1、選彳t3-3熱學知識點歸納-、分子運動論1.物質是由大量分子組成的1分子體積分子體積很小,它的直徑數量級是,2分子質量分子質量很小,一般分子質量的數量級是3阿伏伽德羅常數宏觀世界與微觀世界的橋梁1摩爾的任何物質含有的微粒數相同,這個數的測量值：設微觀量為：分子體積Y.、分子直徑d、分子質量m宏觀量為：物質體積V、摩爾體積V、物質質量M摩爾質量物質密度p.林J1=KF=分子質量：_分子體積：1'分子直徑：球體模型：NA4d332立方體模型：d=3Vo叫對氣體,V0應為氣體分子平均占據的空間大小,:6Vq6VoH-E,一Vd=3-R-=,'固體、放體一般用此模型氣體一般用此模型對氣

2、體,d理解為相鄰分子間的平均距離八-曰MVMV分子的數重.nNaNaNaNaViVi2.分子永不停息地做無規那么熱運動1分子永不停息做無規那么熱運動的實驗事實：擴散現象和布郎運動.2布朗運動布朗運動是懸浮在液體或氣體中的固體微粒的無規那么運動.布朗運動不是分子本身的運動,但它間接地反映了液體氣體分子的無規那么運動.3實驗中畫出的布朗運動路線的折線,不是微粒運動的真實軌跡.由于圖中的每一段折線,是每隔30s時間觀察到的微粒位置的連線,就是在這短短的30s內,小顆粒的運動也是極不規那么的.4布朗運動產生的原因對懸浮在其中的微粒撞擊作用的分子永不停息的無規那么運動是產大量液體分子或氣體永不停息地做無

3、規那么運動時,不平衡性是產生布朗運動的原因.簡言之：液體或氣體生布朗運動的原因.5影響布朗運動劇烈程度的因素固體微粒越小,溫度越高,固體微粒周圍的液體分子運動越不規那么,對微粒碰撞的不平衡性越強,布朗運動越劇烈.(6)能在液體(或氣體)中做布朗運動的微粒都是很小的,一般數量級在微粒肉眼是看不到的,必須借助于顯微鏡.3.分子間存在著相互作用力(1)分子間的引力和斥力同時存在,實際表現出來的分子力是分子引力和斥力的合力.分子間的引力和斥力只與分子間距離(相對位置)有關,與分子的運動狀態無關.(2)分子間的引力和斥力都隨分子間的距離r的增大而減小,隨分子間的距離r的減小而增大,但斥力的變化比引力的變

4、化快.(3)分子力F和距離r的關系如下列圖(注：上圖中r1r0：數量級1010m)4.物體的內能(1)做熱運動的分子具有的動能叫分子動能.溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志.(2)由分子間相對位置決定的勢能叫分子勢能.分子力做正功時分子勢能減小；分子力作負功時分子勢能增大.當kro即分子處于平衡位置時分子勢能最小.不管r從ro增大還是減小,分子勢能都將增大.如果以分子間距離為無窮遠時分子勢能為零,那么分子勢能隨分子間距離而變的圖象如上圖.(3)物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內能.物體的內能跟物體的溫度和體積及物質的量都有關系,定質量的理想氣體的內能只跟溫度有關.(4)

5、內能與機械能：運動形式不同,內能對應分子的熱運動,機械能對于物體的機械運動.物體的內能和機械能在一定條件下可以相互轉化.二、固體1 .晶體和非晶體(1)在外形上,晶體具有確定的幾何形狀,而非晶體那么沒有.(2)在物理性質上,晶體具有各向異性,而非晶體那么是各向同性的.(3)晶體具有確定的熔點,而非晶體沒有確定的熔點.(4)晶體和非晶體并不是絕對的,它們在一定條件下可以相互轉化.例如把晶體硫加熱熔化(溫度不超過300C)后再倒進冷水中,會變成柔軟的非晶體硫,再過一段時間又會轉化為晶體硫.2 .多晶體和單晶體單個的晶體顆粒是單晶體,由單晶體雜亂無章地組合在一起是多晶體.多晶體具有各向同性.3 .晶

