2026年高考物理一轮讲义(福建专用)第49讲热学基础(复习讲义)(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮讲义(福建专用)第49讲热学基础(复习讲义)(学生版+解析)，共2页。
\l "_Tc12983" 02体系构建·思维可视 PAGEREF _Tc12983 \h 3
\l "_Tc4711" 03核心突破·靶向攻坚 PAGEREF _Tc4711 \h 4
\l "_Tc4067" 考点一 分子动理论 PAGEREF _Tc4067 \h 4
\l "_Tc19771" 知识点1 分子动理论 PAGEREF _Tc19771 \h 4
\l "_Tc4479" 知识点2 温度与物体的内能 PAGEREF _Tc4479 \h 4
\l "_Tc14012" 考向1 微观量的估算 PAGEREF _Tc14012 \h 5
\l "_Tc31769" 考向2 扩散现象、布朗运动和热运动 PAGEREF _Tc31769 \h 6
\l "_Tc11059" 考向3 分子力、分子势能与物体内能 PAGEREF _Tc11059 \h 8
\l "_Tc1283" 考点二 固体和液体 PAGEREF _Tc1283 \h 11
\l "_Tc21551" 知识点1 固体 PAGEREF _Tc21551 \h 11
\l "_Tc23299" 知识点2 液体 PAGEREF _Tc23299 \h 11
\l "_Tc2795" 考向1 晶体与非晶体 PAGEREF _Tc2795 \h 11
\l "_Tc2488" 【思维建模】 PAGEREF _Tc2488 \h 12
\l "_Tc3759" 考向2 液体性质的理解 PAGEREF _Tc3759 \h 14
\l "_Tc13542" 【思维建模】 PAGEREF _Tc13542 \h 14
\l "_Tc14177" 考向3 液晶的特性 PAGEREF _Tc14177 \h 15
\l "_Tc21308" 考点三 气体实验定律 PAGEREF _Tc21308 \h 15
\l "_Tc19893" 知识点1 气体实验定律 PAGEREF _Tc19893 \h 15
\l "_Tc3169" 知识点2 解题的基本思路 PAGEREF _Tc3169 \h 16
\l "_Tc15751" 考向1 气体压强及微观解释 PAGEREF _Tc15751 \h 16
\l "_Tc15428" 考向2气体实验定律的应用 PAGEREF _Tc15428 \h 18
\l "_Tc15470" 考点三 气体状态变化的图像问题 PAGEREF _Tc15470 \h 20
\l "_Tc28159" 知识点1 一定质量的气体不同图像的比较 PAGEREF _Tc28159 \h 20
\l "_Tc3468" 知识点2 气体状态变化图像的分析方法 PAGEREF _Tc3468 \h 21
\l "_Tc29398" 考向1 气体的p-V图像 PAGEREF _Tc29398 \h 21
\l "_Tc5404" 考向2 气体的 V-T图像 PAGEREF _Tc5404 \h 23
\l "_Tc7693" 考向3 气体的 P-T图像 PAGEREF _Tc7693 \h 24
\l "_Tc16732" 考向4 气体的p-eq \f(1,V)图像 PAGEREF _Tc16732 \h 25
\l "_Tc13496" 04真题溯源·考向感知 PAGEREF _Tc13496 \h 26


考点一 分子动理论
\l "_Tc25045" 知识点1 分子动理论
1．物体是由大量分子组成的
(1)分子的直径：数量级为10－10 m。
(2)分子的质量：数量级为10－26 kg。
(3)阿伏加德罗常数：NA＝6.02×1023 ml－1。
2．分子永不停息地做无规则运动
(1)扩散现象：由于分子的无规则运动产生的物质迁移现象。温度越高，扩散现象越明显。
(2)布朗运动：悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越明显。
(3)热运动：分子永不停息的无规则运动。温度越高，分子运动越剧烈。
3．分子间的作用力
(1)引力和斥力总是同时存在，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力。
(2)分子引力和斥力都随距离的增大而减小，但斥力变化得更快。
\l "_Tc25045" 知识点2 温度与物体的内能
1．温度与温标
(1)温度：表示物体的冷热程度，一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
(2)温标：包括摄氏温标(t)和热力学温标(T)，两者的关系是T＝t＋273.15_K。
2．分子的动能
(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。
(2)温度是分子热运动的平均动能的标志。
3．分子的势能
(1)分子势能是由分子间的相对位置决定的能。
(2)决定因素
①微观上：决定于分子间距离和分子排列情况；
②宏观上：决定于体积和状态。
4．物体的内能
(1)物体的内能是物体中所有分子动能和分子势能的总和，是状态量。
(2)决定因素
①对于给定的物体，其内能大小是由物体的温度和体积决定，即由物体的内部状态决定；
②物体的内能与物体位置的高低、运行速度的大小无关。
\l "_Tc17630" 考向1 微观量的估算
例1二氧化碳封存回注，就是通过工程技术手段，把捕集到的二氧化碳注入至地下800米到3500米深度范围内的陆上或海底咸水层，是国际公认的促进碳减排措施。我国第一口位于海底的二氧化碳封存回注井已于2023年正式开钻。实验发现，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体。设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，将二氧化碳分子看作直径为D的球，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为（ ）
A．B．C．D．
【变式训练】一间教室长宽高分别为a，b，c，假设教室内的气体处于标准状况，已知阿伏伽德罗常数为，每摩尔气体在标准状况下的体积为（以上所有单位均已取国际单位）
