熱學必背知識點

熱學必背知識點熱學必背知識點熱學必背知識點xxx公司熱學必背知識點文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設計，管理制度物理選修3—3模塊必背知識點考點一分子動理論和內(nèi)能的基本概念1．分子動理論（1）物體是由大量分子組成的：①多數(shù)分子大小的數(shù)量級為10－10m.②阿伏加德羅常數(shù)NA＝×1023mol－1.（2）分子在永不停息地做無規(guī)則熱運動：實驗依據(jù)：布朗運動、擴散現(xiàn)象．①擴散現(xiàn)象由于物質(zhì)分子的無規(guī)則運動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象．溫度越高，擴散得越快．②布朗運動現(xiàn)象：懸浮在液體（或氣體）中的固體微粒的永不停息的無規(guī)則運動．本質(zhì)：布朗運動間接反映了液體（或氣體）分子的無規(guī)則運動．特點：溫度越高，微粒越小，布朗運動越劇烈．（3）分子間存在相互作用力．（4）氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布氧氣分子速率分布呈現(xiàn)中間多、兩頭少的特點．2．溫度是分子平均動能的標志、內(nèi)能（1）溫度：一切達到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度．（2）兩種溫標：攝氏溫標和熱力學溫標的關(guān)系：T＝t＋K.（3）溫度是分子熱運動平均動能的標志．（4）分子的勢能：①意義：由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的相對位置決定的能．②分子勢能的決定因素：微觀上——決定于分子間距．宏觀上——決定于體積和狀態(tài)．（5）物體的內(nèi)能：①物體中所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和．②物體的內(nèi)能大小由物體的溫度、體積、物質(zhì)的量決定．（氣體由于分子間距太大，往往不考慮其分子勢能，即理想氣體的內(nèi)能由它的溫度和物質(zhì)的量決定）③物體的內(nèi)能與物體的位置高低、運動速度大小無關(guān)．④改變物體內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞．考點二微觀量的估算1．微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0.2．宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vmol、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ.3．關(guān)系（1）分子的質(zhì)量：m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(ρVmol,NA).（2）分子的體積：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA).（對于固體和液體是分子的體積，對于氣體是分子所占據(jù)空間的體積）（3）物體所含的分子數(shù)：N＝eq\f(V,Vmol)·NA＝eq\f(m,ρVmol)·NA或N＝eq\f(m,M)·NA＝eq\f(ρV,M)·NA.考點三分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系1．分子間的相互作用力（1）分子間同時存在相互作用的引力和斥力．實際表現(xiàn)出的分子力是引力與斥力的合力．（2）分子間的相互作用力的特點：分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，斥力比引力變化得更快．（3）分子力F與分子間距離r的關(guān)系（r0的數(shù)量級為10－10m）.距離分子力FF－r圖象r＝r0F引＝F斥F＝0r＜r0F引＜F斥F為斥力r＞r0F引＞F斥F為引力r＞10r0F引＝0F斥＝0F＝02．分子勢能分子勢能是由分子間相對位置而決定的勢能，它隨著物體體積的變化而變化，與分子間距離的關(guān)系為：（1）當r＞r0時，分子力表現(xiàn)為引力，隨著r的增大，分子引力做負功，分子勢能增大；（2）r＜r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著r的減小，分子斥力做負功，分子勢能增大；（3）當r＝r0時，分子勢能最小，但不一定為零，可為負值，因為可選兩分子相距無窮遠時分子勢能為零；（4）分子勢能曲線如右圖所示．注：重力、彈簧彈力、電場力、分子力均屬于保守力重力做正功，重力勢能減?。恢亓ψ鲐摴?，重力勢能增大．同樣，分子力做正功，分子勢能減小；分子力做負功，分子勢能增大．因此可用類比法理解分子力做功與分子勢能變化的關(guān)系．考點四固體與液體的性質(zhì)1．晶體與非晶體分類晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則熔點確定確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性各向同性原子排列規(guī)則每個晶粒的排列不規(guī)則不規(guī)則轉(zhuǎn)化晶體和非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化典型物質(zhì)石英、云母、明礬、食鹽玻璃、橡膠2．液體的表面張力（1）作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢．（2）方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直．3．毛細現(xiàn)象是指浸潤液體在細管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細管中下降的現(xiàn)象，毛細管越細，毛細現(xiàn)象越明顯．4．液晶的物理性質(zhì)（1）具有液體的流動性．（2）具有晶體的光學各向異性．（3）從某個方向看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的．5．飽和汽：飽和汽壓隨溫度而變，與飽和汽的體積無關(guān)．溫度越高，飽和汽壓越大．6．濕度：絕對濕度是空氣中所含水蒸氣的壓強；相對濕度是某一溫度下，空氣中水蒸氣的實際壓強與同一溫度下水的飽和汽壓之比，相對濕度＝eq\f(水蒸氣的實際壓強,同溫度下水的飽和汽壓)×100%.考點五氣體壓強的產(chǎn)生與計算1．產(chǎn)生的原因由于大量分子無規(guī)則運動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強．2．決定因素（1）宏觀上：決定于氣體的溫度和體積．（2）微觀上：決定于分子的平均動能和分子的密集程度．考點六理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律的應用1．氣體實驗定律玻意耳定律查理定律蓋—呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強與體積成反比一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強與熱力學溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積與熱力學溫度成正比表達式p1V1＝p2V2eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)圖象2．理想氣體的狀態(tài)方程（1）理想氣體①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體，實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體．②微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，即分子間無分子勢能．（2）理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C(其中C為常量).氣體實驗定律可看做一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的特例．3．一定質(zhì)量的氣體不同圖象的比較過程圖線類別圖象特點圖象示例等溫過程p－VpV＝CT(其中C為常量)，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點越遠p－eq\f(1,V)p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高等容過程p－Tp＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小等壓過程V－TV＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強越小4．理想氣體實驗定律微觀解釋（1）等溫變化一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能不變．在這種情況下，體積減小時，分子的密集程度增大，氣體的壓強增大．（2）等容變化一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時，分子的密集程度保持不變．在這種情況下，溫度升高時，分子的平均動能增大，氣體的壓強增大．（3）等壓變化一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大．只有氣體的體積同時增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強不變．考點七熱力學第一定律與能量守恒定律1．熱力學第一定律（1）內(nèi)容：一個熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和．（2）表達式：ΔU＝Q＋W.（3）ΔU＝Q＋W中正、負號法則.物理量意義符號WQΔU＋外界對物體做功物體吸收熱量內(nèi)能增加－物體對外界做功物體放出熱量內(nèi)能減少2．能量守恒定律（1）內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變．（2）能量守恒定律是一切自然現(xiàn)象都遵守的基本規(guī)律．3．ΔU＝Q＋W的三種特殊情況過程名稱公式內(nèi)能變化物理意義絕熱Q＝0ΔU＝W外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加等容W＝0Q＝ΔU物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加等溫ΔU＝0W＝－Q外界對物體做的功等于物體放出的熱量4．氣體做功W的計算①等壓變化：W=－pΔV②p-V線性變化：W：p-V圖像圍成的面積5．對于理想氣體：U=aT（a是比例系數(shù)）考點八熱力學第二定律1．熱力學第二定律的三種表述（1）克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體．（2）開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響．或表述為“第二類永動機不可能制成”．（3）用熵的概念進行表述：在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小(熱力學第二定律又叫做熵增加原理)．2．熱力學第二定律的微觀意義一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行．3