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本模块是高考选考内容,主要涉及热学部分内容,共分四章:第七章分子动理论,第八章气体,第九章物态与物态改变,第十章热力学定律。与旧教材相比,增长了物态和物态改变和热力学第二定律及其微观解释,注重与人类生活和科技联系,以形成比较全面系统热学知识体系。;
在本模块中,将从宏观和微观两个角度结识热现象规律,利用统计思想和能量转化与守恒定律解释现象、处理问题
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本模块在高中物理学习中初次涉及统计思想,学习要注意统计思想在日常生活和解释自然现象中普遍意义。
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本模块划分为下列四个二级主题:分子动理论与统计思想,固体、液体与气体,热力学定律与能量守恒,能源与可连续发展。;
本模块高考选考内容范围及要求;一.分子动理论与统计思想;
本章涉及知识有:
※用油膜法估算分子大小
※阿伏加得罗常数意义及应用
※布朗运动和分子热运动
※分子间作用力
※温度和温标
※物体分子平均动能、分子势能、内能
;※会用油膜法测分子大小,知道试验原理和办法
学会建立分子模型和估测办法,体会建立模型和估测办法在研究物理问题中应用,体会阿伏加得罗常数是建立微观与宏观之间得桥梁
;※知道什么是布朗运动,影响布朗运动快慢原因(颗粒大小、温度)以及布朗运动意义,知道什么是分子热运动及影响热运动快慢原因。;※分子间引力和斥力与分子间距关系,结识斥力比引力改变得快(说一说),体会分子力与分子间距关系(思考与讨论)(这里培养学生阅读能力及自主学习能力);※内能是所有分子热运动动能和分子势能总和
分子平均动能:宏观上:温度
分子势能:宏观上:体积
物体内能:质量、温度、体积和物态
区别:内能与机械能、内能与热能
;二、气体;;※三个试验定律和状态方程简朴应用
如:直管、“U”形管
等温线、等压线、等容线应用
;三、物态和物态改变;液体
☆液体微观结构
☆液体表面张力
△产生:表面层液体分子间引力作用;△表面张力大小:f=αL(α为液体表面张力系数)
表面张力系数
1、与液体成份相关:密度小、容易蒸发,α较小
2、与温度相关:温度升高、α就小
与相邻物质化学性质相关
3、与杂质相关:有杂质能使表面张力系数减小,有杂质能使表面张力系数增大
如:肥皂能使表面张力系数明显减小;☆浸润、不浸润:附着层液体分子间斥力作用和引力作用;饱和汽与饱和汽压;;☆相对湿度;物态改变中能量互换;☆汽化热:
阅读两个图表:55页9.4-1和56页9.4-2说明什么问题
同一压强下,不同物体汽化热不同
压强一定时,同一物质在不同温度下汽化热不同;☆使气体液化办法?
减少温度、增大压强;四、热力学定律;
热力学第一定律:△U内=W+Q
外界既对系统做功,又对系统传热,内能改变应如何定量计算
通过实例对表示式中物理量取值正负意义进行讨论
△U内:内能增量W:外界对系统所做功Q:气体从外界吸取热量
理解:U:表示系统所含一切形式能量:机械能、内能、电磁能、化学能
W:表示各种形式功:机械功、电磁功、化学功
推广为普遍能量守恒定律
第一类永动机:违反能量守恒定律
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热力学第二定律
两种表述:
☆按照热传导过程方向性表述——热量不能自发从低温物体传到高温物体
☆按机械能与内能转化过程方向性表述——不也许从单一热库吸取热量,使之完全变成功,而不产生其它影响。
实质:一切与热现象相关实际宏观过程都是不可逆
两种表述等价
第二类永动机:遵守热力学第一定律,违反热力学第二定律;
热力学第二定律微观解释
几种主要概念:有序、无序、宏观态、微观态——通过实例阐明
熵概念建立:给各种详细不可逆过程进行方向找到一个统一判断原则
“熵“大,意味着“混乱”和“分散”(无序)
“熵”小,意味着“整洁”和“集中”(有序);熵函数:S=KlnΩ
Ω:表示一个宏观状态所相应微观状态数目
意义:微观态数Ω越大,熵S越大
熵:是系统内分子运动无序性量度
热力学第二定律微观解释:一个孤立系统总是从熵小状态向熵大状态发展,也叫熵增长原理;本模块主要内容可归纳为:
1个理论:分子动理论
2个关系:
宏观、微观关系
过程量与状态量关系:△U内=W+Q
3个试验定律:
玻意耳定律、查理定律、
盖-吕萨克定律
;热二律四句话:①克劳休斯表述
②开尔文表述
③热力学定律实质
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