(1)请估算教室内的空气分子个数N；
(2)请估算教室内的空气分子平均距离。
思维建模
1．两种分子模型
(1)球体模型：把分子看成球形，分子的直径：d＝ eq \r(3,\f(6V0,π))。适用于固体和液体。
(2)立方体模型：把分子看成小立方体，其边长：d＝eq \r(3,V0)。适用于固体、液体和气体。
2．宏观量与微观量的相互关系
(1)宏观量：物体的体积V、密度ρ、质量m、摩尔质量Mml、摩尔体积Vml、物质的量n等。
(2)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等。
(3)相互关系。
①一个分子的质量：m0＝eq \f(Mml,NA)＝eq \f(ρVml,NA)。
②一个分子的体积：V0＝eq \f(Vml,NA)＝eq \f(Mml,ρNA)。
\l "_Tc16322" 考向2 扩散现象、布朗运动和热运动
例2 （2023·福建南平·模拟预测）福建南平茶文化久负盛名，“风过武夷茶香远”“最是茶香沁人心”。人们在泡大红袍茶时茶香四溢，下列说法正确的是（ ）
A．茶香四溢是扩散现象，说明分子间存在着相互作用力
B．茶香四溢是扩散现象，泡茶的水温度越高，分子热运动越剧烈，茶香越浓
C．茶香四溢是布朗运动现象，说明分子间存在着相互作用力
D．茶香四溢是布朗运动现象，说明分子在永不停息地做无规则运动
思维建模
【变式训练1·变考法】（2023·福建·模拟预测）有关物质结构和分子动理论的认识，下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．分子间距离增大，分子势能一定减小
C．从微观角度看，气体压强的大小与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关
D．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为斥力
【变式训练2】如图所示，自嗨锅是一种自热火锅，加热时既不用火也不插电，主要利用发热包内的物质与水接触，释放出热量。自嗨锅的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成爆炸，非常危险。则下列说法正确的是（ ）
A．自嗨锅爆炸的瞬间，盒内气体的内能减小，温度降低
B．自嗨锅爆炸的瞬间，盒内气体的内能增大，温度升高
C．自嗨锅爆炸的短时间内，单位时间单位面积上撞击容器壁的次数增多
D．够闻到自嗨锅内食物的香味是扩散现象
\l "_Tc16322" 考向3 分子力、分子势能与物体内能
例3（2023·福建龙岩·模拟预测）如图所示，在直线AB上的A点固定一个水分子甲，在距A点距离为r0的C点放一水分子乙，水分子乙所受分子力恰为零。移动水分子乙，使其所受的分子力表现为引力，则水分子乙应向 （填“A”或“B”）点运动；若水分子乙从B点无初速释放，沿直线BA方向运动，直到速度为0，此过程分子势能的变化是 （填“一直减小”、“先减小后增大”或“先增大后减小”）。
【变式训练1·变考法】（2023·福建福州·二模）如图甲、乙所示，分子力随两分子间距离变化的图像与分子势能随两分子间距离变化的图像比较相似，取无穷远处分子势能为零。 （选填“图甲”或“图乙”）为分子力随两分子间距离变化的图像，当分子间距离从逐渐增大时，分子间作用力 。

【变式训练2】下列说法正确的是（ ）
A．花粉颗粒在水中的布朗运动，反映了水分子在不停的做无规则运动
B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小
C．所有晶体都表现为各向异性
D．在一定温度下的某种液体的蒸汽，体积越大时其饱和汽的压强越小
E．第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律
思维建模
分子力、分子势能与分子间距离的关系
分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。
(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加。
(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加。
(3)当r＝r0时，分子势能最小。

考点二 固体和液体
知识点1 固体
固体通常可分为晶体和非晶体，具体见下表：
知识点2 液体
(1)液体的表面张力
①作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。
②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直。
③大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。
(2)液晶
①液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。
②液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。
③液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的。
考向1 晶体与非晶体
例1 （2024·福建泉州·二模）温差发电原理：金属或者半导体的内部载流子的密度会随着温度的变化而变化，当维持物体两端的温差，可使载流子持续扩散，而形成稳定的电压。如图所示，用两种不同的金属丝组成一个回路，触点1插在热水中，触点2插在冷水中，电流表指针会发生偏转，这就是温差发电现象。下列说法正确的是（ ）
A．金属铜是非晶体
B．该实验中有部分内能转化为电路的电能
C．该实验中热水的温度降低，冷水的温度升高
D．该实验符合能量守恒定律，但违背了热力学第二定律
【思维建模】
区别晶体和非晶体的方法
(1)要判断一种物质是晶体还是非晶体，关键是看有无确定的熔点，有确定熔点的是晶体，无确定熔点的是非晶体。
(2)几何外形是指自然生成的形状，若形状规则，是单晶体；若形状不规则，有两种可能，即为多晶体或非晶体，凭此一项不能最终确定物质是否为晶体。
(3)从导电、导热等物理性质来看，物理性质各向异性的是单晶体，各向同性的可能是多晶体，也可能是非晶体。
