物理選修3-3 知識點(diǎn)總結(jié)

物理選修3-3知識點(diǎn)總結(jié)第七章 分子動理論一.物體是由大量分子組成的熱學(xué)中的分子：分子是具有各種物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的最小微粒。實(shí)際上，構(gòu)成物質(zhì)的單元是多種多樣的，或是原子（如金屬）或是離子（如有機(jī)物），在熱學(xué)中，由于這些粒子做熱運(yùn)動時遵從相同的規(guī)律，所以統(tǒng)稱為分子計算式常用的分子模型： 固體和液體可看成是一個緊挨一個的球形分子排列而成的，忽略分子間的空隙，如圖所示其中V表示分子的體積，d表示分子直徑（也可以表示分子間距離） 氣體分子間的空隙很大，可以把氣體分成若干個小立方體，氣體分子位于每一個小立方體的中心，如圖所示 d=3v 其中V表示氣體分子的活動范圍，不能表示氣體分子體積（因為氣體的分子體積不可求，所以在任何情況下都不能使用氣體的分子體積）。D僅表示分子間距離（一） 油膜法估測分子直徑實(shí)驗（除一些生物大分子外，分子直徑的數(shù)量級為10-10m）原理d=VS V表示一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，S表示形成的油膜面積方法：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，在水面上形成油酸薄膜，假設(shè)薄膜是由單層的油酸分子組成的，并把油酸分子簡化成一個緊挨一個緊密排列的球型，如上圖所示，則油膜的厚度認(rèn)為是油酸分子的直徑實(shí)驗步驟及注意事項： 用酒精溶液及清水清洗淺盤，充分洗去油污，粉塵，以免給實(shí)驗帶來誤差； 配置油酸酒精溶液，濃度A=溶質(zhì)溶質(zhì)+溶劑 （其中溶液要現(xiàn)配現(xiàn)用，因為酒精易揮發(fā)，酒精的作用是稀釋） 用注射器或滴管將油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，并記下N滴油酸酒精溶液的總體積V。（則一滴油酸酒精溶液的體積為VN）滴數(shù)不易過多，容易記錯，也不能太少，不好測量 向淺盤里倒入2cm深的水，并將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上 用注射器或滴管將油酸酒精溶液滴在水面上一滴，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描出油膜的形狀 將玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S （不足半格舍去，多余半格算一格） 則d=AVNS 重復(fù)上述實(shí)驗步驟（三）阿伏加德羅常數(shù) 1mol任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)NA=6.021023mol-1阿伏加德羅常數(shù)是連接宏觀和微觀的橋梁，設(shè)物體質(zhì)量為m，體積V，個數(shù)N，摩爾質(zhì)量MA,摩爾體積VA,，分子質(zhì)量m0,分子體積V0則 二.分子的熱運(yùn)動（一）擴(kuò)散現(xiàn)象：不同物質(zhì)彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。擴(kuò)散速度：V固態(tài)V液態(tài)V氣態(tài)影響因素：擴(kuò)散現(xiàn)象的顯著程度與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散越快現(xiàn)象的顯著程度還受到“已進(jìn)入對方”分子濃度的限制擴(kuò)散現(xiàn)象的意義：從微觀機(jī)理上看，擴(kuò)散現(xiàn)象說明了物質(zhì)分子都在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，是分子永不停息做無規(guī)則運(yùn)動的直接證據(jù)。