释是理解饱和汽压影响因素的基础．
如图3－5－1所示，一个有活塞的密闭容器内盛有饱和水汽与少量的水，则可能发生的现象是( )
A．温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内压强会增大图3－5－1B．温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内压强不变
C．温度保持不变，慢慢地拉出活塞，容器内压强会减小
D．不移动活塞而将容器放在沸水中，容器内压强不变
【精讲精析】 饱和汽压与温度有关，与饱和汽的体积无关．慢慢推进活塞和慢慢拉出活塞，密闭容器内部体积发生变化，而温度保持不变，饱和汽
的压强只和温度有关，与体积无关，故A、C
错，B正确．不移动活塞而将容器放入沸水
中，容器内饱和汽温度升高，故压强应发生
变化，D错误．故选B.
【答案】 B
【方法总结】 饱和汽是一种动态平衡，饱和汽压仅与温度有关，与蒸汽的体积无关．
变式训练
1.如图3－5－2所示，在一个带活塞的容器底部有一定量的水，现保持温度不变，上提活塞，当底部仍有部分水时，则( )图3－5－2A．液面上方的水蒸气从饱和变成未饱和
B．液面上方水蒸气的质量增加，密度减小
C．液面上方水蒸气的密度减小，压强减小
D．液面上方水蒸气的密度和压强都不变
解析：选D.活塞上提前，密闭容器中水面上水蒸气为饱和汽，水蒸气密度一定，其饱和汽压一定．当活塞上提时，密闭容器中水面会有水分子飞出，使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡，达到饱和状态．在温度保持不变的条件下，水蒸气密度不变，饱和汽压也保持不变．故选D项．
要点2 相对湿度的计算
相对湿度与绝对湿度和温度都有关系，在绝对湿度不变的情况下，温度越高，相对湿度越小，人感觉越干燥；温度越低，相对湿度越大，人感觉越潮湿．
气温为10 °C时，测得空气的绝对湿度p＝800 Pa，则此时的相对湿度为多少？如果绝对湿度不变，气温升至20 °C，相对湿度又为多少？(已知10 °C时水汽的饱和汽压为p1＝1.228×103 Pa，20 °C时水汽的饱和汽压为p2＝2.338×103 Pa)
【精讲精析】 10 °C时水汽的饱和汽压为
p1＝1.228×103 Pa【答案】 65.1% 34.2%
【方法总结】 体会相对湿度与绝对湿度的区别与联系．
变式训练 2.空气的温度是8 °C，饱和汽压为8.05 mmHg, 此时，水蒸气的实际压强为6 mmHg，求相对湿度．
答案：74.5%
课件17张PPT。本章优化总结固体物质是晶体还是非晶体，要看其是否具有确定的熔点；区分单晶体与多晶体，要看其物理性质是各向异性还是各向同性． 关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是( )
A．可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体
B．一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体C．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一定是单晶体
D．一块晶体，若其各个方向的导热性相
同，则一定是多晶体
【精讲精析】 多晶体和非晶体都显示各向同性，只有单晶体显示各向异性，所以A、B错，C对．晶体具有各向异性的特征，仅是指某些物理性质，并不是所有的物理性质都是各向异性的，换言之，某一物理性质显示各向同性，并不意味着该物质一定不是单晶体，所以D错．
【答案】 C
1.液体的微观结构
(1)液体的宏观特性
①液体具有一定的体积，不易被压缩；
②液体没有一定的形状，具有流动性；
③液体在物理性质上表现为各向同性．
(2)液体的微观结构特点①分子间的距离很小——只比固体分子的距离大3%～4%；
②液体分子之间的相互作用力很大；
③分子的热运动特点表现为振动与移动相结合．
2.液体表面层的特点
(1)表面层的位置处在与气体接触处；(2)表面层中的分子要比液体内部稀疏些，即表面层中分子间的距离比液体内部的大一
些，在表面层中的分子间的相互作用表现为引力，使液面各部分分子之间产生相互吸引的表面张力．
下列现象是由液体的表面张力所致的是( )
A．小孩用细管蘸肥皂水，吹出圆形的肥皂泡
B．透过布制的伞面能看得见纱线间的缝
隙，但是使用时伞面却不漏雨水
C．注满氢气的彩色气球呈现球形D．在水平玻璃板上，散落的水银呈球形或椭球形
【精讲精析】 能吹出肥皂泡是表面张力所致，A对；伞面不漏雨水与表面张力有关，
B对；氢气球呈球形是大气压力和弹力的作用，显然不是液体表面张力所致，C错，水银呈球形，是表面张力使水银表面收缩的结果，D对．
【答案】 ABD
动态平衡时从宏观上讲，蒸发停止，从微观上看，仍有液体分子飞出，只是和返回的分子数相同．动态平衡下的蒸汽叫饱和汽，汽压叫饱和汽压，与空气压强无关，与温度有关．温度越高，空气所含的水蒸气越多，饱和汽压就越大．空气中所含水蒸气的实际压强跟同温下的水的饱和汽压的比值叫相对湿度，相对湿度更能反映人对湿度的感觉．
如图3－1所示的容器，用活塞封闭
着刚好饱和的一些水汽，测得水汽的压强为
p，体积为V，当保持温度不变时，以下说法正确的是( )
A．上提活塞使水汽的体积增为2V时，水汽
的压强变为p/2图3－1B．下压活塞使水汽的体积变为V/2时，水汽的压强变为2p
C．下压活塞时，水汽的质量减少，水汽的密度不变
D．下压活塞时，水汽的质量和密度都变小
【思路点拨】 水汽的问题有饱和与未饱和两种情况，要区别开．【精讲精析】 容器中的水汽刚好饱和，表示容器中已没有水．上提活塞使水汽的体积增为2V时，容器中的水汽变为未饱和汽，它遵循玻意耳定律，压强变成p/2.下压活塞使水汽的体积变为V/2时，由于温度不变，饱和汽的密度不变，部分水汽会液化成水，水汽的压强仍为p，只是水汽的质量减少了．所以A、C对．
【答案】 AC课件49张PPT。第二章 气 体第二章 气 体2 温度 内能 气体的压强目标导航
1.初步了解什么是“随机事件”和“统计规律”．知道气体分子的运动遵循统计规律及运动特点．
2．理解温度的微观意义．知道温度是分子热运动平均动能的标志．3．知道分子势能随分子距离变化的关系，知道分子势能与物体的体积有关．
4．知道什么是内能，知道物体的内能与物质的量、温度和体积有关．
5．知道气体产生压强的原因，理解气体压强的微观意义．
一、统计规律和分子运动速率分布
1.统计规律：大量对象组成的整体所遵循的规律称为统计规律．
2.分子运动速率分布
(1)从微观的角度看，物体的热现象是由大量分子的热运动所决定的，尽管个别分子的运动有它的不确定性，但大量分子的运动情况会遵守一定的统计规律．
(2)分子做无规则的运动，速率有大有小，由于分子间频繁碰撞，速率又将发生变化，但分子的速率都呈现_____________________
的规律分布．这种分子整体所体现出来的规律叫统计规律．中间多，两头少二、分子动能 温度
1.分子动能
(1)分子动能：分子由于_________而具有的能量叫做分子动能．
(2)分子平均动能：所有分子热运动具有的动能的________叫做分子热运动的平均动能．热运动平均值2.温度：标志着物体内部大量分子做无规则热运动的剧烈程度，可以作为物体分子热运动的____________的量度．
3.平均动能与温度的关系：_________是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越_______．在温度不变时，某个分子的动能是不断变化的，而分子平均动能是不变的．平均动能温度大三、分子势能 内能
1.分子势能
(1)分子势能：分子间由分子力和分子间的___________决定的势能，叫分子势能．
(2)分子势能与分子力做功的关系：分子力做正功分子势能________，分子力做负功分子势能________．
(3)分子势能与分子距离的关系相对位置减小增大①当r>r0时，分子力表现为引力，分子势能随分子距离的增大而________，随分子距离的减小而________．
②当r(4)分子势能跟物体体积的关系：当物体的体积变化时，分子距离将发生变化，增大减小减小增大因而分子势能随之改变，可见分子势能与物体体积有关．
①r＝r0时，分子势能最小．
②分子势能也具有相对性，一般取分子距离无限远时的分子势能为零．
2.内能
(1)定义：物体中所有分子做热运动所具有的________和____________的总和．动能分子势能(2)决定内能大小的因素
①从微观上来看，物体的内能与______________、________________有关，还与分子数多少有关．
②从宏观上而言，物体的内能与_______、
_______有关，还与物质的量有关．分子平均动能分子间的距离温度体积说明：内能是对一个宏观物体而言，不存在某个分子内能的说法．物体的内能跟物体机械运动状态无关．
四、气体的压强
1.气体的压强是________________________
______而产生的．气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的______________．大量气体分子频繁地碰撞器壁平均作用力2.影响气体压强的两个因素：一是气体分子的___________，二是气体分子的____________．从两个因素中可见一定质量的气体的压强与________、________两个参量有关.
