秘籍21 热学中的热点问题-备战2023年高考物理抢分秘籍（人教）（解析版）.docx

秘籍21 热学中的热点问题
概率预测
☆☆☆☆☆
题型预测
选择题、计算题☆☆☆☆☆
考向预测
结合力的平衡、牛顿第二定律考查
气态方程、气体实验定律、热力学定律、力的平衡、牛顿第二定律
熟悉液柱、气缸问题。
一、微观量的估算
求解分子直径时的两种模型(对于固体和液体)
1、把分子看成球形，d＝ .
2、把分子看成小立方体，d＝.
提醒：对于气体，利用d＝算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离．
气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间。如图所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体，所以d＝。
宏观量与微观量的相互关系
1、微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.
2、宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.
3、相互关系
①一个分子的质量：m0＝＝.
②一个分子的体积：V0＝＝(注：对气体，V0为分子所占空间体积)；
③物体所含的分子数：N＝·NA＝·NA或N＝·NA＝·NA.
例1、已知常温常压下CO2气体的密度为ρ，CO2的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则在该状态下容器内体积为V的CO2气体含有的分子数为________．在3 km的深海中，CO2浓缩成近似固体的硬胶体，此时若将CO2分子看做直径为d的球，则该容器内CO2气体全部变成硬胶体后体积约为________．
答案　　
解析　体积为V的CO2气体质量m＝ρV，则分子数N＝NA＝.
CO2浓缩成近似固体的硬胶体，分子个数不变，则该容器内CO2气体全部变成硬胶体后体积约为：
V′＝N·πd3＝
例2、空调在制冷过程中，室内水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103 cm3.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1.试求：(结果均保留一位有效数字)
(1)该液化水中含有水分子的总数N；
(2)一个水分子的直径d.
答案　(1)3×1025个　(2)4×10－10 m
解析　(1)水的摩尔体积为V0＝＝ m3/mol＝1.8×10－5 m3/mol，水分子数：N＝＝个≈3×1025个．
(2)建立水分子的球体模型有＝πd3，可得水分子直径：d＝ ＝ m≈4×10－10 m.
二、实验：用油膜法估测分子的大小
注意事项
(1)注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是针头中酒精挥发所致，不影响实验效果．
(2)待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；②酒精挥发后液面收缩．
(3)当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的清洁．
(4)本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可．
例3、在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用a mL的纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，再用滴管取1 mL油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为S cm2，则：
(1)估算出油酸分子的直径大小是________ cm。
(2)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的________。
A．摩尔质量　 　　　　　　 B．摩尔体积
C．质量 D．体积
解析：(1)油酸酒精溶液的浓度为，一滴油酸酒精溶液的体积为 mL，一滴油酸酒精溶液含纯油酸 mL，则油酸分子的直径大小为d＝ cm。
(2)设一个油酸分子体积为V，则V＝π3，由 NA＝ 可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴的摩尔体积，故B正确。
答案：(1)　(2)B
例4、在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1 000 mL溶液中有0.6 mL油酸。用注射器测得1 mL上述溶液有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，用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和大小如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，试求：
(1)油酸膜的面积是________ cm2；
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________ mL；
(3)按以上实验数据估测出油