（二）布朗運(yùn)動：懸浮在液體或氣體中的固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生原因：受力的不平衡性影響因素：受溫度影響，溫度越高，布朗運(yùn)動越劇烈；顆粒越小越明顯注:布朗運(yùn)動是固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動，不是分子熱運(yùn)動，但是間接反映了分子的熱運(yùn)動 布朗顆粒肉眼不可見，只能在顯微鏡先觀察到 圖片反映的是每隔相同的時間布朗顆粒的位置的連線，因為微觀運(yùn)動不符合宏觀規(guī)律，所以無法測出布朗運(yùn)動的實(shí)際軌跡（二） 熱運(yùn)動：因為分子的無規(guī)則運(yùn)動與溫度有關(guān)，所以分子的運(yùn)動又稱為熱運(yùn)動三.分子間的作用力分子間同時存在相互作用的引力和斥力，引力斥力同增同減，但斥力變化比引力快rr0時，斥力大于引力，分子力表現(xiàn)為斥力 r0 r10r0時，斥力小于引力，分子力表現(xiàn)為斥力 r=r0，斥力等于引力，分子力為0 r10r0，引力和斥力幾乎為0，分子間作用力幾乎可以忽略不計分子動理論：物體是由大量分子組成的；分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動；分子之間存在著引力和斥力四.溫度和溫標(biāo)1. 溫度：宏觀上的溫度表示物體的冷熱程度，微觀上的溫度是物體大量分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志2. 溫標(biāo)：溫度的數(shù)值表示方法 攝氏學(xué)溫標(biāo)：規(guī)定冰水混合物的溫度為0，沸水的溫度為100，0-100之間分成100等份，每一份為1。用t表示熱力學(xué)溫標(biāo)（也叫開氏溫標(biāo)）：七個基本單位之一，用T表示，T=273.15+t3. 平衡態(tài)：在沒有外界影響的情況下，系統(tǒng)所有的性質(zhì)都不隨時間變化的穩(wěn)定狀態(tài)4. 熱平衡定律：也叫熱力學(xué)第零定律，如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡。五.內(nèi)能統(tǒng)計規(guī)律：單個分子的運(yùn)動都是不規(guī)則的、帶有偶然性的；大量分子的集體行為受到統(tǒng)計規(guī)律的支配。多數(shù)分子速率都在某個值附近，滿足“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律1 分子動能定義：組成物體的每個分子由于不停的運(yùn)動而具有的動能（1） 由于分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，所以不論溫度高低，分子的動能都不會為零（2） 決定因素：分子的平均動能（即物體的溫度，溫度是決定分子平均動能的唯一標(biāo)志）物體所含的分子數(shù)目2.分子勢能定義：分子間存在著分子力，因此分子組成的系統(tǒng)也具有分子勢能，分子勢能的大小由分子間的相互位置決定 分子間距離r=r0rr0rr0分子力做功分子間距離增大時，分子力做負(fù)功分子間距離減小時，分子力做負(fù)功分子勢能最小隨分子間距離的增大而增大隨分子間距離的減小而增大分子力等于零表現(xiàn)為引力表現(xiàn)為斥力3.內(nèi)能：物體中所有分子做熱運(yùn)動動能和分子勢能的總和，叫物體的內(nèi)能（1）內(nèi)能的決定因素：在宏觀上物體的內(nèi)能取決于物體所含物質(zhì)的量，溫度和體積在微觀上物體的內(nèi)能取決于物體所含分子的總數(shù)，分子的平均動能和分子間的距離（2）比較物體內(nèi)能的大小和判斷物體內(nèi)能的改變方法：當(dāng)物體的質(zhì)量一定時，所含分子數(shù)就一定；當(dāng)物體溫度一定時，物體內(nèi)部分子的平均動能就一定；當(dāng)物體的體積不變時，物體內(nèi)部分子間的相對位置就不變，分子勢能也不變；當(dāng)物體發(fā)生物態(tài)變化時，要吸收或放出熱量，使物體的溫度或體積發(fā)生改變，物體的內(nèi)能也隨之改變。