平均动能密集程度温度体积要点1 气体分子运动的特点
1.气体分子距离大(约为分子直径的10倍)，分子力小(可忽略)，可以自由运动，所以气体没有一定的体积和形状．2.分子间的碰撞十分频繁，频繁地碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变，造成气体分子做杂乱无章的热运动，因此气体分子沿各个方向运动的机会(几率)相等．
3.大量气体分子的速率分布呈现中间多(占有分子数目多)两头少(速率大或小的分子数目少)的规律．4.当温度升高时，“中间多”的这一“高
峰”向速率大的一方移动，即速率大的分子数目增多，速率小的分子数目减少，分子的平均速率增大，分子的热运动剧烈，定量分析表明：理想气体的热力学温度T与分子的平均动能Ek成正比，即T＝a ，因此说，温度是分子平均动能的标志．
特别提醒
单个或少量分子的运动是“个性行为”，具有不确定性．大量分子运动是“集体行为”，具有规律性即遵守统计规律．
(2010·高考福建卷)1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律．若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比．下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是________．(填选项字母)图2－1－1
【精讲精析】气体分子速率分布规律是中间多、两头少，且分子不停地做无规则运动，没有速度为零的分子，故选D.
【答案】 D【方法总结】 气体分子速率分布规律
(1)在一定温度下，所有气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布；
(2)温度越高，速率大的分子所占比例越大；
(3)温度升高，气体分子的平均速率变大，但具体到某一个气体分子，速率可能变大也可能变小，无法确定．
变式训练 1.气体分子永不停息地做无规则运动，同一时刻都有向不同方向运动的分子，速率也有大有小，下表是氧气分别在0 ℃和100 ℃时，同一时刻在不同速率区间内的分子数占总分子数的百分比，由表得出下列结论( )
A.气体分子的速率大小基本上是均匀分布
的，每个速率区间的分子数大致相同
B．大多数气体分子的速率处于中间值，少数分子的速率较大或较小
C．随着温度升高，气体分子的平均速率增大
D．气体分子的平均速率基本上不随温度的变化而变化解析：选BC.由表格可以看出在0 ℃和100 ℃两种温度下，分子速率在200～700 m/s之间的分子数的比例较大，由此可得出B正确．再比较0 ℃和100 ℃两种温度下分子速率较大的区间，100 ℃的分子数所占比例较大，而分子速率较小的区间，100 ℃的分子数所占比例较小，故100 ℃的气体分子平均速率高于0 ℃的气体分子平均速率，故C正确．
要点2 对分子动能、势能和内能的
理解
1.对分子平均动能的理解
(1)单个分子的动能
①物体由大量分子组成，每个分子都有分子动能．
②分子在不停息地做无规则运动，每个分子动能大小不同并且时刻在变化．③热现象是大量分子无规则运动的结果，个别分子动能没有意义．
(2)分子的平均动能
由于分子运动的无规则性，在某一时刻，物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也是不相同的．物体由大量分子组成，若想研究其中某一个分子的动能是非常困难的，也是没有必要的．热现象研究的是大量分子运动的宏观表现，所以，有意义的是所有分子动能的平均值，即分子平均动能．
2.对分子势能的理解
(1)分子势能的变化规律
①当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力表现为引力，分子间的距离增大时，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的增大而增大．
②当分子间的距离r③如果取两个分子间相距无限远时(此时分子间作用力可忽略不计)的分子势能为零，分子势能Ep与分子间距离r的关系可用图2－1－2所示的曲线表示．从图像上看出，当r＝r0时，分子势能最小．
(2)影响因素
①宏观上：分子势能的大小与体积有关．
②微观上：分子势能与分子之间的相对位置有关．
图2－1－2 特别提醒
(1)分子势能最小与分子势能为零不是一回
事．分子势能的正负代表大于或小于零势能点的分子势能，如Ep＝－10 J，Ep′＝0 J，则Ep＜Ep′.
(2)体积越大，分子势能不一定越大．如相同质量的0 ℃的水与0 ℃的冰，冰体积大，但水的分子势能大于冰的分子势能．3.内能与机械能的区别和联系
特别提醒
(1)热能是内能通俗而不确切的说法，热量是物体在热传递过程中内能转移的多少．
(2)物体温度升高，内能不一定增加；温度不变，内能可能改变；温度降低，内能可能增加． 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，物体内能一定减小
D．气体体积增大时气体分子势能一定增大【精讲精析】 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，而物体的动能可能为零，所以A、B选项不正确．物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能不一定减小，例如将处于原长的弹簧压缩，分子势能将增大，所以C选项也不正确；由于气体分子间距离一定大于r0，体积增大时分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，所以D选项正确．
【答案】 D
【方法总结】 注意内能与机械能的区别以及决定内能大小的因素．
变式训练
2.(2012·新津中学高二调研)对于物体的“热胀冷缩”现象，下列说法中正确的是( )
A．物体受热后温度升高，分子的平均动能增大；降低温度后，分子的平均动能减小，分子势能没有变化
B．受热后物体膨胀，体积增大，分子势能增大；收缩后，体积减小，分子势能减小，分子的平均动能不会改变C．受热膨胀，温度升高，分子平均动能
增大，体积增大，分子势能也增大；遇冷
收缩，温度降低，分子平均动能减小；体
积减小，分子势能也减小
D．受热膨胀，分子平均动能增大，分子势能也增大；遇冷收缩，分子平均动能减小，但分子势能增大解析：选C.物体受热后，温度升高，体积增大，分子的平均动能和分子势能都增大；遇冷后温度降低，体积减小，分子平均动能和分子势能都减小．
要点3 对气体压强的微观解释
1.决定气体压强大小的因素
(1)微观因素
①气体分子的密集程度：气体分子密集程度
(即单位体积内气体分子的数目)大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大；②气体分子的平均动能：气体的温度高，气
体分子的平均动能就大，每个气体分子与器
壁的碰撞(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就
大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在
单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就
多，累计冲力就大，气体压强就越大．
(2)宏观因素①与温度有关：温度越高，气体的压强越
大；
②与体积有关：体积越小，气体的压强越
大．
2.气体压强与大气压强不同
大气压强由重力而产生，并且随高度增大
而减小．
(2012·南山中学高二质检)对于一定质量的气体，下列四个论述中正确的是( )
A．当分子热运动变剧烈时，压强必增大
B．当分子热运动变剧烈时，压强可以不变
C．当分子间平均距离变大时，压强必变大
D．当分子间平均距离变大时，压强必变小
【精讲精析】分子热运动变剧烈，表明气体温度升高，分子平均动能增大，但不知气体的分子密集程度如何变化，故压强的变化趋势不明确，A错B对；分子间平均距离变大，表明气体的分子密集程度变小，但因不知此时分子的平均动能如何变，故气体的压强不知如何变化，C、D错．
【答案】 B
【方法总结】 压强从微观角度分析取决于两方面，一是分子的平均动能，二是分子间的平均距离．
变式训练
3.(2012·安县中学高二检测)关于密闭容器
中气体的压强，下列说法正确的是( )
A．是由于气体分子相互作用产生的
B．是由于气体分子碰撞容器壁产生的
C．是由于气体的重力产生的
D．气体温度越高，压强就一定越大解析：选B.气体的压强是由容器内的大量分子撞击器壁产生的，A、C错，B对．气体的压强受温度、体积影响．温度升高，若体积变大，压强不一定增大，D错．
课件48张PPT。3 气体实验定律目标导航
1.知道描述气体的三个状态参量．理解三个参量的意义．
2．知道什么是等温变化、等容变化和等压变化．
3．知道实验三定律的内容及表达式，并会应用定律处理问题．
一、气体的状态参量
1.状态参量:研究气体的性质时,用________、________、________这三个物理量来描述气体的状态，这三个物理量被称为气体的状态参量．
2.体积、温度和压强压强体积温度(1)体积(V)：气体的体积是指气体占有空间的大小．
(2)温度(T)：气体的温度是表示气体____________的物理量，是气体分子____________的标志．
①测量：用_________来测量．
②表示方法：摄氏温度和_________温度，两者数量关系是：_____________．冷热程度平均动能温度计热力学T＝t＋273(3)压强(p)：是大量气体分子对器壁撞击的宏观表现．单位有：Pa、atm、cmHg、mmHg等，它们间的换算关系为：1 Pa＝1 N/m2，
1 atm＝76 cmHg＝760 mmHg＝_____________Pa.