【变式训练1·变载体】．关于固体和液体，下列说法正确的是（ ）
A．固体都具有固定的熔点
B．固体物理性质各向异性
C．空间站中水形成球形是因为表面张力的作用
D．液晶是固体和液体的混合物
【变式训练2·变考法】．对于固体和液体的描述，下列说法正确的是（ ）
A．食盐、金刚石、陶瓷、玻璃都是晶体
B．所有晶体都有规则的外形、固定的熔点
C．在完全失重的前提下，熔化的金属可以形成任何形状
D．液晶具有液体流动性同时在光学性质上表现为各向异性
考向2 液体性质的理解
例2如图，“天宫课堂”中航天员制作了一个水球，利用特制球拍击打水球，下列说法正确的是（ ）
A．悬浮在空中的水球所受地球引力为零
B．球拍击球过程中球和球拍组成的系统动量守恒
C．水球呈球形是由于液体表面张力的作用
D．击球时球拍对水球的作用力大于水球对球拍的作用力
【思维建模】
【变式训练1】喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面，故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，如图所示。下列说法正确的是( )
A．水滴呈椭球形是液体表面张力作用的结果，与重力无关
B．图中的玻璃和水滴发生了浸润现象
C．水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大
D．图中水滴表面分子比水滴的内部密集
考向3 液晶的特性
例3（2024·福建宁德·一模）下列说法正确的是（ ）
A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
B．布朗运动与温度有关，所以布朗运动是分子的热运动
C．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
D．两分子间距离大于时，增大分子间距，分子力做负功，分子势能增大

考点三 气体实验定律
知识点1 气体实验定律
知识点2 解题的基本思路
考向1 气体压强及微观解释
例1 （2024·福建宁德·一模）现利用固定在潜水器体外的一个密闭汽缸做验证性实验：如图，汽缸内封闭一定质量的理想气体，轻质导热活塞可自由移动。在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温度逐渐降低，则此过程中理论上被封闭的气体（ ）

A．单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多
B．压强与潜水器下潜的深度成正比
C．体积与潜水器下潜的深度成反比
D．分子的平均动能变大
【变式训练1】（2023·福建宁德·一模）某地突发洪涝灾害，救援人员驾驶气垫船施救，到达救援地点后，将围困在水中的群众拉上气垫船，如图所示。若在救援人员将群众拉上气垫船的过程中，气垫船中气垫内的气体（视为理想气体）温度不变，气垫不漏气，则在该过程中，下列说法正确的是（ ）
A．气垫内的气体内能增加
B．外界对气垫内的气体做正功
C．气垫内的气体向外界放出热量
D．气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数减少
【变式训练2·解决实际问题】（2024·福建福州·模拟预测）一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序变化，从A到B过程中，单位时间内单位面积上气体分子碰撞器壁的次数 （填“增大”或“减小”或“不变”）。 从A经过B、C、D又回到A的过程中，气体 （填“从外界吸热”或“向外界放热”）。
考向2气体实验定律的应用
例2 （2025·福建三明·三模）如图，一开口向上竖直放置的圆柱形导热容器，用导热活塞密封一定质量的理想气体。初始时容器内气柱的高度为h、温度为T0。当外界环境温度变化后，活塞缓慢上升后再次平衡，不计活塞与容器间的摩擦，此时容器内气体的温度为 。该过程气体内能 （填“增大”“减小”或“不变”），气体向外界 （填“吸热”或“放热”）。
【变式训练1】（2025·福建漳州·模拟预测）一弹性健身球，球内气体的体积为110L，压强为。如图所示，某健身爱好者缓慢靠到球上，达到稳定时，球内气体体积变为100L，球内气体视为理想气体且温度不变，则球内气体压强变为 Pa，该过程外界对气体做的功 （填“大于”“小于”或“等于”）气体向外界放出的热量。
【变式训练2·变载体】（2024·福建三明·模拟预测）已知泰宁大金湖某处水深度为20m，湖底水温为4℃，水面温度为27℃，大气压强为，取，。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的 倍，此过程气泡内的气体 （选填“吸热”或“放热”），气泡内的气体可视为理想气体。
【变式训练3】（2024·福建宁德·三模）如图所示，一定质量的理想气体分别经历a→b和a→c两个过程，其中a→b为等温过程，状态b、c的体积相同，则a→c过程中气体对外界 （选填“做正功”“做负功”或“不做功”），该过程中气体 热量（选填“吸收”或“放出”）。

考点三 气体状态变化的图像问题
知识点1 一定质量的气体不同图像的比较
知识点2 气体状态变化图像的分析方法
1.明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。
2.明确图像斜率的物理意义：在V­T图像(p­T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。
3.明确图像面积物理意义：在p­V图像中，p­V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。
考向1 气体的p-V图像
例1 （2024·福建漳州·模拟预测）如图，一定质量的理想气体从状态A经过等压变化到状态B，再经过等容变化到状态C，最终经过等温变化回到初始状态A。则从A到B过程气体的内能 （填“变大”、“不变”或“变小”），B到C过程外界对气体 （填“做正功”、“做负功”或“不做功”），C到A过程气体 （填“吸热”、“放热”或“不吸热不放热”）。
【变式训练】（2024·福建·三模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a沿a→b→c到达状态c的过程中，气体吸热200J，对外做功80J，从状态c沿曲线c→a到状态a的过程中，外界对气体做功50J，则c→a过程中气体 （选填“吸收”或“放出”）的热量数值为 J。
