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高中三年级物理

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    下列说法正确的是
    [     ]

    A.两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的作用力可以忽略),设甲固定不动,乙逐渐向甲靠近,直到不能再靠近,在整个移动过程中分子力先增大后减小,分子势能先减小后增大
    B.晶体熔化过程中,吸收的热量全部用来破坏空间点阵,增加分子势能,而分子平均动能却保持不变,所以晶体有固定的熔点
    C.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,在热传递中,热量只能从高温物体传递给低温物体,而不能从低温物体传递给高温物体
    D.控制液面上方饱和汽的体积不变,升高温度,则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大,密度增大,压强也增大
    本题信息:2011年模拟题物理不定项选择难度一般 来源:马凤霞
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本试题 “下列说法正确的是[ ]A.两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的作用力可以忽略),设甲固定不动,乙逐渐向甲靠近,直到不能再靠近,在整个移动过程中分子力先...” 主要考查您对

分子间的相互作用力

分子势能

热力学第二定律

晶体的微观结构

饱和汽与饱和汽压

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 分子间的相互作用力
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分子间有空隙的依据:

分子可以永不停息地运动
气体容易被压缩
水与酒精混合后总体积减小
物体的热胀冷缩等

分子力:

1.概念:分子间同时存在着引力和斥力,分子力是二者的合力。
2. 存在依据:分子间有空隙,但液体仍有一定的体积,固体有一定的形状和体积等;固体很难被拉断,固体、液体很难被压缩等
3.分子间引力与斥力都随分子间距离的减小而增大,但斥力随距离变化快,分子力与分子间距离不是单调关系






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。


热力学第二定律:

1.两种表述:
(1)按传热的方向性表述:
①内容:热量不能自发地从低温物体传到高温物体
②含义:
a.热量会自发地从高温物体传到低温物体,在传递过程中不会对其他物体产生影响;
b.如果有其他作用,热量有可能从低温物体传到高温物体;
c.如果没有其他作用,热量不可能从低温物体传到高温物体
(2)按机械能与内能转化的方向性表述:
①内容:不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响
②含义:
a.从单一热源吸收热量,一般来说只有部分转化为机械能,所以第二类永动机是不可能制成的;
b.机械能转化为内能是自然的,可以全部转化;
c.如果引起其他变化,可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功
2.实质:这两种表述是等价的,都揭示了自然界的基本规律:一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性,即一切与热现象有关的宏观的自然过程都是不可逆的
3.微观解释:
(1)微观意义:一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
(2)熵:
①概念:物理学中用字母Ω表示一个宏观状态所对应的微观状态的数目,用字母S表示熵,有,式中k叫做玻尔兹曼常量
②熵增加原理:
a.内容:在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小。如果过程可逆,则熵不变;如果过程不可逆,则熵增加。
b.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度更大的方向发展


热力学第二定律的理解及应用方法:

(1)传热的方向性。热传导的过程是有方向性的,这个过程可以向一个方向自发地进行(热量会自发地从高温物体传到低温物体),但是向相反的方向却不能自发地进行。
(2)第二类永动机不可能制成。我们把没有冷凝器,只有单一热源,从单一热源吸收热量全部用来做功,而不引起其他变化的热机称为第二类永动机。这表明机械能和内能的转化过程具有方向性:机械能可以全部转化成内能,内能却不能全部转化成机械能,而不引起其他变化。即热机的效率不可能达到100%。
(3)热力学第二定律的表述:
①热量不能自发地从低温物体传到高温物体(按传热的方向性表述)。
②不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响(按机械能和内能转化的方向性表述)。
③第二类永动机是不可能制成的。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都具有方向性。它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性,使得它成为独立于热力学第一定律的一个重要的自然规律。
(4)能量耗散。自然界的能量是守恒的,但是有些能量便于利用,有些能量不便于利用。很多事例证明,我们无法把流散的内能重新收集起来加以利用,这种现象叫做能量耗散。它从能量转化的角度反映出自然界中的宏观现象具有方向性。


知识扩展:

热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量守恒的特殊表达形式及热量与内能改变的定量关系。而热力学第二定律指出了能量转化与守恒能否实现的条件和过程进行的方向,指出了一切变化过程的自然发展是不可逆的,除非靠外界影响。所以二者相互联系,又相互补充。

晶体的微观结构理论:

1.内容:①组成晶体的物质微粒(分子、原子或离子)是依照一定的规律在空间中整齐排列的。
②微粒热运动的特点表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动
2.各向异性:晶体在沿不同的方向上,物质微粒的数目不同,即在不同方向上物质微粒的排列情况不同,从而引起晶体在不同方向上物理性质的不同
3.熔点:给晶体加热到一定温度时,一部分微粒有足够的动能,克服微粒间的作用力,离开平衡位置,使规则的排列被破坏,晶体开始熔化,熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列,温度不发生变化
4.同一物质的不同晶体:有些物质在不同条件下生成不同的晶体,那是因为组成它们的微粒能够按照不同的规则在空间分布。例如:金刚石和石墨都是由碳元素构成的,它们有不同的点阵结构


汽化:

1.概念:物质由液态变成气态的过程
2.两种汽化的方式:
(1)蒸发:
①概念:发生在液体的表面,液体分子由表面散失的汽化过程
②影响因素:
表面积:表面积越大,蒸发越快
温度:温度越高,蒸发越快
通风:液面上方通风越好,蒸发越快
(2)沸腾:
①概念:在一定大气压下,加热液体到某一温度时,在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象,相应的温度叫沸点
②沸点与外界气压的关系:
沸腾是在液体的表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象,如果某温度时液体的饱和汽压等于外界气压,液体就在该温度时沸腾。外界气压越高时,沸腾发生需达到的温度越高,即沸点越高

饱和汽:

1.饱和汽:
在密闭容器中的液体不断地蒸发,液面上的蒸汽也不断地凝结,当这两个同时存在的过程达到动态平衡时,宏观的蒸发也就停止了,这种与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽,没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽
2.饱和气压:
在一定温度下,饱和汽分子数密度是一定的,因而饱和汽的压强也是一定的,这个压强叫做这种液体的饱和汽压
a.饱和汽压随温度的升高而增大。饱和汽压与蒸汽所占的体积无关,也和这体积中有无其他气体无关。
b.液体沸腾的条件就是饱和汽压和外部压强相等。沸点就是饱和汽压等于外部压强时的温度。因饱和汽压必须增大到和外部压强相等时才能沸腾,所以沸点随外部压强的增大而升高


饱和汽与未饱和汽的比较:


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