二、玻意耳定律
1.等温变化：一定质量的气体，在温度不变时其压强随体积发生的变化．1.013×105 2.玻意耳定律
(1)内容：一定________的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成________．
(2)表达式：pV＝常量．
(3)适用条件：①气体的________不变；②气体的_________不变．质量反比质量温度三、查理定律
1.等容变化：一定质量的某种气体在体积不变时压强随温度的变化．
2.查理定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与______________成正比．
热力学温度T(3)适用条件：①气体的________不变；②气体的__________不变．
四、盖吕萨克定律
1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变的条件下，体积随温度的变化．
2.盖吕萨克定律
(1)内容：一定质量的气体,在保持压强不变的情况下,体积V与热力学温度T成__________．
质量体积正比(3)适用条件：①气体的________不变；②气体的________不变．
质量压强要点1 压强的计算
1.容器静止或匀速运动时封闭气体压强的计算
(1)取等压面法
根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面．由两侧压强相等列方程求解压强．
例如，图2－3－1中同一液面C、D处压强相等，则pA＝p0＋ph.
(2)力平衡法
选与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强．
图2－3－1 特别提醒
在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强p＝ρgh时，应特别注意h是表示液面间竖直高度，不一定是液柱长度．
2.容器加速运动时封闭气体压强的计算
当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱、汽缸或活塞为研究对象，并对其进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强．
图2－3－2
有一段12 cm长的水银柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30°的光滑斜面上，在下滑过程中被封闭气体的压强为(大气压强p0＝76 cmHg)( )
A．76 cmHg B．82 cmHg
C．88 cmHg D．70 cmHg
?
?【精讲精析】 水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件来处理．水银柱的受力分析如图2－3－3所示，因玻璃管和水银柱组成系统的加速度
a＝gsin30°，所以对水
银柱由牛顿第二定律得：
p0S＋Mgsin30°－pS
＝Ma，故p＝p0.图2－3－3【答案】 A
【方法总结】 封闭气体压强的求解技巧
(1)气体自身重力产生的压强很小，一般忽略不计．
(2)压强是联系气体和受力分析的桥梁．
(3)液体产生的压强也可以用cmHg(或用液柱高度ph)表示，等式两边单位统一即可，没有必要换算成国际单位．
变式训练
1.(2012·资阳中学高二检测)如图2－3－4所
示，一横截面积为S的圆柱形容器竖直放置，圆板A上表面是水平的，下表面是倾斜的，且下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M，不计一切摩擦，大气压为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强为( )A．p0＋Mgcosθ/S
B．p0/S＋Mgcosθ/S
C．p0＋Mgcos2θ/S
D．p0＋Mg/S图2－3－4解析：选D.以圆板为研究对象，如图所示，竖直方向受力平衡．
pAS′cosθ＝p0S＋Mg
S′＝S/cosθ
所以pA(S/cosθ)cosθ
＝p0S＋Mg
所以pA＝p0＋Mg/S
故此题应选D.
要点2 玻意耳定律的应用
1.常量的意义：p1V1＝p2V2＝常量C
该常量C与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该常量C越大．
2.应用玻意耳定律的思路与方法
(1)选取一定质量的气体为研究对象，确定研究对象的始末两个状态．(2)表示或计算出初态压强p1、体积V1；末态压强p2、体积V2，对未知量用字母表示．
(3)根据玻意耳定律列方程p1V1＝p2V2，并代入数值求解．
(4)有时要检验结果是否符合实际，对不符合实际的结果删去．
特别提醒
对于开口的玻璃管，用水银封闭一部分气体时，气体体积增大，特别是给出玻璃管总长度时，更要分析计算的气体长度加上水银柱的长度是否超出玻璃管的总长．若超出，说明水银会流出，要重新计算．
农村常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图2－3－5所示，A的容积为7.5 L，装入药液后，药液上方体积为1.5 L，关闭阀门K，用打气筒B每次打进105 Pa的空气250 cm3.求：图2－3－5(1)要使药液上方气体的压强为4×105 Pa，打气筒活塞应打几次？
(2)当A中有4×105 Pa的空气后，打开阀门K可喷射药液，直到不能喷射时，喷雾器剩余多少体积的药液．
【思路点拨】 向喷雾器容器A中打气，是一个等温压缩过程．按实际情况，在A中装入药液后，药液上方必须留有空间，而已知有105 Pa的
空气1.5 L，把这部分空气和历次打入的空气
一起作为研究对象，变质量问题便转化成了
定质量问题．向A中打入空气后，打开阀门K
喷射药液，A中空气则经历了一个等温膨胀
过程，根据两过程中气体的初、末状态量，
运用玻意耳定律，便可顺利求解本题．
【精讲精析】 (1)以V总、V分别表示A的总容积和打气前药液上方的体积，p0表示打气前A容器内外的气体压强，V0表示每次打入压强为p0的空气体积，p1表示打n次后A容器的气体压强，以A中原有空气和n次打入A中的全部气体作为研究对象，由玻意耳定律可得p0(V＋nV0)＝p1V
(2)打开阀门K，直到药液不能喷射，忽略喷管中药液产生的压强，则A容器内的气体压强应等于外界大气压强，以A容器内的气体作为研究对象，由玻意耳定律可得
p1V＝p0V′
【答案】 (1)18 (2)1.5 L
【方法总结】 保证气体质量不变，合理选择研究对象是解答本题的关键．本题应正确分析研究对象的初、末状态及对象的变化特点，分析各量之间的制约关系，正确应用相应规律列方程．
变式训练
2.如图2－3－6所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的汽缸内，活塞相对于底部的高度为h，可沿汽缸无摩擦地滑动．图2－3－6取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上．沙子倒完时，活塞下降了h/4.再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞上表面上．外界大气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距汽缸底部的高度．
要点3 查理定律与盖吕萨克定律
1.两实验定律的比较
3.应用查理定律或盖吕萨克定律解题的步骤
(1)确定研究对象，即被封闭的气体．
(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律条件．是否是质量和体积保持不变或是质量和压强保持不变．
(3)确定初、末两个状态的温度、压强或温
度、体积．
(4)按查理(盖吕萨克)定律公式列式求解．
(5)分析检验求解结果．
特别提醒
(1)查理定律(或盖吕萨克定律)的适用范围是
气体的压强不太大(是大气压的几倍)温度不
太低(与室温比较)．
(2)由于定律为比例式，初末状态的压强(或
体积)只要单位相同即可，不必统一到国际单
位，但温度必须化为热力学温度．
(2012·绵竹中学高二检测)如图2－3－
7甲所示，汽缸内底部面积为0.002 m2，被活
塞封闭在汽缸内的空气温度为－5 ℃，活塞
质量为8 kg，当汽缸缸筒与水平面成60°角
时，活塞距缸底为L，现将汽缸直立如图乙
所示，欲使活塞距缸底仍为L，应使缸内气
体温度升高到多少？【思路点拨】汽缸在直立前后，缸内的气体体积不变，对活塞受力分析，由力的平衡条件可以求出气体初末状态的压强，从而由查理定律求得缸内气体升高的温度．
图2－3－7图2－3－8图2－3－9【答案】 7 ℃
【方法总结】 明确研究对象，确认体积不变，选好初末状态，正确确定压强是正确运用查理定律的关键．
变式训练
3.如图2－3－10所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为0.2 m2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．图2－3－10温度为300 K时，活塞离汽缸底部的高度为0.6 m；将气体加热到330 K时，活塞上升了0.05 m，不计摩擦力及固体体积的变化．求物体A的体积．
解析：设A的体积为V，T1＝300 K，T2＝330 K，S＝0.2 m2，h1＝0.6 m，h2＝0.6 m＋0.05 m＝0.65 m，
答案：0.02 m3
课件34张PPT。4 气体实验定律的图像表示及
微观解释目标导航
1.理解p－V、p－T和V－T图像及其物理意
义，并会运用其分析处理气体的状态变化过程．
2．知道三个实验定律的微观解释一、气体实验定律的图像表示
1.气体等温变化的p－V图像
为了直观地描述压强p跟体积V的关系，通常建立________坐标系，如图2－4－1所示．图线的形状为_________．由于它描述的是温度不变时的p－V关系，因此称它为
________线．p－V双曲线等温一定质量的气体，不同温度下的等温线是_______的．不同图2－4－12.气体等容变化的p－T图像
从图2－4－2甲可以看出，在等容过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的_______关系．但是，如果把图甲中直线AB延长至与横轴相交，把交点当做坐标原
点．正比图2－4－2建立新的坐标系(如图乙所示)，那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了．图乙坐标原点的意义为气体压强
为0时，其温度为0.可以证明，当气体的压强不太大，温度不太低时，坐标原点代表的温度就是________．
3.气体等压变化的V－T图像0 K由V＝CT可知在V－T坐标系中，等压线是一条通过坐标原点的倾斜的________．对于一定质量的气体，不同等压线的斜率不同．斜率越小，压强越______，如图2－4－3所示，p2＞p1.
