高中物理3-3熱學(xué)知識(shí)點(diǎn)歸納

選修3-3熱學(xué)知識(shí)點(diǎn)歸納一、分子運(yùn)動(dòng)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(jí)是QUOTE10-10m錯(cuò)誤!未找到引用源。

（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(jí)是QUOTE10-26kg錯(cuò)誤!未找到引用源。

（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(gè)數(shù)的測(cè)量值：QUOTENA=6.02×1023mol-1錯(cuò)誤!未找到引用源。

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μ、物質(zhì)密度ρ．分子質(zhì)量：QUOTEm=μN(yùn)A=ρV1NA錯(cuò)誤!未找到引用源。分子體積:QUOTEV0=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(duì)氣體，d理解為相鄰分子間的平均距離）分子的數(shù)量．

2．分子永不停息地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)分子永不停息做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)：擴(kuò)散現(xiàn)象和布郎運(yùn)動(dòng)。擴(kuò)散現(xiàn)象：不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。本質(zhì)：由物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。

（3）布朗運(yùn)動(dòng)

布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體（或氣體）中的固體微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)不是分子本身的運(yùn)動(dòng)，但它間接地反映了液體（氣體）分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。

①實(shí)驗(yàn)中畫(huà)出的布朗運(yùn)動(dòng)路線的折線，不是微粒運(yùn)動(dòng)的真實(shí)軌跡。

因?yàn)閳D中的每一段折線，是每隔30s時(shí)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(dòng)也是極不規(guī)則的。

②布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因

大量液體分子（或氣體）永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)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(dòng)的原因。簡(jiǎn)言之：液體（或氣體）分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因。

③影響布朗運(yùn)動(dòng)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(dòng)越不規(guī)則，對(duì)微粒碰撞的不平衡性越強(qiáng)，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。④能在液體（或氣體）中做布朗運(yùn)動(dòng)的微粒都是很小的，一般數(shù)量級(jí)在QUOTE10-6m錯(cuò)誤!未找到引用源。，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(shí)存在，實(shí)際表現(xiàn)出來(lái)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(duì)位置)有關(guān)，與分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)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)系如圖（注：上圖中：數(shù)量級(jí)）4．物體的內(nèi)能(1)做熱運(yùn)動(dòng)的分子具有的動(dòng)能叫分子動(dòng)能。溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。(2)由分子間相對(duì)位置決定的勢(shì)能叫分子勢(shì)能。分子力做正功時(shí)分子勢(shì)能減小；分子力作負(fù)功時(shí)分子勢(shì)能增大。當(dāng)r=r0即分子處于平衡位置時(shí)分子勢(shì)能最小。不論r從r0增大還是減小，分子勢(shì)能都將增大。如果以分子間距離為無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零，則分子勢(shì)能隨分子間距離而變的圖象如圖。(3)物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)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(dòng)形式不同，內(nèi)能對(duì)應(yīng)分子的熱運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能對(duì)于物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。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(méi)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(méi)有確定的熔點(diǎn)。（4）晶體和非晶體并不是絕對(duì)的，它們?cè)谝欢l件下可以相互轉(zhuǎn)化。例如把晶體硫加熱熔化（溫度不超過(guò)300℃）后再倒進(jìn)冷水中，會(huì)變成柔軟的非晶體硫，再過(guò)一段時(shí)間又會(huì)轉(zhuǎn)化為晶體硫。

