高中物理33熱學(xué)知識點(diǎn)歸納全面很好

1、選修3-3熱學(xué)知識點(diǎn)歸納一、分子運(yùn)動論1. 物質(zhì)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(shù)量級是（2）分子質(zhì)量 分子質(zhì)量很小，一般分子質(zhì)量的數(shù)量級是（3）阿伏伽德羅常數(shù)（宏觀世界與微觀世界的橋梁） 1摩爾的任何物質(zhì)含有的微粒數(shù)相同，這個數(shù)的測量值：設(shè)微觀量為：分子體積v0、分子直徑d、分子質(zhì)量m；宏觀量為：物質(zhì)體積v、摩爾體積v1、物質(zhì)質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量、物質(zhì)密度分子質(zhì)量： 分子體積: （對氣體，v0應(yīng)為氣體分子平均占據(jù)的空間大小）分子直徑: 球體模型: （固體、液體一般用此模型）立方體模型: （氣體一般用此模型）（對氣體，d理解為相鄰分子間的平均距離）分子的數(shù)量2. 分子永不停

2、息地做無規(guī)則熱運(yùn)動（1）分子永不停息做無規(guī)則熱運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)事實(shí)：擴(kuò)散現(xiàn)象和布郎運(yùn)動。 （2）布朗運(yùn)動 布朗運(yùn)動是懸浮在液體（或氣體）中的固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動。布朗運(yùn)動不是分子本身的 運(yùn)動，但它間接地反映了液體（氣體）分子的無規(guī)則運(yùn)動。 （3）實(shí)驗(yàn)中畫出的布朗運(yùn)動路線的折線，不是微粒運(yùn)動的真實(shí)軌跡。 因?yàn)閳D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(nèi)，小顆粒的運(yùn)動也是極不規(guī)則的。 （4）布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因 大量液體分子（或氣體）永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動時，對懸浮在其中的微粒撞擊作用的不平衡性是產(chǎn)生布朗運(yùn)動的原因。簡言之：液體（或氣體）分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動是產(chǎn)生布

3、朗運(yùn)動的原因。 （5）影響布朗運(yùn)動激烈程度的因素 固體微粒越小，溫度越高，固體微粒周圍的液體分子運(yùn)動越不規(guī)則，對微粒碰撞的不平衡性越強(qiáng)，布朗運(yùn)動越激烈。 （6）能在液體（或氣體）中做布朗運(yùn)動的微粒都是很小的，一般數(shù)量級在，這種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(shí)際表現(xiàn)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(guān)，與分子的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。 （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化快。 （3）分子力f和距離r的關(guān)系如下圖 （注

4、：上圖中：數(shù)量級）4.物體的內(nèi)能(1)做熱運(yùn)動的分子具有的動能叫分子動能。溫度是物體分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)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??；分子力作負(fù)功時分子勢能增大。當(dāng)r=r0即分子處于平衡位置時分子勢能最小。不論r從r0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(yuǎn)時分子勢能為零，則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(yùn)動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積及物質(zhì)的量都有關(guān)系，定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān)。(4)內(nèi)能與機(jī)械能：運(yùn)動形式不同，內(nèi)能對應(yīng)分子的熱運(yùn)動，機(jī)械能對于物體

5、的機(jī)械運(yùn)動。物體的內(nèi)能和機(jī)械能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)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，而非晶體則沒有。 （2）在物理性質(zhì)上，晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的。 （3）晶體具有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有確定的熔點(diǎn)。 （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(zhuǎn)化。例如把晶體硫加熱熔化（溫度不超過300）后再倒進(jìn)冷水中，會變成柔軟的非晶體硫，再過一段時間又會轉(zhuǎn)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晶體的各向異性及其微觀解釋在物理性質(zhì)上，晶體具有各向異性，而非晶體則

6、是各向同性的。通常所說的物理性質(zhì)包括彈性、硬度、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)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(zhì)不同，也就是沿不同方向去測試晶體的物理性能時測量結(jié)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(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有規(guī)則性，在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同導(dǎo)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較三、液體1.液體的微觀結(jié)構(gòu)及物理特性 （1）從宏觀看 因?yàn)橐后w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，具有流動性。 （2）從微觀看有如下特點(diǎn) 液體分子密集在一起，具有體積不

7、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(qū)域內(nèi)有規(guī)則排列，此區(qū)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(xiàn)出各向同性； 液體分子的熱運(yùn)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(kuò)散比固體快。2液體的表面張力 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，它的作用是使液體面繃緊，所以叫液體的表面張力。 特別提醒： 表面張力使液體自動收縮，由于有表面張力的作用，液體表面有收縮到最小的趨勢，表面張力的方向跟液面相切。 表面張力的形成原因是表面層（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

8、作用表現(xiàn)為引力。 表面張力的大小除了跟邊界線長度有關(guān)外，還跟液體的種類、溫度有關(guān)。四、液晶1液晶的物理性質(zhì) 液晶具有液體的流動性，又具有晶體的光學(xué)各向異性。 2液晶分子的排列特點(diǎn) 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(xué)性質(zhì)對外界條件的變化反應(yīng)敏捷 液晶分子的排列是不穩(wěn)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(zhì)，例如溫度、壓力、摩擦、電磁作用、容器表面的差異等，都可以改變液晶的光學(xué)性質(zhì)。 如計(jì)算器的顯示屏，外加電壓液晶由透明狀態(tài)變?yōu)榛鞚釥顟B(tài)。五、氣體1.氣體的狀態(tài)參量（1）溫度：溫度在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(biāo)

