逍遥右脑 2013-05-27 23:17
第二时 单元知识整合
1．布朗运动和扩散现象说明了分子永不停息地做无规则运动，布朗运动并不是分子的运动，而是分子 无规则运动的反映。
2．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间的距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快；当10r0>r>r0时，分子力表现为引力，当r< r0时，分子力表现为斥力。
3．物体的内能是所有分子做热运动的分子动能和分子势能的总和，温度是分子热运动平均动能的标志，物体的内能与温度、体积和分子数有关。
4．当r= r0时，分子势能最小，当10r0>r>r0时，分子势能随r的增大而增大，当r< r0时，分子势能随r的增大而减小。
5．改变内能的方式有做功和热传递；它们对改变物体内能是等效的，但做功是能量的转化，热传递是能量的转移。
6．热力学第一定律的表达式为△U＝W+Q。热力学第二定律告诉我们不可能从单一热吸收热量并把它全部用做功，而不引起其他变化；或者说不可能使热量由低温物体传到高温物体而不引起其他变化，所以说第二类永动机不可能制成。
7．一定质量的气体的压强，在宏观上取决于温度和体积，在微观上取决于平均动能和分子密度。
8．液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。
9．液晶一方面像液体具有流动性，另一方面又像晶体在特定方向比较整齐，具有各向异性。
1．构建理想化模型
(1)计算分子大小和分子间距时构建“球模型”和“立方体”模型。
(2)研究分子间的相互作用力时构建“弹簧模型”。
(3)研究气体的状态变化时构建“理想气体模型”。
2．单分子油膜法测分子直径，其中还包括“数格子”的估算方法(有些参考书称之为“填补法”)。
3．假设法：如在研究第一类永动机和第二类永动机时可假没它的存在，推出与已知的定律或规律相矛盾的结论。
4．统计法：研究气体的热运动，可以从统计的角度研究气体分子运动的特点。
5．能量守恒法：能量守恒不仅是一种规律，而且是研究物理问题的一种重要方法。
6．与NA有关的计算的基本思路：
知识点一分子大小的估算
分子大小估算方法，是根据题目中给出的条或情景进行的，其中阿伏加德罗常数是联系宏观与微观量的桥梁。
【例1】已知水银的密度=1.36104kg/m3,摩尔质量为=200.610-3kg/mol,求:1cm3水银中含有的原子数为多少个?并估算水银原子的直径.
导示:
得:d=3.6×10-10m
估算分子大小时有两种模型，对固体和液体，一般用球模型，对气体估算分子间距离时用立方体模型。
知识点二气体分子运动论
气体的压强是由大量分子与容器壁碰撞而产生的，从微观角度看，它与单位体积内的分子数目有关，与分子运动的平均速度有关。在宏观上看，它与气体的体积、气体的温度有关。
【例2】（07理综）如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸之间无摩擦。a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温（270C）中达到的平衡状态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能，下列说法正确的是（ ）
A、与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B、与a态相比，b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大
C、在相同时间内，a、b两态的气体分子对活塞的冲量相等
D、从a态到b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体对外界释放了热量
导示:由于两种状态下压强相等,所以在单位时间单位面积里气体分子对活塞的总冲量肯定相等;由于b状态的温度比a状态的温度要高,所以分子的平均动量增大,因为总冲量保持不变,所以b状态单位时间内冲击活塞的分子数肯定比a状态要少.故选AC。
知识点三制冷原理
【例3】电冰箱是一种制冷机,是用机械的方法制造人工低温的装置.一般电冰箱使用氟里昂作为制冷剂.压缩机工作时,强迫制冷剂在电冰箱内外的管道中不断循环,那么,下列说法中正确的是（ ）
A.冰箱内的管道中,制冷剂迅速膨胀并吸收热量
B.冰箱外的管道中,制冷剂迅速膨胀并放出热量
C.冰箱内的管道中,制冷剂被剧烈压缩并吸收热量
D.冰箱外的管道中,制冷剂被剧烈压缩并放出热量.
导示:热量不会自发地从低温热移向高温热,要实现这种逆向传热,需要外界做功.气态的制冷剂在压缩机中经压缩成高温气体,送入冷凝器,将热量传给空气或水,同时制冷剂液化成液态,再通过膨胀阀或毛细管进行节流减压膨胀后,进入箱内蒸发器,液态制冷剂在低压下可以在较低温度下蒸发为气体,在蒸发过程中制冷剂吸热,使周围温度降低,产生低温环境,蒸发后气态的制冷剂再送入压缩机,这样周而复始,由外界(压缩机)做功,系统(制冷剂)从低温热(蒸发器)吸热,把热量传到高温热(冷凝器),从而在冰箱内产生低于室温的温度.根据前面的分析可知AD正确。
应理解热力学定律和气体状态变化的特点。
知识点四气体的实际问题
气体的实际问题，与日常生活联系密切，气体分子数目、气体压强计算时要抓住被研究的对象，进行模型化处理。
【例4】（07年东卷）某压力锅结构如图所示。盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起。假定在压力阀被顶起时，停止加热。
（1）若此时锅内气体的体积为V，摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，写出锅内气体分子数的估算表达式。
（2）假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1J,并向外界释放了2J的热量。锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？
（3）已知大气压强P随海拔高度H的变化满足P=P0（1-αH），其中常数α＞0。结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅，当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同。
导示:（1）设锅内气体分子数为n，
（2）根据热力学第一定律，ΔE=W+Q=-3J
锅内气体内能减少，减少了3J
（3）由P=P0（1-αH）（其中α＞0）知，随着海拔高度的增加，大气压强减小；
由P1=P+mg/S知，随着海拔高度的增加，阀门被顶起时锅内气体压强减小；
根据查理定律P1/T1=P2/T2
可知阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低。
知识点五气体状态参量的变化
气体状态参量的变化，涉及P、V、T三个物理量，分析物理过程中是否有不变的物理量，还是三个物理量都发生变化，选择好研究的气体对象后，根据气体实验定律可理想气体状态方程列式求解。
【例5】(07宁夏卷)如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部都由一细管连通（忽略细管的容积）。两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h。（已知m1＝3m，m2＝2m）
⑴在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为T0）。
⑵在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出了热量？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）。
导示: ⑴设左、右活塞的面积分别为A/和A，由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，即：
由此得：
在两个活塞上各加一质量为m的物块后，右活塞降至气缸底部，所有气体都在左气缸中。
在初态，气体的压强为 ，体积为 ；在末态，气体压强为 ，体积为 （x为左活塞的高度）。由玻意耳－马略特定律得：
解得： ，即两活塞的高度差为
⑵当温度由T0上升至T时，气体的压强始终为 ，设x/是温度达到T时左活塞的高度，由盖•吕萨克定律得：
活塞对气体做的功为：
在此过程中气体吸收热量
1．以下关于分子力的说法,正确的是（ ）
A.分子间既存在引力也存在斥力
B.液体难被压缩表明液体分子中分子力总是引力
C.气体分子之间总没有分子力的作用
D.扩散现象表明分子间不存在引力
2．一个带活塞气缸内盛有一定量的气体,若此气体的温度随其内能的增大而升高,则
A.将热量传给气体,其温度必升高
B.压缩气体,其温度必升高
C.压缩气体,同时气体向外界放热,其温度必不变’
D.压缩气体,同时将热量传给气体,其温度必升高
3．封闭在玻璃玻璃容器内的气体,温度升高时,不发生改变的物理量有: ( )
A.分子动能 B.分子势能 C.气体的压强 D.分子的密度 E.气体的状态
参考答案
1．A 2．D 3．BD