考向2 气体的 V-T图像
例2 （2024·福建漳州·三模）一定质量的理想气体经历了的循环过程后回到状态a，其图像如图所示，其中均与V轴平行。过程气体对外界 （填“做正功”“做负功”或“不做功”）；过程气体内能 （填“一直增加”“先不变后减少”或“先不变后增加”）；过程气体 （填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”）。
【变式训练】（2022·福建·高考真题）带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体开始处于a状态，然后经过状态变化过程到达c状态。在图中变化过程如图所示。
（1）气体从a状态经过到达b状态的过程中压强 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）气体从b状态经过到达c状态的过程要 。（填“吸收”或“放出”）热量。
考向3 气体的 P-T图像
例1 （2025·福建莆田·二模）一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C，其p-T图像如图所示。已知气体在状态C时的体积为0.9m3。气体在状态B时的体积为 m3；从状态A到状态C的过程中气体 （填“吸收”或“释放”）热量。
【变式训练】（2024·福建福州·模拟预测）一定质量的理想气体的三个状态变化过程如图所示。过程中气体的密度 ，过程中气体的体积 ，过程中气体的分子动能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
考向4 气体的p-eq \f(1,V)图像
例1 一定质量的封闭气体可看做理想气体，其状态从a变为状态b、c又回到状态a，用图像表示如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在b→c过程中，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
B．在c→a过程中，气体对外界做功，气体内能不变，温度不变
C．在a→b→c过程中，气体放出的热量等于
D．气体在a→b→c→a循环过程中对外做的功等于图像围成的面积
【变式训练】某同学用如图甲所示装置做“探究气体等温变化的规律”的实验，下列说法中正确的是（ ）
A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B．推拉柱塞时，为了稳定，手要握住注射器筒
C．该同学分别在及温度下实验并作出图乙所示图，则
D．若某次实验压缩气体时缓慢漏气，则作出的图线应为图丙中的②
1．（2025·福建·高考真题）洗衣机水箱的导管内存在一竖直空气柱，根据此空气柱的长度可知洗衣机内的水量多少。当空气柱压强为p1时，空气柱长度为L1，水位下降后，空气柱温度不变，空气柱内压强为p2，则空气柱长度L2= ，该过程中内部气体对外界 。（填做正功，做负功，不做功）
2.（2023·福建·高考真题）一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环过程后回到状态A，其图如图所示。完成一次循环，气体内能 （填“增加”“减少”或“不变”），气体对外界 （填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体 （填“吸热”“放热”“不吸热”或“不放热”）。
考点
要求
考频
2025年
2024年
2023年
分子动理论
2.固体液体
3.气体实验定律
应用
高频
2025.福建T9
2024.福建T9
\
考情分析：
1.命题形式：单选题非选择题
2.命题分析：福建高考对分子动理论、固体、液体的考查较频繁，大多以填空题形式出现，题目难度较为基础，对气体实验定律的考查比较频繁，选择题和计算题都有出现，题目难度要求大多不是太高，较为基础，但也不排除个别年份题目较难。福建近三年的考查主要集中在与气体实验定律结合的综合应用当中。
3.备考建议：本讲内容备考时候，理解和掌握分子动理论的内容、固体和液体的特点，能够利用分子动理论的内容解释有关物理现象，理解和掌握气体实验定律和理想气体状态方程，并能够应用处理有关问题
4.命题情境：
①生活实践类：墨水在水中扩散、花香四溢、樟脑丸变小等现象，解释露珠呈球形、硬币浮水面、毛细现象（如毛巾吸水）等；
②学习探究类：新材料研发（纳米材料、非晶态合金），精密温度测量与控制，重原理应用（新材料、热机、制冷）。
5.常用方法：图像法
复习目标：
1.知道阿伏加德罗常数，会进行微观物理量的计算。 理解扩散现象、布朗运动、热运动。
2.知道分子力、分子势能与分子间距离的关系，理解物体的内能的概念。
3.了解固体的微观结构，知道晶体和非晶体的特点，了解液晶的主要性质。了解表面张力现象和毛细现象，知道它们的产生原因。
4.掌握气体压强的计算方法及气体压强的微观解释。 能用气体实验定律解决实际问题，并会分析气体图像问题。
类别
扩散现象
布朗运动
热运动
活动主体
分子
固体微小颗粒
分子
区别
是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间
是比分子大得多的颗粒的运动，只能在液体、气体中发生
是分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到
共同点
(1)都是无规则运动
(2)都随温度的升高而更加激烈
联系
扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动
比较
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
外形
规则
不规则
熔点
确定
不确定
物理性质
各向异性
各向同性
微观结构
组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列
注意：多晶体中每个小晶体间的排列无规则
无规则
形成原因
表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力
表面特性