直线大图2－4－3二、气体实验定律的微观解释
1.玻意耳定律
一定质量的气体，温度保持不变时，分子的____________是一定的．在这种情况下，体积减小时，分子的____________增大，气体的压强就增大．
2.查理定律平均动能密集程度一定质量的气体，体积保持不变时，分子的__________保持不变．在这种情况下，温度升高时，分子的__________增大，气体的压强就增大．
3.盖吕萨克定律
一定质量的气体，温度升高时，分子的____________增大．只有气体的体积同时增大，使分子的____________减小，才能保持压强不变．
密集程度平均动能平均动能密集程度要点1 气体实验定律的微观解释
用分子动理论可以很好地解释气体的实验定律．
1.玻意耳定律的微观解释(1)一定质量的气体，温度保持不变，从微观上看表示气体分子的总数和分子的平均动能保持不变，因此气体压强只跟单位体积的分子数有关．
(2)气体发生等温变化时，体积增大到原来体积的几倍，单位体积内的分子数就减小到原来的几分之一，压强就会减少到原来的几分之一；体积减小到原来的几分之一，单位体积内的分子数就增大为原来的几倍，压强就会增大为原来的几倍．
2.查理定律的微观解释
(1)一定质量的理想气体，体积保持不变时，从微观上表示单位体积内的分子数保持不
变，因此气体的压强只跟气体分子的平均动能有关．(2)气体发生等容变化时，温度升高，气体分子的平均动能增大，气体的压强会增大；温度降低，气体分子的平均动能减小，气体压强就减小．
3.盖吕萨克定律的微观解释
(1)一定质量的理想气体，压强保持不变时，从微观上看是单位体积内分子数的变化引起的压强变化与由分子的平均动能变化引起的压强变化相互抵消．(2)气体发生等压变化时，气体体积增大，单位体积内的分子数减少，会使气体压强减
小，此时气体温度升高，气体分子的平均动能增大，从而使气体压强增大来抵消由气体体积增大而造成的气体压强的减小．相反，气体体积减小，单位体积内的分子数增多，会使气体压强增大，只有气体的温度降低，气体分子的平均动能减小，才能使气体的压强减小来抵消由气体体积减小而造成的气体压强的增大．
(2012·温江中学高二检测)对一定质量的理想气体，下列说法正确的是( )
A．体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大
B．温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小
C．压强不变，温度降低时，气体的密度一定减小
D．温度升高，压强和体积都可能不变【精讲精析】 根据气体压强、体积、温度的关系可知，体积不变，压强增大时，气体的温度增大，气体分子的平均动能增大，选项A正确；温度不变，压强减小时，气体体积增大，气体的密集程度减小，B正确；压强不变，温度降低时，体积减小，气体的密集程度增大，C错误；温度升高，压强、体积中至少有一个发生改变，D错误．
【答案】 AB
变式训练
1.封闭在汽缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是( )
A. 气体的密度增大
B. 气体的压强增大
C. 气体分子的平均动能减小
D. 每秒撞击器壁单位面积的气体分子数增多
要点2 气体状态变化的图像问题
1.对两种等温变化图像的理解和应用
特别提醒 (1)图像上的一点代表气体的一个状态，每一点都对应气体的一个确定的状态(p、V、T表示)．
(2)温度不同，一定质量的同一气体的等温线不同．同一气体的等温线比较，在p－V图
中，双曲线顶点离坐标原点远的等温线对应的温度高．
2.对p－T图像和V－T图像的理解
(1)p－T图像和V－T图像的比较
(2)对于p－T图像与V－T图像的注意事项
①首先要明确是p－T图像还是V－T图像．
②不是热力学温标的先转换为热力学温标．
③解决问题时要将图像与实际情况相结合．
特别提醒
(1)在图像的原点附近要用虚线表示，因为此处实际不存在，但还要表示出图线过原点．
(2)如果坐标上有数字则坐标轴上一定要标上单位，没有数字的坐标轴可以不标单位． 如图2－4－4所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法不正确的是( )
A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比图2－4－4B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的
C．由图可知T1>T2
D．由图可知T1【思路点拨】 对同一质量不变的气体，温度越高，p、V之积越大．【精讲精析】由等温线的物理意义可知，
A、B正确，对于一定质量的气体，温度越
高，等温线的位置就越高，C错，D对．
【答案】 C
【规律总结】一定质量的气体，温度不变
时，压强与体积成反比，温度升高后，压
强与体积的乘积变大，等温线表现为远离
原点．
变式训练
2.一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V－T图上表示如图2－4－5所示，则( )图2－4－5A．在过程AC中，气体的压强不断变大
B．在过程CB中，气体的压强不断变小
C．在状态A时，气体的压强最大
D．在状态B时，气体的压强最大
解析：选AD.气体的AC变化过程是等温变
化，由pV＝C可知，体积减小，压强增大，故A正确．在CB变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由p/T＝C可知，温度升高，压强增大，故B错误．综上所述，在ACB过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，故C错误，D正确．
课件19张PPT。5 理想气体目标导航
1.了解理想气体的模型，并知道实际气体在什么情况下可以看成理想气体，理解理想气体的成立条件及在实际中的意义．
2．知道一定质量的理想气体的内能只与温度有关．
一、实际气体在不同条件下的比较
1.不同气体的比较
在温度_________、压强_________的条件
下，一切气体的状态变化并非严格地遵守气体实验定律，但能在较高程度上近似地遵守气体实验定律．不太低不太高2.同种气体不同条件下的比较
实际气体在“________”和“_______”条件下状态参量之间的关系与气体实验定律存在较大的偏差．
二、理想气体
1.定义：在________温度、_______压强下都严格遵守气体实验定律的气体．高压低温任何任何2.理想气体与实际气体要点1 对理想气体模型的认识
1. 理想气体是一种理想化模型，是对实际气体的科学抽象．
2. 实际气体，特别是那些不容易液化的气
体，如氢气、氧气、氮气、氦气等，在压强不太大(不超过大气压的几倍)，温度不太低(不低于负几十摄氏度)时，可以近似地视为理想气体．
3.在微观意义上，理想气体分子本身大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子间不存在相互作用的引力和斥力，所以理想气体的分子势能为零，理想气体的内能等于分子的总动能．
关于理想气体的性质，下列说法中正确的是( )
A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在
B．理想气体的存在是一种人为规定，即它是一种严格遵守气体实验定律的气体
C．一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高了D．氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可当理想气体
【精讲精析】理想气体是在研究气体的性质过程中建立的一种理想化模型，现实中并不存在，其具备的特性均是人为的规定，A、
B选项正确．对于理想气体，分子间不存在相互作用力，也就没有分子势能，其内能的变化即为分子动能的变化，宏观上表现为温度的变化，C选项正确．实际中的不易液化的气体，包括液化温度最低的氦气，只有温度不太低，压强不太大的条件下才可当做理想气体，在压强很大和温度很低的情况下，分子的大小和分子间的相互作用力就不能忽略，D选项错误．