2．多晶體和單晶體

單個(gè)的晶體顆粒是單晶體，由單晶體雜亂無(wú)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，而非晶體則是各向同性的。通常所說(shuō)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(cè)試晶體的物理性能時(shí)測(cè)量結(jié)果不同。需要注意的是，晶體具有各向異性，并不是說(shuō)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如右圖三、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(méi)有形狀，具有流動(dòng)性。述空氣的潮濕程度，并把這個(gè)比值叫作空氣的相對(duì)濕度。即相對(duì)濕度=公式為B=空氣的濕度時(shí)表示空氣潮濕程度的物理量。但影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對(duì)干爽與潮濕感受的因素，不是空氣中水蒸氣的絕對(duì)數(shù)量，而是空氣中水蒸汽的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的差距。所以絕對(duì)濕度不變時(shí)，空氣中水蒸汽密度不變，溫度越高，它離飽和的程度越遠(yuǎn)，越容易蒸發(fā)，人們感覺(jué)越干燥；相反，溫度越低，越接近飽和狀態(tài)，人們感覺(jué)越潮濕。物態(tài)變化中的能量交換熔化與凝固物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程叫熔化物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程叫凝固熔化與凝固互為逆過(guò)程，熔化過(guò)程中要吸熱，凝固過(guò)程中要放熱熔化熱：定義：某種晶體熔化過(guò)程中所需的能量與其質(zhì)量之比，稱作這種晶體的熔化熱公式：λ=Q/m，λ表示晶體的熔化熱，Q表示晶體熔化過(guò)程中所需的能量，m表示該晶體的質(zhì)量。單位：在國(guó)際單位中，熔化熱的單為時(shí)焦耳/千克（J/kg）或千焦/千克（kJ/kg）對(duì)熔化過(guò)程的微觀解釋由于固體分子間的強(qiáng)大作用，固體分子只能在各自的平衡位置附近振動(dòng)，對(duì)固體加熱，在其熔化之前，獲得的能量主要轉(zhuǎn)化為分子的動(dòng)能，使物體溫度升高，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，一部分分子的能量足以克服其他分子的束縛，從而可以在其他分子間移動(dòng)，固體開(kāi)始熔化。不同的晶體有不同的空間點(diǎn)陣，要破壞不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所需的能量就不同，因此不同的晶體的熔化熱不同。冰熔化熱的重要意義冰的熔化熱很大，1kg、0℃的冰熔化成0℃的水吸收的熱量，相當(dāng)于把1kg、0℃的水升高到80℃需要的熱量。冰的這一特點(diǎn)對(duì)自然界有重要的意義，它使得初冬時(shí)，一個(gè)寒冷的夜晚不會(huì)把江河湖泊全部封凍起來(lái)，氣溫也不會(huì)驟然下降；初春時(shí)，一個(gè)陽(yáng)光燦爛的晴天不會(huì)使冰雪全部融化，造成江河泛濫，氣溫也不會(huì)驟然升高。在日常生活中，人們利用冰熔化熱大的特點(diǎn)在冷藏食品，冰鎮(zhèn)飲料等。注意熔化過(guò)程時(shí)晶體剛到達(dá)熔點(diǎn)，到全部熔化這一段時(shí)間過(guò)程，而不是剛開(kāi)始加熱到晶體全部熔化的這一段時(shí)間過(guò)程晶體熔化過(guò)程中吸收熱量，增大分子勢(shì)能，破壞晶體結(jié)構(gòu)，變?yōu)橐簯B(tài)。所以熔化熱與晶體的質(zhì)量無(wú)關(guān)，只取決于晶體的種類，熔化熱時(shí)晶體的熱學(xué)特性之一。由能量守恒定律可知，一定質(zhì)量的某種晶體，熔化時(shí)吸收的熱量與固體凝固時(shí)放出的熱量相等。非晶體在熔化過(guò)程中溫度不斷變化，而不同溫度下物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)吸收的熱量時(shí)不同的，所以非晶體沒(méi)有確定的熔化熱晶體熔化過(guò)程中的熔點(diǎn)與熔化熱都與外界氣壓有關(guān)，但由于晶體熔化過(guò)程中體積變化很小，因而影響不大。汽化與液化分物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程叫汽化。汽化有蒸發(fā)和沸騰兩種方式。物質(zhì)從氣態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程叫液化。汽化和液化互為逆過(guò)程，汽化過(guò)程中要吸收大量的熱，液化過(guò)程中要放出大量的熱。汽化熱某種液體汽化成同溫度的氣體時(shí)所需的能量與其質(zhì)量之比，叫作這種物質(zhì)在這個(gè)溫度下的汽化熱。公式：L=Q/m，L表示汽化熱，Q表示液體液化成同溫度的氣體時(shí)所需要的能量，m表示液體的質(zhì)量。Q/(kJ·kg－1)Q/(kJ·kg－1)t/(℃)01002003004002500200015001000500注意：不同物質(zhì)的汽化熱不相同，汽化熱時(shí)物質(zhì)熱學(xué)特性之一。液體汽化時(shí)的汽化熱與液體的物質(zhì)種類、液體的溫度、外界壓強(qiáng)均有關(guān)。同種物質(zhì)在某一溫度下，壓強(qiáng)不同，汽化熱不同；同種物質(zhì)在某一壓強(qiáng)下，溫度不不同，汽化熱不同。如右圖所示水在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下汽化熱隨溫度變化的圖像。