表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜
表面张力的方向
和液面相切，垂直于液面上的各条分界线
表面张力的效果
表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小
气体压强
产生原因
由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫作气体的压强
决定因素
①宏观上：决定于气体的温度和体积
②微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度
理想气体模型
宏观模型
在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体
注意：实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体
微观模型
理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能
气体实验三定律
玻意耳定律
p1V1＝p2V2
查理定律
eq \f(p1,T1)＝eq \f(p2,T2)或eq \f(p1,p2)＝eq \f(T1,T2)
盖-吕萨克定律
eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)或eq \f(V1,V2)＝eq \f(T1,T2)
理想气体的状态方程
表达式
eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)或eq \f(pV,T)＝C
类别
特点(其中C为常量)
举例
p­V
pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远
p­eq \f(1,V)
p＝CTeq \f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高
p­T
p＝eq \f(C,V)T，斜率k＝eq \f(C,V)，即斜率越大，体积越小
V­T
V＝eq \f(C,p)T，斜率k＝eq \f(C,p)，即斜率越大，压强越小
第49讲 热学基础
目录
TOC \ "1-4" \h \z \u \l "_Tc2044" 01考情解码·命题预警 PAGEREF _Tc2044 \h 2
\l "_Tc12983" 02体系构建·思维可视 PAGEREF _Tc12983 \h 3
\l "_Tc4711" 03核心突破·靶向攻坚 PAGEREF _Tc4711 \h 4
\l "_Tc4067" 考点一 分子动理论 PAGEREF _Tc4067 \h 4
\l "_Tc19771" 知识点1 分子动理论 PAGEREF _Tc19771 \h 4
\l "_Tc4479" 知识点2 温度与物体的内能 PAGEREF _Tc4479 \h 4
\l "_Tc14012" 考向1 微观量的估算 PAGEREF _Tc14012 \h 5
\l "_Tc31769" 考向2 扩散现象、布朗运动和热运动 PAGEREF _Tc31769 \h 6
\l "_Tc11059" 考向3 分子力、分子势能与物体内能 PAGEREF _Tc11059 \h 8
\l "_Tc1283" 考点二 固体和液体 PAGEREF _Tc1283 \h 11
\l "_Tc21551" 知识点1 固体 PAGEREF _Tc21551 \h 11
\l "_Tc23299" 知识点2 液体 PAGEREF _Tc23299 \h 11
\l "_Tc2795" 考向1 晶体与非晶体 PAGEREF _Tc2795 \h 11
\l "_Tc2488" 【思维建模】 PAGEREF _Tc2488 \h 12
\l "_Tc3759" 考向2 液体性质的理解 PAGEREF _Tc3759 \h 14
\l "_Tc13542" 【思维建模】 PAGEREF _Tc13542 \h 14
\l "_Tc14177" 考向3 液晶的特性 PAGEREF _Tc14177 \h 15
\l "_Tc21308" 考点三 气体实验定律 PAGEREF _Tc21308 \h 15
\l "_Tc19893" 知识点1 气体实验定律 PAGEREF _Tc19893 \h 15
\l "_Tc3169" 知识点2 解题的基本思路 PAGEREF _Tc3169 \h 16
\l "_Tc15751" 考向1 气体压强及微观解释 PAGEREF _Tc15751 \h 16
\l "_Tc15428" 考向2气体实验定律的应用 PAGEREF _Tc15428 \h 18
\l "_Tc15470" 考点三 气体状态变化的图像问题 PAGEREF _Tc15470 \h 20
\l "_Tc28159" 知识点1 一定质量的气体不同图像的比较 PAGEREF _Tc28159 \h 20
\l "_Tc3468" 知识点2 气体状态变化图像的分析方法 PAGEREF _Tc3468 \h 21
\l "_Tc29398" 考向1 气体的p-V图像 PAGEREF _Tc29398 \h 21
\l "_Tc5404" 考向2 气体的 V-T图像 PAGEREF _Tc5404 \h 23
\l "_Tc7693" 考向3 气体的 P-T图像 PAGEREF _Tc7693 \h 24
\l "_Tc16732" 考向4 气体的p-eq \f(1,V)图像 PAGEREF _Tc16732 \h 25
\l "_Tc13496" 04真题溯源·考向感知 PAGEREF _Tc13496 \h 26


考点一 分子动理论
\l "_Tc25045" 知识点1 分子动理论
1．物体是由大量分子组成的
(1)分子的直径：数量级为10－10 m。
(2)分子的质量：数量级为10－26 kg。
(3)阿伏加德罗常数：NA＝6.02×1023 ml－1。
2．分子永不停息地做无规则运动
(1)扩散现象：由于分子的无规则运动产生的物质迁移现象。温度越高，扩散现象越明显。
(2)布朗运动：悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越明显。
(3)热运动：分子永不停息的无规则运动。温度越高，分子运动越剧烈。