【答案】 ABC【方法总结】 对物理模型的认识既要弄清其理想化条件的规定性，又要学会抓住实际问题的本质特征，忽略其次要因素，运用理想化模型，分析解决问题．
变式训练
1.关于理想气体，下列说法中正确的是( )
A．严格遵守气体实验三定律的气体称为理想气体
B．理想气体客观上是不存在的，它只是实际气体在一定程度上的近似
C．低温和高压条件下的实际气体都可以看成理想气体D．和质点的概念一样，理想气体是一种理想化的模型
解析：选ABD.理想气体严格遵守气体三定
律，客观上不存在，它是一种理想化的模
型．在温度不太低，压强不太大时，实际气体可以看成理想气体．
要点2 理想气体的内能
从能量上看，理想气体的微观本质是忽略了分子力，所以其状态无论怎么变化都没有分子力做功，即没有分子势能的变化，于是理想气体的内能只有分子动能，即一定质量理想气体的内能完全由温度决定．
(2012·泸县一中高二检测)用一导热、可自由滑动的轻隔板把一圆柱形容器分隔成A、B两部分，如图2－5－1所示，A、B中分别封闭有质量相等的氮气和氧气，且均可看成理想气体，则当两气体处于平衡状态时
( )图2－5－1A．内能相等
B．分子的平均动能相等
C．分子的平均速率相等
D．分子数相等
【精讲精析】两种理想气体的温度相同,所
以分子的平均动能相同，由于气体种类不
同，分子质量不同，故分子的平均速率不
同，故B正确，C错误；气体质量相同，但摩尔质量不同，所以分子数不同，其分子平均动能的总和不同，因而内能也就不同，故A、D也错误，应选B.
【答案】 B
【方法总结】 理想气体没有分子势能，其内能由物质的量和温度决定．
变式训练
2.关于理想气体内能的相关说法中正确的是
( )
A．理想气体的内能等于所有分子做热运动所具有的动能和分子势能的总和
B．理想气体的内能由体积、温度和物质的量来共同决定C．理想气体的内能与其所处的状态(如温
度、体积等)有关
D．理想气体没有分子势能，内能只由温度和物质的量来决定
解析：选D. 理想气体没有分子势能，内能只由温度和物质的量来决定．
课件15张PPT。本章优化总结对于气体变化的图像，由于图像的形式灵活多变，含义各不相同，考查的内容又比较丰富，处理起来有一定的难度，要解决好这个问题，应从以下几个方面入手．
1.看清坐标轴，理解图像的意义．2.观察图像，弄清图中各量的变化情况，看是否属于特殊变化过程，如等温变化、等容变化或等压变化．
3.若不是特殊过程，可在坐标系中作特殊变化的图像(如等温线、等容线或等压线)实现两个状态的比较．
4.涉及微观量的考查时，要注意各宏观量和相应微观量的对应关系．
如图2－1所示，为一定质量的理想
气体在p－V图像中的等温变化图线，A、B是双曲线上的两点，△OAD和△OBC的面积分别为S1和S2，则( )
A．S1＜S2
B．S1＝S2
C．S1＞S2
D．S1与S2的大小关系无法确定图2－1【答案】 B分析气体变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象，使这类问题转化为一定质量的气体问题，用气态方程求解．
1.打气问题
向球、轮胎中充气是一个典型的变质量的气体问题．只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题．
2.抽气问题
从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题．分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可看做是等温膨胀的过程．
3.灌气问题(漏气问题)
将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题．分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看做是一个整体来作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题．
容积为20 L的氧气瓶有30 atm的氧
气,现把氧气分装到容积为5 L的小钢瓶中,使每个小钢瓶中氧气的压强为5 atm，若每个小钢瓶中原有氧气压强为1 atm，问共能分装多少瓶？(设分装过程中无漏气，且温度不变)
【思路点拨】 以分装后氧气瓶和几个小钢瓶中的氧气整体为研究对象，根据玻意耳定律即可求解．【精讲精析】 设能够分装n个小钢瓶，则以氧气瓶中的氧气和n个小钢瓶中的氧气整体为研究对象，分装过程中温度不变，故遵守玻意耳定律．
气体分装前后的状态
如图所示，由玻意
耳定律可知：
【答案】 25
【题后反思】分装后,氧气瓶中剩余氧气的压强p1′应大于或等于小钢瓶中应达到的压强p2′,即p1′≥p2′,但通常取p1′＝p2′,千万不能认为p1′＝0，因为通常情况下不可能将氧气瓶中氧气全部灌入小钢瓶中.
课件23张PPT。第五章 能源与可持续发展第五章 能源与可持续发展2 能源利用与环境的问题目标导航
1.知道什么是能源，了解能源的分类及能量耗散．
2．了解能源的利用状况和环境污染的
危害．
3．知道温室效应和酸雨的产生原因，危害及控制措施．一、能源及其分类
1.能源：指能够提供_______的自然资源．
2.分类：分类方法多种多样，常用分类有
(1)一次能源和_______能源．
(2)再生能源和_________能源．
(3)________能源和新能源．二次非再生常规能量3.能源与人类文明：人类利用能源的历史大致经历了柴薪、煤炭、_________三个时期．石油二、能量耗散与能源问题
1.能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为_______，流散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象．
2.能量耗散虽然不会导致能量总量的______却会导致能量品质的_______，实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式．内能减少降低三、能源利用与环境问题
1.温室效应
影响包括：
(1)全球_________．
(2)海平面_________．
(3)降水量变化．温暖化上升(4)影响农业生产．
(5)影响气候带和植被分布．
(6)影响__________利用．
(7)影响人体健康．
土地2.酸雨：pH_________5.6即呈酸性的降水．
3.大气臭氧层厚度变_____
4.放射性污染小于薄要点 能源与环境问题
1.能源的分类特别提醒：大量能量的使用不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降低，所以要节约能源．2.环境污染
(1)温室效应：化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳，使大气中二氧化碳的含量大量增高，导致“温室效应”，造成地面温度上升、两极的冰雪融化、海平面上升、淹没沿海地区等不良影响．(2)酸雨污染：排放到大气中的大量二氧化硫和氮氧化物等在降水过程中溶入雨水，使其形成酸雨，酸雨进入地表、江河，破坏
土壤，影响农作物生长，使生物死亡，破坏生态平衡．同时腐蚀建筑结构、工业装备、动力和通讯设备等，还直接危害人类健康．(3)臭氧层的破坏：臭氧层的存在对吸收紫外线方面起着举足轻重的作用，一旦臭氧层遭到破坏，对生物有害的紫外线会毫无遮拦地照射到地面上，会提高皮肤癌和白内障的发病率，也会影响我们的免疫系统．同时对不同生态系统中生物的生长、发育、繁殖、分布和生物的化学循环都会造成一系列危害．
下列供热方式最有利于环境保护的是( )
A．用煤做燃料供热
B．用石油做燃料供热
C．用天然气或煤气做燃料供热
D．用太阳能灶供热【精讲精析】 煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能．但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧的不充分，使得废气中含有粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质污染了大气，而太阳能是一种无污染的
能源，应大为推广，故答案应选D.
