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高考化學(xué):能量的常見模型
在平平淡淡的學(xué)習(xí)中,大家最熟悉的就是知識(shí)點(diǎn)吧?知識(shí)點(diǎn)是傳遞信息的基本單位,知識(shí)點(diǎn)對(duì)提高學(xué)習(xí)導(dǎo)航具有重要的作用。哪些才是我們真正需要的知識(shí)點(diǎn)呢?下面是小編為大家整理的高考化學(xué):能量的常見模型,歡迎大家分享。
下面我們來看幾個(gè)常見的模型:
。1)無外力做功的一維諧振子模型;
彈簧一端固定在墻上,另一端連著一個(gè)物塊,放在光滑的地面上,即為無外力做功的一位諧振子,F(xiàn)將物塊沿彈簧方向拉出一定距離后松開物塊,我們來看下此后的情形:物塊會(huì)沿著彈簧方向做簡(jiǎn)諧振動(dòng),從平衡位置即彈簧長(zhǎng)度為原長(zhǎng)開始,物塊動(dòng)能減少,彈簧彈性勢(shì)能增加,到最大位移處物塊動(dòng)能最小為0,彈簧彈性勢(shì)能最大,返回平衡位置的過程能量變化與之相反,在平衡位置,動(dòng)能最大,彈性勢(shì)能為0。整個(gè)過程中動(dòng)能和勢(shì)能的和不變。如果把t1時(shí)刻動(dòng)能記作T1,勢(shì)能記作V1,t2時(shí)刻動(dòng)能記作T2,勢(shì)能記作V2,則有以下能量守恒表達(dá)式:
T1+V1=T2+V2
。2)摩擦力做功模型:
物塊以某個(gè)初始動(dòng)能在某不光滑平面上自由滑動(dòng),這個(gè)過程中多了摩擦力,然而能量依然守恒,只是摩擦力做的功都轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能,運(yùn)動(dòng)過程中,動(dòng)能減少。內(nèi)能增加,總能量不變。記t1時(shí)刻動(dòng)能為T1,內(nèi)能為W1,t2時(shí)刻動(dòng)能為T2,內(nèi)能為W2,初始動(dòng)能為T0則有:
T1+W1=T2+W2=T0
W1,W2分別等于從初始時(shí)刻到t1,t2時(shí)刻摩擦力做的功
。3)熱力學(xué)系統(tǒng)中的能量守恒:
熱力學(xué)第一定律:熱量可以從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體也可以與機(jī)械能或其他能量互相轉(zhuǎn)換,但在轉(zhuǎn)換的過程中能量的總值保持不變。此定律可以看做熱現(xiàn)象中的能量守恒。假設(shè)現(xiàn)在我們有一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)1,內(nèi)能為U1,經(jīng)過一段時(shí)間的演化變成狀態(tài)2,內(nèi)能為U2,此過程中系統(tǒng)從環(huán)境中吸收能量為Q,系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做的功為W,則由能量守恒為:
U1+Q-W=U2
擴(kuò)展:為何物理學(xué)中直說能量守恒而不說質(zhì)量守恒?
反應(yīng)前后質(zhì)量守恒,這個(gè)說法看起來非常合理,然而也僅僅限于某些情形(包含宏觀尺度),到了微觀尺度中,質(zhì)量是不一定守恒的,而造成質(zhì)量不守恒的原因就在于Einstein提出的質(zhì)能方程E=mc^2,在原子核的相互反應(yīng)中都會(huì)伴隨著質(zhì)量損耗,而損耗的這部分質(zhì)量就變成了能量;另一個(gè)例子:正電子和負(fù)電子相遇會(huì)湮滅,產(chǎn)生光子和大量能量,光子的質(zhì)量是0,質(zhì)量依然不守恒。
熱化學(xué)方程式
1.概念:能表示參加反應(yīng)的物質(zhì)變化和能量變化的關(guān)系的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式。
2.表示意義
(1)熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。
(2)熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù),表示實(shí)際參加反應(yīng)的反應(yīng)物的物質(zhì)的量和實(shí)際生成的生成物的物質(zhì)的量。
(3)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱與反應(yīng)物、生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng)。
3.書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)C(固) + H2O(氣) = CO(氣) + H2(氣)ΔH= +131.3 kJ/mol
(1)標(biāo)集聚狀態(tài)(固、液、氣)
(2)右端標(biāo)熱量數(shù)值和符號(hào):吸熱用“+”,放熱用:“-”。
(3)系數(shù)單位是“摩”,而不是“個(gè)”;也不能表示物質(zhì)的量之比。
(4)系數(shù)可用分?jǐn)?shù),但熱量值要相應(yīng)變化。如:2H2(氣) + O2(氣) = 2H2O(液)ΔH= -571.6 kJ/molH2(氣) + 1/2 O2(氣) = H2O(液)ΔH= -285.8 kJ/mol
(5)不注明條件,即指250C 、1.01×105Pa
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