3．分子间的作用力
(1)引力和斥力总是同时存在，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力。
(2)分子引力和斥力都随距离的增大而减小，但斥力变化得更快。
\l "_Tc25045" 知识点2 温度与物体的内能
1．温度与温标
(1)温度：表示物体的冷热程度，一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
(2)温标：包括摄氏温标(t)和热力学温标(T)，两者的关系是T＝t＋273.15_K。
2．分子的动能
(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。
(2)温度是分子热运动的平均动能的标志。
3．分子的势能
(1)分子势能是由分子间的相对位置决定的能。
(2)决定因素
①微观上：决定于分子间距离和分子排列情况；
②宏观上：决定于体积和状态。
4．物体的内能
(1)物体的内能是物体中所有分子动能和分子势能的总和，是状态量。
(2)决定因素
①对于给定的物体，其内能大小是由物体的温度和体积决定，即由物体的内部状态决定；
②物体的内能与物体位置的高低、运行速度的大小无关。
\l "_Tc17630" 考向1 微观量的估算
例1二氧化碳封存回注，就是通过工程技术手段，把捕集到的二氧化碳注入至地下800米到3500米深度范围内的陆上或海底咸水层，是国际公认的促进碳减排措施。我国第一口位于海底的二氧化碳封存回注井已于2023年正式开钻。实验发现，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体。设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，将二氧化碳分子看作直径为D的球，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】根据题意可知，在该状态下体积为V的二氧化碳气体的质量为
二氧化碳分子数为
在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为
故选B。
【变式训练】一间教室长宽高分别为a，b，c，假设教室内的气体处于标准状况，已知阿伏伽德罗常数为，每摩尔气体在标准状况下的体积为（以上所有单位均已取国际单位）
(1)请估算教室内的空气分子个数N；
(2)请估算教室内的空气分子平均距离。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）教室内气体的物质的量
教室里面的空气分子个数
解得
（2）教室内每个分子占据的平均空间
将分子占据空间当作立方体模型
解得
思维建模
1．两种分子模型
(1)球体模型：把分子看成球形，分子的直径：d＝ eq \r(3,\f(6V0,π))。适用于固体和液体。
(2)立方体模型：把分子看成小立方体，其边长：d＝eq \r(3,V0)。适用于固体、液体和气体。
2．宏观量与微观量的相互关系
(1)宏观量：物体的体积V、密度ρ、质量m、摩尔质量Mml、摩尔体积Vml、物质的量n等。
(2)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等。
(3)相互关系。
①一个分子的质量：m0＝eq \f(Mml,NA)＝eq \f(ρVml,NA)。
②一个分子的体积：V0＝eq \f(Vml,NA)＝eq \f(Mml,ρNA)。
\l "_Tc16322" 考向2 扩散现象、布朗运动和热运动
例2 （2023·福建南平·模拟预测）福建南平茶文化久负盛名，“风过武夷茶香远”“最是茶香沁人心”。人们在泡大红袍茶时茶香四溢，下列说法正确的是（ ）
A．茶香四溢是扩散现象，说明分子间存在着相互作用力
B．茶香四溢是扩散现象，泡茶的水温度越高，分子热运动越剧烈，茶香越浓
C．茶香四溢是布朗运动现象，说明分子间存在着相互作用力
D．茶香四溢是布朗运动现象，说明分子在永不停息地做无规则运动
【答案】B
【详解】CD．“茶香四溢”是扩散现象，故C、D错误；
A．茶香四溢是因为茶水的香味分子不停地做无规则的运动，扩散到空气中，故A错误：
B．物体温度越高，分子的无规则运动越剧烈，所以茶水温度越高，分子的热运动越剧烈，茶香越浓，故 B正确。
故选B。
思维建模
【变式训练1·变考法】（2023·福建·模拟预测）有关物质结构和分子动理论的认识，下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．分子间距离增大，分子势能一定减小
C．从微观角度看，气体压强的大小与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关
D．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为斥力
【答案】C
【详解】A．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，A错误；
B．分子间距离增大，分子势能不一定减小，当分子间距离小于时，分子力表现为斥力，分子势能随分子间距离的增大而减小，当分子间距离大于时，分子力表现为引力，分子势能随分子间距离的增大而增大，B错误；
C．从微观的角度看，气体分子的平均速率越大、单位体积内的气体分子数越多，则气体对器壁的压强就越大，即气体压强的大小与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关，C正确；
D．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为引力，D错误。
故选C。
【变式训练2】如图所示，自嗨锅是一种自热火锅，加热时既不用火也不插电，主要利用发热包内的物质与水接触，释放出热量。自嗨锅的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成爆炸，非常危险。则下列说法正确的是（ ）
A．自嗨锅爆炸的瞬间，盒内气体的内能减小，温度降低
B．自嗨锅爆炸的瞬间，盒内气体的内能增大，温度升高
C．自嗨锅爆炸的短时间内，单位时间单位面积上撞击容器壁的次数增多
D．够闻到自嗨锅内食物的香味是扩散现象
【答案】AD