【答案】 D【方法总结】 太阳能是一种清洁能源，是不会污染环境的．
变式训练
关于能源的开发和节约，你认为下列哪些观点是错误的( )
A．能源是有限的，无节制地利用常规能
源，如石油之类，是一种盲目的短期行为
B．根据能量守恒定律，担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现C．能源的开发利用，必须要同时考虑其对环境的影响
D．通过核聚变和平利用核能是目前开发新能源的一种新途径
解析：选B.能量虽然守恒，但有的资源好利用，有的资源难以利用，资源短缺成为社会发展的阻碍，因而要合理开发利用，
故B错．
课件16张PPT。3 可持续发展战略目标导航
1.了解能源消耗，研究开发新能源．
2．了解如何节约能源，保护资源及可持续发展战略．一、能源消耗
在能源的消耗上，我们要设法提高能源的________，减少能源的损耗和_______，
节约能源．利用率浪费二、可持续发展
1.可持续发展是指：“既满足当代人的需
求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展．”这里包含了两个重要概
念：一是人类要发展，要满足人类的发展需求；二是不能损害自然界支持当代人和后代人生存的能力．2.可持续发展战略思想包括三方面
(1)鼓励经济增长，改变传统的以“高
_____、高_______、高________”为特征的生产模式和消费模式．
(2)利用科学技术及社会力量，节约资源(含能源)，大力发展资源的_______使用．
(3)利用科学技术寻找新的能源及开拓新的资源．投入消耗污染循环三、节约资源·自然资源的循环使用
循环使用是指将经过改造和使用的自然物和各种废弃物还给自然界，使它们又进入自然界参与物质循环和______________过程．能量流动四、节能新技术
几种节能新技术：________技术、________技术、________能等．
五、开发新能源
目前正在开发利用的新能源有太阳能、_______能、地热能、风能、生物质能、可燃冰、氢能源以及________能等．三束超导燃料节海洋核聚变要点 能源的开发和利用 太阳能热水器是利用太阳能来加热水的设备，在我国城乡许多屋顶上都可以看到．太阳单位时间直射到地面单位面积的能量为E0＝7×103 J/(m2·s)．某热水器的聚热面积S＝2 m2，若每天相当于太阳直射的时间为t＝4 h，太阳能的20%转化为水的内能，计算这个热水器最多能使m＝500 kg的水温度升高多少？【精讲精析】 根据题意可知，一天当中被热水器吸收且转化为水的内能的太阳能为
?Q＝E0·S·t·20%，这部分能量就等于被水吸收的能量Q吸＝cmΔt.
每天被太阳能热水器吸收的太阳能
E＝E0·S·t①
水吸收的热量：Q吸＝cmΔt②E·20%＝Q吸③
由①②③式代入数值得
Δt＝19.2 ℃
所以这个热水器最多能使500 kg的水温度升高19.2 ℃.
【答案】 19.2 ℃【方法总结】 结合能的转化和守恒定律解题．变式训练
三峡水利工程的坝高了h0＝185 m，正常水位为h＝175 m，水库容积V＝3.93×1010 m3，装机容量(发电机的总功率)P＝1.768×107
kW，发电量W＝8.4×1010 kW·h.假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位．(不进行具体计算，用字母表示)答案：见解析课件17张PPT。本章优化总结能源和环境是社会上普遍关注的问题，如何达到追求发展与资源、环境的平衡，最重要的就是要注重资源与环境的保护．石油和煤燃烧产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，产生了“温室效应”，引起了一系列问题，如两极的冰雪融化、海平面上升、海水倒灌、耕地盐碱化……这些都是自然对人类的报复．
还有一些问题，如煤燃烧时形成的二氧化硫等物质使雨水形成“酸雨”，机器在工作时会导致有毒气体的产生等． 二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作用，行星表面发出的长波辐射到大气以后被二氧化碳截获，最后使大气升温，大气中的二氧化碳像暖房的玻璃一样，只准太阳的辐射热进来，却不让室内的长波热辐射出去，大气中的二氧化碳的这种效应叫温室效应．这是目前科学界对地球气候变暖进行分析的一种观点，根据这种观点，以下说法成立的是( )
A．在地球形成的早期，火山活动频繁，排出大量的二氧化碳，当时地球的气温很高
B．经过漫长的年代，地壳的岩石和气体二氧化碳发生化学反应，导致二氧化碳减少，地球上出现了生命C．由于工业的发展和人类的活动，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高
D．现在地球正在变暖的原因是工业用电和生活用电的急剧增加，使电能和其他形式的能转化为内能
【精讲精析】 本题的观点是二氧化碳的温室效应．地球形成的早期，地壳不如现在牢固，地球不如现在稳定，火山活动频繁，符合地质的发展规律．由于火山的喷发，排出大量的二氧化碳，这是必然的现象，进而导致当时地球的气温很高．地球上的岩石由于多种原因，其中包括岩石中的矿物成分
与水、氧气、二氧化碳发生化学反应，使岩石进一步分化，最后形成土壤，二氧化碳减少，形成了适合生命生存的条件．由于工业的发展和人类的活动，大量地使用常规能源，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高．生活用电和工业用电是电能和其他形式的能的转变，会产生
热．四个选项都很正确，但就温室效应这一观点而言来确定A、B、C是正确的．
【答案】 ABC1.开发新能源，如太阳能、风能等．这些能源一是取之不尽，用之不竭；二是不会对环境造成污染，从而减少对化石能源的使用．
2.提高能源利用效率
(1)开发能量转换新技术，使利用效率从25%～30%，提高到55%～75%.
(2)煤的洁净利用技术，如制煤浆技术．
(3)先进的发电技术． 能源问题是当前的热门话题，传统的能源——煤和石油，由于储量有限，有朝一日要被开采完毕，同时在使用过程中也会带来污染，寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向，利用潮汐发电即为一例．如图表示的是利用潮汐发电的简单示意图，左方为陆地和海湾，中间为大坝，其下有通道，水经通道可带动发电机．涨潮时，水进入海湾，待内外水面高度相
同，堵住通道如图5－1甲所示；潮落至最低点时放水发电，如图乙所示；待内外水面高度相同，再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，又放水发电，如图丙所示．设海湾面积为5.0×107 m2，高潮与低潮间高度差为
3.0 m，则一天内水流的平均功率为________MW.(g取10 m/s2，每天两次涨潮，四个发电时间段)【答案】 100课件35张PPT。第四章 能量守恒与热力学定律第四章 能量守恒与热力学定律2 热力学第一定律目标导航
1.理解能量守恒定律，会用能量守恒的观点分析解决有关问题．理解第一类永动机是不可能制成的原因．
2．理解物体跟外界做功和热传递的过程及
W、Q、ΔU的物理定义．
3．理解热力学第一定律，并能运用热力学第一定律分析和计算有关问题．一、能量守恒定律的发现
1.能量形式与能量转化
(1)各种能量：自然界存在着多种不同形式的运动，每种运动对应着一种形式的能量．如机械运动对应________；分子热运动对应
________；电磁运动对应___________．机械能内能电磁能(2)各种能量之间可以互相转化：不同形式的能量之间可以相互转化．摩擦可以将__________转化为内能；炽热电灯发光可以将________转化为光能．
机械能电能2.能量守恒定律发现的历史背景
(1)蒸汽技术的发展：18世纪80年代，蒸汽机的发展和使用，证明了________可以转化为_________，推动了热力学理论的发展．
(2)各种基本运动形式之间普遍联系性的发现
17世纪中叶：物理学家提出“运动量”守恒的思想．
18世纪未到19世纪初：各种自然现象之间的普遍联系被发现，能的概念被引入．内能机械能(3)永动机研制的失败
概念：一种不消耗能量却可源源不断___________的机器叫永动机，并称为第一类永动机．
?结果：无一例外地归于失败．
原因：违背__________定律．对外做功能量守恒3.能量守恒定律的发现与确立
(1)能量守恒定律内容：能量既不会凭空产
生，也不会凭空消失，它只能从一种形式______为另一种形式，或者从一个物体________到另一个物体，在转化或转移的过程中其________不变．转化转移总量(2)意义
①各种形式的能可以相互转化．
②各种物理现象可以用能量守恒定律联系在一起．
二、热力学第一定律
1.改变物体内能的两种方式：_______与_________．
2.两者在改变系统内能方面是等效的．
热力学第一定律
(1)内容：如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么外界对物体__________加上物体从外界____________等于物体内能的
增加．
(2)数学表达式：____________．所做的功吸收的热量ΔU＝Q＋W做功热传递要点1 对能量守恒定律的理解及应用
1.与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的，例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力做功；而能量守恒定律是没有条件