（3）注意：單個分子無內(nèi)能可言，內(nèi)能是物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動和相對位置決定的能； 內(nèi)能與宏觀的機(jī)械能是兩種不同的能； 溫度與宏觀的運(yùn)動無關(guān)（4）改變內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞做功：其他形式的能轉(zhuǎn)化成物體的內(nèi)能熱傳遞：內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，前提條件是由溫差，傳遞的是熱量若題中說道“迅速”，就意味著無熱交換，即是一個絕熱的過程溫度是狀態(tài)量，熱量是過程量第九章 固態(tài)，液態(tài)和物態(tài)變化一.固體有無固定熔點(diǎn)有無規(guī)則的幾何外形物理性質(zhì)和方向性單晶體有有各向異性多晶體有無各向同性非晶體無無各向同性注：1.有無固定的熔點(diǎn)是區(qū)分晶體和非晶體的重要標(biāo)志，而不是幾何外形2.多晶體是單晶體的聚合體，所以沒有規(guī)則的幾何外形3.規(guī)則幾何圖形也可以稱為空間上具有周期性4.晶體和非晶體不是固定的，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化5.組成晶體的物質(zhì)微粒依照一定的規(guī)則在空間中整齊的排列，晶體中物質(zhì)微粒的相互作用很強(qiáng)，微粒的熱運(yùn)動不足以克服它們的相互作用而遠(yuǎn)離，微粒的熱運(yùn)動表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動常見的晶體和非晶體：（1）常見的晶體：石英，云母，明礬，食鹽，硫酸銅，蔗糖，味精，雪花 說明：雪花是水蒸氣凝華時形成的晶體，它們的形狀雖不同，但都是六角形的圖案，食鹽晶體總是立方體形，明礬晶體總是八面體形，石英晶體（俗稱水晶）的中間是一個六棱柱，兩端是六棱錐（2）常見的非晶體：玻璃，蜂蠟，松香，瀝青，橡膠二.液體液體中的分子跟固體一樣是緊密排列在一起的，液體分子的熱運(yùn)動主要表現(xiàn)為在平衡位置附近所做的微小振動，但液體分子只在很小的區(qū)域內(nèi)有規(guī)則的排列，這種區(qū)域是暫時形成的，邊界和大小隨時改變，有時瓦解有時又重新形成。液體由大量這種暫時形成的小區(qū)域構(gòu)成，這種小區(qū)域在雜亂無章地分布著。液體的特性：各向同性 一定體積 流動性 擴(kuò)散比固體容易液體的微觀結(jié)構(gòu)：分子間的距離很小，只比固體分子間的距離大3%-4%； 液體分子間的相互作用力很大； 分子的熱運(yùn)動特點(diǎn)表現(xiàn)為振動與移動相結(jié)合注：非晶體的微觀結(jié)構(gòu)跟液體非常相似，所以嚴(yán)格地說，只有晶體才叫作真正的固體，而非晶體則是黏滯性極大的液體（一）表面張力1.定義：如果在液體表面任意畫一條線，線兩側(cè)的液體之間的作用力是引力，它的作用是使液體的表面繃緊，所以叫做液體的表面張力2.形成原因：液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層，叫做表面層，表面層里的分子要比液體內(nèi)部分子稀疏些，分子間距離要比液體內(nèi)部大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力，因而引體表面各部分間相互吸引的力叫做表面張力3.表面張力的方向：表面張力的方向和液面相切，垂直于頁面上的各條分界線。4.表面張力的大小除了跟邊界線的長度有關(guān)外，還跟液體的種類溫度有關(guān)5.表面張力的作用：使液體表面具有收縮的趨勢，使液體的表面積趨于最小。（二）浸潤和不浸潤定義現(xiàn)象產(chǎn)生原因浸潤一種液體會潤濕某種固體，并附著在固體的表面上的現(xiàn)象因受到固體分子的吸引相當(dāng)強(qiáng)，附著層內(nèi)的液體分子比液體內(nèi)部密，附著層內(nèi)的液體分子間表現(xiàn)為相互排斥的力，這時附著層有擴(kuò)展的趨勢，產(chǎn)生浸潤現(xiàn)象不浸潤一種液體不會潤濕某種固體，也就不會附著在這種固體的表面的現(xiàn)象因受到固體分子的吸引比較弱，附著層內(nèi)的分子比液體內(nèi)部稀疏，在附著層內(nèi)就出現(xiàn)跟表面張力相似的收縮力，這時附著層有縮小的趨勢，形成不浸潤現(xiàn)象注：1.