【详解】AB．在自嗨锅爆炸的瞬间，盒内气体对外做功，即外界对气体做负功，且来不及与外界进行热量交换，根据热力学第一定律可知盒内气体内能减少，温度降低，故A正确，B错误；
C．爆炸短时间内，温度迅速降低，分子平均速率减小，气体体积迅速膨胀，分子数密度减小，故单位时间单位面积上分子撞击容器壁的次数减小，故C错误；
D．如果气孔没有堵塞，能够闻到火锅的香味是因为分子热运动导致的扩散现象，故D正确。
故选AD。
\l "_Tc16322" 考向3 分子力、分子势能与物体内能
例3（2023·福建龙岩·模拟预测）如图所示，在直线AB上的A点固定一个水分子甲，在距A点距离为r0的C点放一水分子乙，水分子乙所受分子力恰为零。移动水分子乙，使其所受的分子力表现为引力，则水分子乙应向 （填“A”或“B”）点运动；若水分子乙从B点无初速释放，沿直线BA方向运动，直到速度为0，此过程分子势能的变化是 （填“一直减小”、“先减小后增大”或“先增大后减小”）。
【答案】 B 先减小后增大
【详解】[1] [2]当分子间距离大于平衡距离时分子力表现为引力，因此水分子乙应向B点运动；若空间两个分子间距从无限远逐渐变小，直到小于，分子间的作用力先是引力后是斥力，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大。
【变式训练1·变考法】（2023·福建福州·二模）如图甲、乙所示，分子力随两分子间距离变化的图像与分子势能随两分子间距离变化的图像比较相似，取无穷远处分子势能为零。 （选填“图甲”或“图乙”）为分子力随两分子间距离变化的图像，当分子间距离从逐渐增大时，分子间作用力 。

【答案】 图甲 先增大后减小
【详解】[1]两图中的均表示平衡位置，即分子引力和斥力合力为零时的分子间距，甲图中在处图像与横轴相交，纵坐标为零，表示分子力为零，因此可知甲图为分子力随两分子间距离变化的图像；
[2]根据甲图分析可知，当分子间距离从逐渐增大时，分子间作用力整体表现为引力，且先增大后减小。
【变式训练2】下列说法正确的是（ ）
A．花粉颗粒在水中的布朗运动，反映了水分子在不停的做无规则运动
B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小
C．所有晶体都表现为各向异性
D．在一定温度下的某种液体的蒸汽，体积越大时其饱和汽的压强越小
E．第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律
【答案】ABE
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，是由小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的，所以花粉颗粒在水中的布朗运动，反映了水分子在不停的做无规则运动，故A正确；
B．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快，故B正确；
C．单晶体都表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故C错误；
D．在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的；所以在一定温度下的某种液体的蒸汽，其饱和汽的压强和蒸汽的体积无关，故D错误；
E．第二类永动机违背了热力学第二定律，但没有违背能量守恒定律，故E正确。
故选ABE。
思维建模
分子力、分子势能与分子间距离的关系
分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。
(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加。
(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加。
(3)当r＝r0时，分子势能最小。

考点二 固体和液体
知识点1 固体
固体通常可分为晶体和非晶体，具体见下表：
知识点2 液体
(1)液体的表面张力
①作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。
②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直。
③大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。
(2)液晶
①液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。
②液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。
③液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的。
考向1 晶体与非晶体
例1 （2024·福建泉州·二模）温差发电原理：金属或者半导体的内部载流子的密度会随着温度的变化而变化，当维持物体两端的温差，可使载流子持续扩散，而形成稳定的电压。如图所示，用两种不同的金属丝组成一个回路，触点1插在热水中，触点2插在冷水中，电流表指针会发生偏转，这就是温差发电现象。下列说法正确的是（ ）
A．金属铜是非晶体
B．该实验中有部分内能转化为电路的电能
C．该实验中热水的温度降低，冷水的温度升高
D．该实验符合能量守恒定律，但违背了热力学第二定律
【答案】BC
【详解】A．金属铜有确定的熔点，是晶体，故A错误；
BC．该实验遵循能量守恒定律，最终将达到热平衡，内能转化为电能，热水温度降低，冷水温度升高，故BC正确；
D．热水中减少的内能一部分转化为电能，一部分传递给冷水，转化效率低于100%，所以该实验符合能量守恒定律，也不违背热力学第二定律，故D错误。
故选BC。
【思维建模】
区别晶体和非晶体的方法
(1)要判断一种物质是晶体还是非晶体，关键是看有无确定的熔点，有确定熔点的是晶体，无确定熔点的是非晶体。
(2)几何外形是指自然生成的形状，若形状规则，是单晶体；若形状不规则，有两种可能，即为多晶体或非晶体，凭此一项不能最终确定物质是否为晶体。
(3)从导电、导热等物理性质来看，物理性质各向异性的是单晶体，各向同性的可能是多晶体，也可能是非晶体。
【变式训练1·变载体】．关于固体和液体，下列说法正确的是（ ）