的，它是一切自然界现象都遵守的基本
规律．2.第一类永动机失败的原因分析
如果没有外界热源供给热量，则有
U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，
即U2＜U1，则W＜0，系统对外做功是要以内能减少为代价的，若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下，是不可能的．特别提醒：层出不穷的永动机设计方案，由于违背了能量守恒定律，无一例外地宣布失败，人类制造永动机的企图是没有任何成功希望的．(2012·西昌一中高二检测)如图4－1－1所示，一个质量为20 kg的绝热汽缸竖直放置，绝热活塞的质量为5 kg，处于静止状态时被封闭气体的高度为50 cm，现在在活塞上方加一15 kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为40 cm.求在这一过程中气体的内能增加了多少？(g取10 m/s2，不考虑活塞的大气压力及摩擦阻力)【答案】 20 J
【方法总结】 (1)绝热过程内能增加，则应为其他形式的能转化为内能．
(2)绝热过程表示不吸热，也不放热；“导热性能良好且过程缓慢”表示此过程有热传递发生且及时充分，保持温度不变．变式训练
下列对能量的转化和守恒定律的认识正确的是( )
A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式能量的增加
B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的
D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
解析：选ABC.能量守恒定律是指能量的总量不变，但更重要的是指转化和转移过程中的守恒．在不同形式的能量间发生转化，在不同的物体间发生转移．不需要任何外界动力而持续对外做功的机器是违背能量守恒定律的，是永远不可能制成的．机械能转化成了其他形式的能量而不能消失，能量是不会消失的．
要点2 功、热量和内能的区别与联系
1.功和内能的关系
(1)内能与内能变化的关系
①物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和．因此物体的内能是一个状态量．
②当物体温度变化时，分子平均动能变化．物体体积变化时，分子势能发生变化，因此物体的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关．(2)做功与内能变化的关系
①做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程．
②在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少．(3)功和内能的区别
①功是过程量，内能是状态量．
②在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化．
③物体的内能大，并不意味着做功多．在绝热过程中，只有内能变化较大时，对应着做功较多．特别提醒：在绝热过程中，外界对系统
做功，系统的内能增加，外界对系统做多少功，系统的内能就增加多少；系统对外界做功，系统的内能减少，系统对外界做多
少功，系统的内能就减少多少．2.热量、功和内能之间的关系
内能是由系统的状态决定的．状态确
定了，系统的内能也就随之确定了．要使内能改变，可以通过做功和热传递两种方式来完成，功和热量都是过程量，两者对改变系统的内能是等效的，但做功是其他形式的能量转化为内能，功的多少是内能转化的量
度，在绝热的过程中，对物体做了多少功，内能就增加多少；物体对外做了多少功，内能就减少多少．热传递是内能的转移，热量是内能转移的量度，在没有做功的情况下，物体吸收了多少热量，就增加多少内能，或放出了多少热量，就减少多少内能．有过程(做功或热传递)，才有变化(内能改变)，离开过程，功和热量将毫无意义．就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在“功”和“热量”．因此不能说物体中含有“多少热量”或“多少功”．可以说物体很热，这指的是物体的温度很高．
特别提醒：热传递改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程．热传递使物体的内能发生变化时，内能改变的多少可用热量来量度
对于热量、功和内能三者的说法正确
的是( )
A．热量、功、内能三者的物理意义相同
B．热量、功都可以作为物体内能的量度
C．热量、功、内能的单位不相同
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的【精讲精析】 物体的内能是指物体所有分子的动能和分子势能的总和，而要改变物体的内能可以通过做功和热传递两种途径，这三者的物理意义不同，A项错．热量是表示在热传递过程中物体内能变化多少的物理
量，而功也是用做功的方式来量度改变物体内能多少的物理量，B项错．三者单位都是焦耳，C项错，热量和功是过程量，内能是状态量，D项正确．
【答案】 D
【方法总结】 区别热量、功和内能的技巧
(1)就某一状态而言，只有“内能”，根本谈不上“热量”和“功”．
(2)就某一过程而言，“内能”有变化，与“热量”、“功”对应．
(3)一个物体的内能无法计算，但物体的内能变化是可以计算的．变式训练
2.下列哪个实例说明做功改变了系统的内
能( )
A．用热水袋取暖
B．用双手摩擦给手取暖
C．把手放在火炉旁取暖
D．用嘴对手呵气给手取暖
解析：选B.双手摩擦做功，使手的内能增
加，感到暖和；A、C、D都是通过热传递来改变系统的内能，故选项B正确．要点3 对热力学第一定律的理解及应用
1.对ΔU＝W＋Q的理解：热力学第一定律是对单纯的绝热过程和单纯的热传递过程中内能改变的定量表达推广到一般情况，既有做功又有热传递的过程，其中ΔU表示内能改变的数量，W表示做功的数量，Q表示外界与物体间传递的热量．2.对公式ΔU＝Q＋W符号的规定
如图4－1－2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，则空气( )
A．从外界吸热 B．内能增大
C．向外界放热 D．内能减小【精讲精析】 缓慢下降的过程中，筒内空气的温度与水温始终相同，即空气温度不
变．由于不计气体分子间的相互作用，分子势能始终为零，筒内空气分子的平均动能不变，所以筒内空气的内能不变．筒内空气的体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律：ΔU＝W＋Q，可知筒内空气向外
放热．
【答案】 C变式训练
密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)( )
A．内能增大，放出热量
B．内能减小，吸收热量
C．内能增大，对外界做功
D．内能减小，外界对其做功
解析：选D.气体的温度降低，则内能减小，又外界对气体做了功，由热力学第一定律
知，气体要向外放出热量．课件28张PPT。5 初识熵目标导航
1.了解自然界中热传导方向性的实例．
2．了解热力学第二定律的两种不同的表
述，以及这两种表述的物理实质，并注意对热力学第二定律的理解和运用．
3．知道熵的概念，了解熵增原理，能用熵增原理认识自然界中能量转化的方向性．一、宏观过程的方向性
1.自然过程的方向性
(1)热传递的方向性：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体．(2)扩散现象的方向性：两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气
体．气体的自由膨胀也是一种扩散现象，同样具有_________．
(3)机械能与内能转化的方向性．
(4)其他过程的方向性：如燃烧过程、爆炸过程等都具有方向性．
方向性2.不可逆过程：某过程只沿某个方向发生，而不可能在没有外界影响(或不产生其他影
响)的情况下沿_________方向发生．这些过程我们称之为不可逆过程．相反二、热力学第二定律
1.热力学第二定律的克劳修斯表述：不可能把热量从_________物体传递到________物体而不产生其他影响．
2.热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量使之全部变为__________而不产生其他影响．低温高温有用的功三、初识熵
1.熵的概念：表示系统的___________程度．无序性大，熵_____；无序性小，熵_____．
2.对熵的进一步认识
(1)熵是系统__________的量度．
(2)熵是_________过程的共同判据．
(3)熵是系统状态的函数．无序度不可逆无序性大小3.熵增原理：孤立系统的熵总是________
的，或者孤立系统的熵总不_________．增加减少要点1 对热力学第二定律的理解及应用
1.热力学第二定律理解中的几个问题
(1)单一热源：指温度均匀并且恒定不变的系统．若一系统各部分温度不相同或者温度不稳定，则构成机器的工作物质可以在不同温度的两部分之间工作，从而可以对外做功．
据报道，有些国家已在研究利用海水上下温度不同来发电．(2)其他影响：指除了从单一热库吸收的热