浸潤和不浸潤也是分子力作用的表現(xiàn) 2.同一種固體，對有些液體浸潤，對有些液體不浸潤。同一種液體，對一些固體是浸潤的，對另一些固體是不浸潤的。例如水能浸潤玻璃，但不能浸潤石蠟；水銀不能浸潤玻璃，但能浸潤鉛（三）毛細(xì)現(xiàn)象1.定義：浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象，叫做毛細(xì)現(xiàn)象，能夠發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象的管叫做毛細(xì)管。2.產(chǎn)生原因：毛細(xì)現(xiàn)象是浸潤或不浸潤現(xiàn)象和表面張力共同作用而形成的結(jié)果，管越細(xì)現(xiàn)象越明顯。與重力有關(guān)（四）液晶1.定義:有些化合物像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，人們把處于這種狀態(tài)的物質(zhì)叫做液晶。2.液晶的特點(diǎn)：液晶具有液體的流動性； 液晶具有晶體的光學(xué)各向異性； 液晶的物理性質(zhì)很容易在外界條件（如電場，壓力，光照，溫度）的影響下發(fā)生改變； 從某個方向上看，液晶分子的排列比較整齊，但是從另一個方向看，液晶分子的排列是雜亂無章 并不是所有的物質(zhì)都有液晶態(tài)，通常棒狀分子，碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)容易具有液晶態(tài)3.液晶的應(yīng)用：（1）做液晶顯示器：沒有加電壓時，液晶是透明的，能使下面反射光線的光束通過，不顯示筆畫；當(dāng)加電壓時，液晶變渾濁，光線不能通過，顯示出筆畫；（2）做彩色顯示器：在某些液晶中摻入少量多色性染料，染料分子會與液晶分子結(jié)合而定向排列，當(dāng)液晶中的電場強(qiáng)度不同時，它對不同顏色的光吸收強(qiáng)度不同，從而顯示出顏色；（3）做生物膜：液晶的特點(diǎn)與生物組織的特點(diǎn)很吻合，可用于研究離子的滲透性，從而了解機(jī)體對藥物的吸收等生理過程；（4）液晶在醫(yī)學(xué)，電子工業(yè)，航空航天工業(yè)，日常生活等方面都有重要的應(yīng)用。三.飽和汽和飽和汽壓（一）蒸發(fā)與沸騰1.汽化：物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過程叫做汽化，汽化需要吸熱，有兩種方式：蒸發(fā)和沸騰2.蒸發(fā)：蒸發(fā)是只在液體表面進(jìn)行的比較平緩的汽化現(xiàn)象影響因素：溫度，溫度越高蒸發(fā)越快；液體表面積,表面積越大蒸發(fā)越快；表面空氣流速蒸發(fā)的特點(diǎn)：任何溫度下都能進(jìn)行3.沸騰：沸騰是在一定的壓強(qiáng)下，加熱液體到某一溫度時，在液體的內(nèi)部和表面同時進(jìn)行的劇烈的汽化現(xiàn)象，相應(yīng)的溫度叫做沸點(diǎn)。液體沸騰的條件：達(dá)到沸點(diǎn)；繼續(xù)吸熱沸騰的特點(diǎn)：在沸騰的過程中，液體的溫度保持不變，等于沸點(diǎn)（二）飽和汽和飽和汽壓1.飽和汽和未飽和汽（1）飽和汽：在密閉容器中的液體不斷蒸發(fā)，液面上的蒸汽也不斷地凝結(jié)，當(dāng)這兩個同時存在的過程達(dá)到動態(tài)平衡時，宏觀的蒸發(fā)也停止了，這種也液態(tài)處于動態(tài)平衡的蒸汽叫作飽和汽。（2）未飽和汽：沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽叫作未飽和汽。2.飽和汽壓：在一定溫度下，飽和汽的分子密度是一定的，因而飽和汽的壓強(qiáng)也是一定的，這個壓強(qiáng)叫作這種液體的飽和汽壓。3.影響飽和汽壓的