6、體的各向異性及其微觀解釋在物理性質上,晶體具有各向異性,而非晶體那么是各向同性的.通常所說的物理性質包括彈性、硬度、導熱性能、導電性能、光的折射性能等.晶體的各向異性是指晶體在不同方向上物理性質不同,也就是沿不同方向去測試晶體的物理性能時測量結果不同.需要注意的是,晶體具有各向異性,并不是說每一種晶體都能在各物理性質上都表現出各向異性.晶體內部結構的有規那么性,在不同方向上物質微粒的排列情況不同導致晶體具有各向異性.4 .晶體與非晶體、單晶體與單晶體的比擬三、液體1 .液體的微觀結構及物理特性(1)從宏觀看由于液體介于氣體和固體之間,所以液體既像固體具有一定的體積,不易壓縮,又像氣體沒有形狀,

7、具有流動性.(2)從微觀看有如下特點液體分子密集在一起,具有體積不易壓縮；分子間距接近固體分子,相互作用力很大；液體分子在很小的區域內有規那么排列,此區域是暫時形成的,邊界和大小隨時改變,并且雜亂無章排列,因而液體表現出各向同性；液體分子的熱運動雖然與固體分子類似,但無長期固定的平衡位置,可在液體中移動,因而顯示出流動性,且擴散比固體快.2 .液體的外表張力如果在液體外表任意畫一條線,線兩側的液體之間的作用力是引力,它的作用是使液體面繃緊,所以叫液體的外表張力.特別提醒：外表張力使液體自動收縮,由于有外表張力的作用,液體外表有收縮到最小的趨勢,表面張力的方向跟液面相切.外表張力的形成原因是外表

8、層液體跟空氣接觸的一個薄層中分子間距離大,分子間的相互作用表現為引力.外表張力的大小除了跟邊界線長度有關外,還跟液體的種類、溫度有關.四、液晶1 .液晶的物理性質液晶具有液體的流動性,又具有晶體的光學各向異性.2 .液晶分子的排列特點液晶分子的位置無序使它像液體,但排列是有序使它像晶體.3 .液晶的光學性質對外界條件的變化反響敏捷液晶分子的排列是不穩定的,外界條件和微小變動都會引起液晶分子排列的變化,因而改變液晶的某些性質,例如溫度、壓力、摩擦、電磁作用、容器外表的差異等,都可以改變液晶的光學性質.如計算器的顯示屏,外加電壓液晶由透明狀態變為混濁狀態.五、氣體1 .氣體的狀態參量1溫度：溫度在

9、宏觀上表示物體的冷熱程度；在微觀上是分子平均動能的標志.熱力學溫度是國際單位制中的根本量之一,符號T,單位K開爾文；攝氏溫度是導出單位,符號t,單位C攝氏度.關系是t=T-TL,其中T0=273.15K兩種溫度間的關系可以表示為：T=t+273.15K和AT=At,要注意兩種單位制下每一度的間隔是相同的.0K是低溫的極限,它表示所有分子都停止了熱運動.可以無限接近,但永遠不能到達.氣體分子速率分布曲線各速率區間的分子數A前分子數H分比圖像表示：擁有不同速率的氣體分子在總分子數中所占的百分比.圖像下面積可表示為分子總數.特點：同一溫度下,分子總呈“中間多兩頭少的分布特點,即速率處中等的分子所占比

10、例最大,速率特大特小的分子所占比例均比擬小；溫度越高,速率大的分子增多；曲線極大值處所對應的速率值向速率增大的方向移動,曲線將拉寬,高度降低,變得平坦.(2)體積：氣體總是充滿它所在的容器,所以氣體的體積總是等于盛裝氣體的容器的容積.(3)壓強：氣體的壓強是由于大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產生的.(4)氣體壓強的微觀意義：大量做無規那么熱運動的氣體分子對器壁頻繁、持續地碰撞產生了氣體的壓強.單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的,但是大量分子頻繁地碰撞器壁,就對器壁產生持續、均勻的壓力.所以從分子動理論的觀點來看,氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力.(5)決定氣體壓強大小的因素：

11、微觀因素：氣體壓強由氣體分子的密集程度和平均動能決定：A、氣體分子的密集程度(即單位體積內氣體分子的數目)越大,在單位時間內,與單位面積器壁碰撞的分子數就越多；日氣體的溫度升高,氣體分子的平均動能變大,每個氣體分子與器壁的碰撞(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就大；從另一方面講,氣體分子的平均速率大,在單位時間里撞擊器壁的次數就多,累計沖力就大.宏觀因素：氣體的體積增大,分子的密集程度變小.在此情況下,如溫度不變,氣體壓強減小；如溫度降低,氣體壓強進一步減小；如溫度升高,那么氣體壓強可能不變,可能變化,由氣體的體積變化和溫度變化兩個因素哪一個起主導地位來定.2 .氣體實驗定律(1)等溫變化-玻意耳