量，以及所做的功以外的其他一切影响；或者除了从低温物体吸收热量、高温物体得到相同的热量外，其他一切影响和变化，不是不能从单一热库吸收热量而对外做功，而是这样做的过程中，一定伴随着其他变化或影响．同样，也不是热量不能从低温物体传到高温物体，而是此过程的完成不产生其他影响的自发热传递是不可能的．(3)关于“不可能”：实际上热机或制冷机系统循环终了时，除了从单一热库吸收热量对外做功，以及热量从低温热库传到高温热库以外，过程所产生的其他一切影响，不论用任何曲折复杂的办法都不可能加以消除．(4)适用条件：只能适用于由很大数目分子所构成的系统及有限范围内的宏观过程．而不适用于少量的微观体系，也不能把它扩展到无限的宇宙．
(5)两种表述是等价的：两种表述都揭示了热现象宏观过程的方向性．两种表述可以相互推导． (2012·罗江中学高二检测)随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，近期油价不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，如排长队等待加油的情景已经多次在世界各地发生，能源成为困扰世界经济发展的重大难题之一，下列有关能量转化的说法中错误的是( )A．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他的变化
B．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能
C．满足能量守恒定律的物理过程都能自发的进行
D．外界对物体做功，物体的内能必然增加
【精讲精析】 由热力学第二定律的开尔文表述可知A对．热机效率总低于100%，B
错．满足能量守恒的过程未必能自发进行，任何过程一定满足热力学第二定律，C错．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，W＞0，ΔU不一定大于0，即内能不一定增加，D错．
【答案】 BCD【方法总结】 理解热力学第二定律的方法
(1)理解热力学第二定律的实质，即自然界中进行的所有涉及热现象的宏观过程都具有方向性，理解的关键在于“自发”和“不引起其他变化．”
(2)还要正确理解哪些过程不会达到(100%的转化而不产生其他影响)．变式训练
1.(2012·自贡一中高二检测)热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程( )
A．都具有方向性
B．只是部分具有方向性
C．没有方向性
D．无法确定是否具有方向性解析：选A.自然界中所有涉及热现象的宏观过程都具有方向性．
要点2 熵增原理
“熵”是什么？“熵”是德国物理学家克劳修斯在1850年创造的一个术语，他用熵来表示任何一种能量在空间分布的均匀程度．能量分布得越均匀，熵就越大．如果对于我们所考虑的那个系统来说，能量完全均匀地分布，那么这个系统的熵就达到最大值．简单地说，“熵”就是微观粒子的无序程度、能量差别的消除程度．在克劳修斯看来，在一个封闭的系统中，运动总是从有序到无序发展的．比如，把一块冰糖放入水中，结果整杯水都甜了．这就是说，糖分子的运动扩展到了整杯水中，它们的运动变得更加无序了．对于一个封闭的系统，能量差也总是倾向于消除的．比如，有水位差的两个水库，如果把它们连接起来，那么，重力就会使一个水库的水面降低，而使另一个水库的水面升高，直到两个水库的水面相等，势能取平为止．
克劳修斯总结说，自然界中的一个普遍规律是：运动总是从有序到无序，能量的差异总是倾向变平均等，也即“熵将随着时间而增
大”．
特别提醒：(1)由熵的定义可知，熵较大的宏观状态就是无序程度较大的宏观状态，也就是出现概率较大的宏观状态．在自然过程中熵总是增加的，其原因并非因为有序是不可能的，而是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多．把事情搞得乱糟糟的方式要比把事情做得整整齐齐的方式多得多．(2)从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序程度更大的方向发展．如果过程可逆，则熵不
变；如果过程不可逆，则熵增加．
根据你对熵增原理的理解，举出一些系统从有序变为无序的例子．
【精讲精析】 根据熵增原理，自然界的一切自发的过程总是朝着熵增加的方向进行，而熵是描述系统无序程度的物理量．熵越
大，无序程度越高，所以，熵的增加就意味着系统无序程度的增加，即从有序向无序的方向转化．【答案】 举例：燃料的燃烧；气体的扩
散；破镜不能复原；覆水难收；一切生命体从生到亡等
【方法总结】 一切自发的不可逆的过程都是从有序到无序．变式训练
2.下面关于熵的有关说法错误的是( )
A．熵是系统内分子运动无序性的量度
B．在自然过程中熵总是增加的
C．热力学第二定律也叫做熵减小原理
D．熵值越大代表着越无序
解析：选C.如果过程是可逆的，则熵不变，如果不可逆，则熵是增加的，而且一切自然过程都是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．课件22张PPT。本章优化总结1.公式和符号
(1)公式：ΔU＝Q＋W.
(2)符号
①外界对物体做功，则W为正；物体对外界做功(多为气体膨胀)，则W为负．②物体从外界吸热，Q为正；物体放热，Q为负．
③物体内能增加，ΔU为正；物体内能减少，ΔU为负．
2.注意问题
(1)只有绝热过程Q＝0，ΔU＝W，
用做功可判断内能的变化．
(2)只有在气体体积不变时，
W＝0，ΔU＝Q，
用吸热放热情况可判断内能的变化．(3)若物体内能不变，即ΔU＝0，W和Q不一定等于零，而是W＋Q＝0，功和热量符号相反，大小相等，因此判断内能变化问题一定要全面考虑．
(4)对于气体，做功W的正负一般要看气体体积变化，气体体积缩小，W>0；气体体积增大，W<0.
如图4－1所示，一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程A→B、等容过程B→C、等温过程C→A又回到了状态A， 则( )
A．A→B过程气体降温
B．B→C过程气体吸热
C．C→A过程气体放热
D．全部过程气体做功为零【精讲精析】 A→B过程气体绝热膨胀，气体对外界做功，其对应的内能必定减小，即气体温度降低，选项A正确．B→C过程气体等容升压，由p/T＝恒量可知，气体温度升
高，其对应内能增加，因做功W＝0，故该过程必定从外界吸热，即选项B正确．C→A过程气体等温压缩，故内能变化为零，但外界对气体做功，因此该过程中气体放热，选项C正确．A→B过程气体对外做功，其数值等于AB线与横轴包围的面积．B→C过程气体不做功．C→A过程外界对气体做功，其数值等于CA线与横轴包围的面积，显然全过程对气体做的净功为ABC封闭曲线包围的面积，选项D不正确．由以上分析易知A、B、C选项正确．
【答案】 ABC在应用能量守恒定律处理问题时，首先要分清系统有多少种能量(如动能、势能、内能、电能)在相互转化，哪种形式的能增加了，哪种形式的能减少了，某种形式的能增加，一定存在着其他形式的能减少，且增加量等于减少量．其次，计算时要在各自领域内遵循各自的规律，如在机械能领域内遵循动力学的规律． 某学校兴趣小组为了估算太阳的全部辐射功率，做了如下研究：在横截面积为3 dm2的圆筒内装有0.54 kg的水，太阳光垂直照射它2 min，水温升高了1 ℃，经查阅资料可知，大气顶层的太阳能只有45%到达地面，太阳与地球之间的平均距离为1.5×1011 m，请你帮助他们估算出太阳的全部辐射功率是多少？【答案】 3.9×1026 W1.分析问题的方法
掌握热力学第二定律时，要注意理解其本质，即热力学第二定律是对宏观自然过程进行方向的说明．凡是对这种宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述．本章对热力学第二定律的表述很多，这些不同形式的表述都是等价的．2.热力学第二定律的几种表现形式
(1)热传递具有方向性：两个温度不同的物体接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体．要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化．(2)气体的扩散现象具有方向性：两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，绝不会自发地分开，成为两种不同的气体．
(3)机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来．(4)气体向真空膨胀具有方向性：气体可自发地向真空容器膨胀，但绝不可能出现气体自发地再从容器中流回，使容器变为真空．
关于热力学第二定律，下列表述正确的是( )
A．不可能使热量从低温物体传递到高温物体
B．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功
C．第二类永动机是不可能制成的
D．热力学第二定律是热力学第一定律的推论【精讲精析】 如果有外界的帮助，可以使热量从低温物体传递到高温物体，也可以把热量全部用来做功，故A、B错．热力学第一定律说明在任何过程中能量守恒，热力学第二定律却说明并非能量守恒过程均能实现．热力学第二定律是反映宏观自然过程进行的方向和条件的一个规律．它指出自然界中出现的过程是有方向性的，某些方向的过程可以实现，而另一些方向的过程则不能实现，在热力学中，第二定律和第一定律相辅相成，缺一不可．故D错误，C正确．
【答案】 C