9、志。熱力學(xué)溫度是國際單位制中的基本量之一，符號t，單位k（開爾文）；攝氏溫度是導(dǎo)出單位，符號t，單位（攝氏度）。關(guān)系是t=t-t0，其中t0=273.15k兩種溫度間的關(guān)系可以表示為：t = t+273.15k和t =t，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(yùn)動?？梢詿o限接近，但永遠(yuǎn)不能達(dá)到。氣體分子速率分布曲線圖像表示：擁有不同速率的氣體分子在總分子數(shù)中所占的百分比。圖像下面積可表示為分子總數(shù)。 特點(diǎn)：同一溫度下，分子總呈“中間多兩頭少”的分布特點(diǎn)，即速率處中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比較??； 溫度越高，速率大的分子增多；

10、 曲線極大值處所對應(yīng)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(qiáng):氣體的壓強(qiáng)是由于大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的。（4）氣體壓強(qiáng)的微觀意義：大量做無規(guī)則熱運(yùn)動的氣體分子對器壁頻繁、持續(xù)地碰撞產(chǎn)生了氣體的壓強(qiáng)。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(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力。所以從分子動理論的觀點(diǎn)來看，氣體的壓強(qiáng)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(qiáng)大小的因素：微觀因素：氣體壓強(qiáng)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

11、程度（即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目）越大，在單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多；b、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(shù)就多，累計(jì)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(qiáng)減小；如溫度降低，氣體壓強(qiáng)進(jìn)一步減小；如溫度升高，則氣體壓強(qiáng)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(dǎo)地位來定。2氣體實(shí)驗(yàn)定律 （1）等溫變化-玻意耳定律 內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積v成反比。

12、 公式：或 或（常量） （2）等容變化-查理定律 內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度t成正比。 公式：或或（常量） （3）等壓變化-蓋呂薩克定律 內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積v與熱力學(xué)溫度t成正比。 公式：或或（常量）3對氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋（1）玻意耳定律的微觀解釋 一定質(zhì)量的理想氣體，分子的總數(shù)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(qiáng)就增大到原來的幾倍，反之亦然，所以氣體的壓強(qiáng)與體積成反比。（2）查理定律的微觀解釋 一定質(zhì)量的理想氣體，說明氣體總分子數(shù)

13、n不變；氣體體積v不變，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變；當(dāng)氣體溫度升高時，說明分子的平均動能增大，則單位時間內(nèi)跟器壁單位面積上碰撞的分子數(shù)增多，且每次碰撞器壁產(chǎn)生的平均沖力增大，因此氣體壓強(qiáng)p將增大。（3）蓋呂薩克定律的微觀解釋 一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度升高時，氣體分子的平均動能增大；要保持壓強(qiáng)不變，必須減小單位體積內(nèi)的分子個數(shù)，即增大氣體的體積。4. 理想氣體狀態(tài)方程：一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程：公式：=恒量 或 （含密度式：）注意：計(jì)算時公式兩邊t必須統(tǒng)一為熱力學(xué)溫度單位,其它兩邊單位相同即可。5.*克拉珀龍方程： (r為普適氣體恒量，n為摩爾數(shù)）六、熱力學(xué)定律1.熱力學(xué)第零定律（熱平衡定律）

14、：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2.熱力學(xué)第一定律：ew+q能的轉(zhuǎn)化守恒定律第一類永動機(jī)（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(nèi)能。也就是說，做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。但從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)看又是有區(qū)別的：做功是其他能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，功是內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度；而熱傳遞是內(nèi)能間的轉(zhuǎn)移，熱量是內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度。(2)符號法則： 體積增大,氣體對外做功,w為“一”；體積減小,外界對氣體做功,w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(nèi)能增量de是取“+”；溫度降低,內(nèi)能減少，d

15、e取“一”。(3)三種特殊情況： l 等溫變化de=0，即 w+q=0 l 絕熱膨脹或壓縮：q=0即 w=del 等容變化：w=0 ，q=de pvt1t2acbo(4)由圖線討論理想氣體的功、熱量和內(nèi)能 等溫線（雙曲線）：一定質(zhì)量的理想氣體， ab，等溫降壓膨脹，內(nèi)能不變，吸熱等于對外做功。 bc，等容升溫升壓，不做功，吸熱等于內(nèi)能增加。 ca，等壓降溫收縮，外界做功和放熱等于內(nèi)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 vtpacbp2p1ptpacbv2v1 等容線（過0k點(diǎn)直線或通過t軸上一273.15的直線）：一定質(zhì)量的理想氣體， ab，等溫降壓膨脹，內(nèi)能不變，吸熱等于對外做功。 bc，等容升溫升壓，不做功，吸熱等于內(nèi)能增加。 ca，等壓降溫收縮，外界做功和放熱等于內(nèi)能減少。 等壓線（過0k點(diǎn)直線或通過t軸上一273.15的直線）： 一定質(zhì)量的理想氣體， ab，等溫升壓收縮，內(nèi)能不變，外界做功等于放熱。 bc，等壓升溫膨脹，吸熱和對外做功等于內(nèi)能增加。 ca，等容降溫降壓，不做功，內(nèi)能減少等于放熱。3.熱學(xué)第二定律（1）第二類永動機(jī)不可能制成 （滿足能量守恒定律，但違反熱力學(xué)第二定律）實(shí)質(zhì):涉及熱現(xiàn)象(自然界中)的宏觀過程都具有方向性,是不可逆的（2）熱傳遞方向表述(克勞修斯表述)：不