A．固体都具有固定的熔点
B．固体物理性质各向异性
C．空间站中水形成球形是因为表面张力的作用
D．液晶是固体和液体的混合物
【答案】C
【详解】A．晶体有固定熔点，而非晶体（如玻璃、石蜡）没有固定熔点。固体包括晶体和非晶体，所以固体不一定具有固定的熔点，故A错误；
B．单晶体物理性质各向异性，多晶体和非晶体各向同性。并非所有固体都各向异性，故B错误；
C．表面张力使液体表面积趋于最小，球形表面积最小。空间站中水形成球形是因为表面张力的作用，故C正确；
D．液晶是介于晶体和液体间的独立物态，兼具流动性和各向异性，并非混合物，故D错误。
故选C。
【变式训练2·变考法】．对于固体和液体的描述，下列说法正确的是（ ）
A．食盐、金刚石、陶瓷、玻璃都是晶体
B．所有晶体都有规则的外形、固定的熔点
C．在完全失重的前提下，熔化的金属可以形成任何形状
D．液晶具有液体流动性同时在光学性质上表现为各向异性
【答案】D
【详解】A．食盐、金刚石是晶体，陶瓷、玻璃是非晶体，故A错误；
B．单晶体有规则的外形，多晶体没有规则的外形，无论单晶体还是多晶体都有固定熔点，故B错误；
C．在完全失重的前提下，熔化的金属由于受表面张力作用，会收缩成球形，故C错误；
D．液晶具有液体流动性，同时在光学性质上表现为各向异性，故D正确。
故选D。
考向2 液体性质的理解
例2如图，“天宫课堂”中航天员制作了一个水球，利用特制球拍击打水球，下列说法正确的是（ ）
A．悬浮在空中的水球所受地球引力为零
B．球拍击球过程中球和球拍组成的系统动量守恒
C．水球呈球形是由于液体表面张力的作用
D．击球时球拍对水球的作用力大于水球对球拍的作用力
【答案】C
【详解】A．悬浮在空中的水球受到地球的引力作用，由于地球引力全部提供水球围绕地球做圆周运动的向心力导致水球处于完全失重的状态，A错误；
B．球拍击球过程中，球和球拍组成的系统还受到地球引力的作用，其合外力不为零，所以系统动量不守恒，B错误；
C．水球呈球形是由于液体表面张力的作用使其表面积收缩到最小的缘故，C正确；
D．击球时球拍对水球的作用力与水球对球拍的作用力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，D错误。
故选C。
【思维建模】
【变式训练1】喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面，故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，如图所示。下列说法正确的是( )
A．水滴呈椭球形是液体表面张力作用的结果，与重力无关
B．图中的玻璃和水滴发生了浸润现象
C．水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大
D．图中水滴表面分子比水滴的内部密集
【答案】C
【解析】： 液体表面张力作用使得水滴呈球形，但是由于有重力作用使得水滴呈椭球形，A错误；题图中的玻璃和水滴不浸润，B错误；水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大，C正确；题图中水滴表面分子比水滴的内部稀疏，D错误。
考向3 液晶的特性
例3（2024·福建宁德·一模）下列说法正确的是（ ）
A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
B．布朗运动与温度有关，所以布朗运动是分子的热运动
C．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
D．两分子间距离大于时，增大分子间距，分子力做负功，分子势能增大
【答案】ACD
【详解】A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，A正确；
B．布朗运动反映的是分子的热运动，其本身不是分子的热运动，B错误；
C．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力，C正确；
D．两分子间距离大于时，分子力为引力，分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大，D正确。
故选ACD。

考点三 气体实验定律
知识点1 气体实验定律
知识点2 解题的基本思路
考向1 气体压强及微观解释
例1 （2024·福建宁德·一模）现利用固定在潜水器体外的一个密闭汽缸做验证性实验：如图，汽缸内封闭一定质量的理想气体，轻质导热活塞可自由移动。在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温度逐渐降低，则此过程中理论上被封闭的气体（ ）

A．单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多
B．压强与潜水器下潜的深度成正比
C．体积与潜水器下潜的深度成反比
D．分子的平均动能变大
【答案】A
【详解】A．在潜水器缓慢下潜的过程中，温度降低，分子运动的平均速率减小，由于压强增大，则单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多，故A正确；
B．气体压强为
压强与潜水器下潜的深度成一次函数关系，不成正比关系，故B错误；
C．根据理想气体状态方程有
结合上述解得
可知体积与潜水器下潜的深度不成反比，故C错误；
D．温度降低，气体分子的平均动能减小，故D错误。
故选A。
【变式训练1】（2023·福建宁德·一模）某地突发洪涝灾害，救援人员驾驶气垫船施救，到达救援地点后，将围困在水中的群众拉上气垫船，如图所示。若在救援人员将群众拉上气垫船的过程中，气垫船中气垫内的气体（视为理想气体）温度不变，气垫不漏气，则在该过程中，下列说法正确的是（ ）
A．气垫内的气体内能增加
B．外界对气垫内的气体做正功
C．气垫内的气体向外界放出热量
D．气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数减少
【答案】BC
【详解】A．气垫内的气体温度不变，则内能不变，选项A错误；
B．在救援人员将群众拉上气垫船的过程中，气垫船中气垫内的气体体积减小，则外界对气垫内的气体做正功，选项B正确；
C．根据
可知
∆U=0
W>0
则
Q