對(duì)汽化熱的理解液體汽化時(shí)，液體分子離開(kāi)液體表面，要客服其他分子的吸引力而做功，因此要吸收熱量液體汽化時(shí)體積要增大很多，分子吸收的能量不只用于掙脫其他分子的束縛，還用于體積膨脹時(shí)客服外界氣壓做功，所以汽化熱還與外界氣體的壓強(qiáng)有關(guān)。物質(zhì)的汽化熱通常指標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)時(shí)的汽化熱。由能量守恒定律可知，一定質(zhì)量的物質(zhì)，在一定的溫度和壓強(qiáng)下，汽化時(shí)吸收的熱量與液化時(shí)放出的熱量相等七、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(dòng)能的標(biāo)志。熱力學(xué)溫度是國(guó)際單位制中的基本量之一，符號(hào)T，單位K（開(kāi)爾文）；攝氏溫度是導(dǎo)出單位，符號(hào)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ΔT=Δt，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(dòng)?？梢詿o(wú)限接近，但永遠(yuǎn)不能達(dá)到。（2）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?。粶囟仍礁?，速率大的分子增多；曲線極大值處所對(duì)應(yīng)的速率值向速率增大的方向移動(dòng)，曲線將拉寬，高度降低，變得平坦。（3）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。（4）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。（5）氣體壓強(qiáng)的微觀意義：大量做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的氣體分子對(duì)器壁頻繁、持續(xù)地碰撞產(chǎn)生了氣體的壓強(qiáng)。單個(gè)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(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力。所以從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來(lái)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。（6）決定氣體壓強(qiáng)大小的因素：①微觀因素：氣體壓強(qiáng)由氣體分子的密集程度和平均動(dòng)能決定：A、氣體分子的密集程度（即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目）越大，在單位時(shí)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(dòng)能變大，每個(gè)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(shí)間里撞擊器壁的次數(shù)就多，累計(jì)沖力就大。②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(gè)因素哪一個(gè)起主導(dǎo)地位來(lái)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。

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(duì)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(shí)，分子的平均動(dòng)能保持不變，氣體的體積減小到原來(lái)的幾分之一，氣體的密集程度就增大到原來(lái)的幾倍，因此壓強(qiáng)就增大到原來(lái)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(shuō)明氣體總分子數(shù)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(shí)，說(shuō)明分子的平均動(dòng)能增大，則單位時(shí)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(shí)，氣體分子的平均動(dòng)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(gè)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(shí)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）：如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡2．熱力學(xué)第一定律：ΔE＝W+Q能的轉(zhuǎn)化守恒定律第一類永動(dòng)機(jī)（違反能量守恒定律）不可能制成.內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和。(1)做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。也就是說(shuō)，做功和熱傳遞對(duì)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(hào)法則：體積增大,氣體對(duì)外做功,W為“一”；體積減小,外界對(duì)氣體做功,W為“+”。氣體從外界吸熱,Q為“+”；氣體對(duì)外界放熱,Q為“一”。溫度升高,內(nèi)能增量E是取“+”；溫度降低,內(nèi)能減少，E取“一”。VPT1TVPT1T2acbO由圖線討論理想氣體的功、熱量和內(nèi)能PTOacbV2V1①P