12、定律內容：一定質量的某種氣體,在溫度不變的情況下,壓強公式：=W或嗎"或"=c(常量)(2)等容變化-查理定律內容：一定質量的某種氣體,在體積不變的情況下,壓強a=獨二區p=c公式：叱4或工Z或(常量)(3)等壓變化-蓋呂薩克定律p與體積V成反比.p與熱力學溫度T成正比.V與熱力學溫度T成正比.內容：一定質量的某種氣體,在壓強不變的情況下,體積3 .對氣體實驗定律的微觀解釋(1)玻意耳定律的微觀解釋一定質量的理想氣體,分子的總數是一定的,在溫度保持不變時,分子的平均動能保持不變,氣體的體積減小到原來的幾分之一,氣體的密集程度就增大到原來的幾倍,因此壓強就增大到原來的幾倍,反

13、之亦然,所以氣體的壓強與體積成反比.(2)查理定律的微觀解釋一定質量的理想氣體,說明氣體總分子數N不變；氣體體積V不變,那么單位體積內的分子數不變；當氣體溫度升高時,說明分子的平均動能增大,那么單位時間內跟器壁單位面積上碰撞的分子數增多,且每次碰撞器壁產生的平均沖力增大,因此氣體壓強p將增大.(3)蓋呂薩克定律的微觀解釋一定質量的理想氣體,當溫度升高時,氣體分子的平均動能增大；要保持壓強不變,必須減小單位體積內的分子個數,即增大氣體的體積.4.理想氣體狀態方程：一定質量的理想氣體狀態方程:公式:PVt二恒量T或四也TiT2(含密度式：三111注意：計算時公式兩邊T必須統一為熱力學溫度單位,其它

14、兩邊單位相同即可.5.*克拉珀龍方程：PVnRTMRT(R為普適氣體恒量,n為摩爾數)六、熱力學定律1 .熱力學第零定律(熱平衡定律)：如果兩個系統分別與第三個系統到達熱平衡,那么這兩個系統彼此之間也必定處于熱平衡2 .熱力學第一定律：AE=W+Q能的轉化守恒定律第一類永動機(違反能量守恒定律)不可能制成.(1)做功和熱傳遞都能改變物體的內能.也就是說,做功和熱傳遞對改變物體的內能是等效的.但從能量轉化和守恒的觀點看又是有區別的：做功是其他能和內能之間的轉化,功是內能轉化的量度；而熱傳遞是內能間的轉移,熱量是內能轉移的量度.(2)符號法那么：體積增大,氣體對外做功刊為“一；體積減小,外界對氣體

15、做功川為“+.氣體從外界吸熱,Q為“+；氣體對外界放熱,Q為“一.溫度升高,內能增量E是取“+；溫度降低,內能減少,E取“一.(3)三種特殊情況：等溫變化E=0,即W+Q=0絕熱膨脹或壓縮：Q=0即W=E等容變化：W=0,Q=E(4)由圖線討論理想氣體的功、熱量和內能等溫線(雙曲線)：一定質量的理想氣體,區''a-b,等溫降壓膨脹,內能不變,吸熱等于對外做功.b-c,等容升溫升壓,不做功,吸熱等于內能增加.c-a,等壓降溫收縮,外界做功和放熱等于內能減少.圖像下面積表示做功：體積增大氣體對外做功,體積減小外界對氣體做功等容線過0K點直線或通過t軸上一273.15C的直線定質量的理想氣體,妁?匕a-b,等溫降壓膨脹,內能不變,吸熱等于對外做功.b-c,等容升溫升壓,不做功,吸熱等于內能增加.c-a,等壓降溫收縮,外界做功和放熱等于內能減少.等壓線過0K點直線或通過t軸上一273.15C的直線定質量的理想氣體,P12a-b,等溫升壓收縮,內能不變,外界做功等于放熱.b-c,等壓升溫膨脹,吸熱和對外做功等于內能增加.c-a,等容降溫降壓,不做功,內能減少等于放熱.3 .熱學第二定律1第二類永動機不可能制成滿足能量守恒定律,但違反熱力學第二定律實質:涉及熱現象自然界中的宏觀過程都具有方向性,是不可逆的2熱傳遞方向表