本试题 “(1)以下说法正确的是______.A.达到热平衡的系统内部各处都具有相同的温度B.分子间距增大,分子势能就一定增大C.浸润与不浸润均是分子力作用的表现D.液...” 主要考查您对分子势能
气体的压强
理想气体状态方程
液体的微观结构
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分子势能:
分子势能则是组成物质的分子间由于有相互作用力而具有由它们的相对位置决定的势能。分子势能的大小与分子间的距离有关,即与物体的体积有关。分子势能的变化与分子间的距离发生变化时分子力做正功还是做负功有关。
1、当分子间的距离r>r0时,分子间作用力表现为引力,随着分子间距离的增大,分子力做负功,所以分子势能随分子间距离的增大而增大;
2、当分子间的距离r<r0时,分子间作用力表现为斥力,随着分子间距离的减小,分子力做负功,所以分子势能随分子间距离的减小而增大;
3、当分子间的距离r=r0时,分子间作用力合力为零,此时分子势能最小;
4、若取无穷远处(即分子间距r≥10r0时,此时分子间作用力可忽略不计)分子势能为零,则分子势能Ep与分子间距r的关系图象如图所示。
分子力曲线与分子势能曲线的对比:
利用分子势能图像解题:
分子势能与分子间距离有关。当改变分子间距离时,分子力做功,分子势能也随之改变。当分子力做正功时,分子势能减小;当分子力做负功时,分子势能增大。结合分子势能图像,可以更清楚地理解。
(1)当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,因而分子势能随分子间距离的增大而增大。
(2)当r<r0时,分子间的作用力表现为斥力,分子间的距离增大时,分子力做正功,因而分子势能随分子间距离的增大而减小。
(3)当r≥10r0(数量级为10一9m)时,分子间的作用力可以忽略。如果选取此时的分子势能为零,那么分子势能与分子间距离的关系可用下图表示。注意,当r=r0时,分子势能最小。分子势能最小并不等同于分子势能为零。分子势能有正负,这里的正负号表示大小,不表示方向。
活塞类问题的解法:
1.一般思路
(1)分析题意,确定对象:热学研究对象(一定质量的气体);力学研究对象(活塞、缸体或系统)。
(2)分析物理过程,对热学对象依据气体实验定律列方程;对力学对象依据牛顿运动定律列方程。
(3)挖掘隐含条件,列辅助方程。
(4)联立求解,检验结果。
2.常见类型
(1)系统处于力学的平衡状态,综合利用气体实验定律和平衡方程求解。
(2)系统处于力学的非平衡状态,综合利用气体实验定律和牛顿运动定律求解。
(3)容器与封闭气体相互作用满足守恒定律的条件(如动量守恒、能量守恒、质量守恒等)时,可联立相应的守恒方程求解。
(4)多个相互关联的气缸分别密闭几部分气体时,可分别研究各部分气体,找出它们各自遵循的规律,列出相应的气体状态方程,再列出各部分气体压强之间及体积之问的关系式,联立求解。
变质量气体问题的处理方法:
气体三定律与气体的状态方程都强调“一定质量的某种气体”,即气体状态变化时,气体的质量不能变。用气体三定律与气体状态方程研究变质量气体问题时有多种不同的处理方法。
(1)口袋法:给初状态或者末状态补接一个口袋,把变化的气体用口袋收集起来,从而保证质量不变。
(2)隔离法:对变化部分和不变部分隔离.只对不变部分进行研究,从而实现被研究的气体质量不变。
(3)比较常数法:气体常数与气体质量有关,质量变化,气体常数变化;质量不变,气体常数不变。根据各个状态的已知状态参量计算出各个状态下的气体常数C,然后进行比较。
(4)利用推论法:气体的密度方程不要求质量恒定,可由此得到相应状态的密度,再结合体积等解决问题。也可利用分压定律来研究变质量气体的问题。具体来说,有以下四种典型的情景,可以通过选择适当的对象化变质量为定质量:
①充气问题
向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量问题,只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象,就可把充气过程中的气体质量变化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看成整体来作为研究对象,质量不变,抽气过程中的气体可看成是等温膨胀过程。
③灌气问题
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成整体来作为研究对象,将变质量问题转化为定质量问题。
④漏气问题
容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,属于变质量问题,不能用理想气体状态方程求解。如果选容器内剩余气体为研究对象,便可使问题变成一定质量的气体状态变化,可用理想气体状态方程求解。
液体的微观结构:
1.特点:具有一定的体积,不易被压缩,没有固定的形状,具有流动性,各向同性,扩散较快等
2.微观结构理论:
(1)液体分子的排列更接近于固体,是密集在一起的,因而液体具有一定的体积,不易被压缩
(2)液体分子之间的相互作用不像固体中的微粒那样强,液体分子只在很小的区域内做有规则的排列,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,液体由大量的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,因而液体表现出各向同性
(3)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,但液体分子没有长期固定的平衡位置,在一个平衡位置附近振动一小段时间以后,又转移到另一个平衡位置附近去振动,即液体分子可以在液体中移动,这就是液体具有流动性的原因
(4)由于液体分子的移动比固体中分子的移动容易得多,所以液体的扩散要比固体的扩散快
液体分子力宏观表现的微观分析法:
液体表面层、附着层的分子结构特点是导致表面张力、浸润和不浸润现象、毛细现象等的根本原因。因此从微观结构上理解液体的特性,是解决此类问题的关键。
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