物理熱學(xué)教學(xué)讓學(xué)生必須弄清幾個(gè)關(guān)系

物理熱學(xué)教學(xué)讓學(xué)生必須弄清幾個(gè)關(guān)系

1.應(yīng)弄清分子運(yùn)動(dòng)與布朗運(yùn)動(dòng)的關(guān)系布朗運(yùn)動(dòng)是大量液體分子對(duì)固體微粒撞擊的集體行為的結(jié)果，個(gè)別分子對(duì)固體微粒的碰撞不會(huì)產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)。而布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度與固體微粒的大小、液體的溫度等有關(guān)，固體微粒越小，液體分子對(duì)它各部分碰撞的不均勻性性越明顯；質(zhì)量越小，它的慣性越小，越容易改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以運(yùn)動(dòng)越激烈。液體溫度越高，固體微粒周圍的液體分子運(yùn)動(dòng)越不規(guī)則，對(duì)微粒碰撞的不均勻性越明顯，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈，但要注意布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮的固體微粒的運(yùn)動(dòng)，不是單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)，但布朗運(yùn)動(dòng)證實(shí)了周圍液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。2.應(yīng)弄清分子力與引力和斥力的關(guān)系分子之間雖然有空隙，大量分子卻能聚集在一起或固體或液體，說(shuō)明分子之間還存在著引力，而分子間有空隙，沒(méi)有緊緊吸在一起，說(shuō)明分子之間還存在著斥力。分子間同時(shí)存在著引力和斥力，且都隨分子之間距離的變化而變化，但是，由于斥力比引力變化得快，便出現(xiàn)了“斥力大于引力”、“斥力和引力恰好相等”、“引力大于斥力”等情況，當(dāng)分子間距離R很大時(shí)，可認(rèn)為引力和斥力均等于零，而分子力是指分子引力和斥力的合力，分子間距離為R0時(shí)分子力為零，并不是分子間無(wú)引力和斥力。3.應(yīng)弄清分子力做功與分子勢(shì)能變化得關(guān)系與重力、彈力相似，分子力做功與路徑無(wú)關(guān)，可以引進(jìn)分子勢(shì)能的概念。分子間所具有的勢(shì)能由他們的相對(duì)位置決定，分子力做正功時(shí)分子勢(shì)能減小，分子力做負(fù)功時(shí)分子勢(shì)能增加。通常選取無(wú)窮遠(yuǎn)處（分子間距離R>>R0），分子勢(shì)能為零，當(dāng)兩分子逐漸移近時(shí)（R>R0），分子做正功，分子勢(shì)能減?。划?dāng)分子距離R=R0時(shí)，分子勢(shì)能最?。ㄇ覟樨?fù)值），；當(dāng)兩個(gè)分子靠近是（R<R0）時(shí)，分子力作負(fù)功，分子勢(shì)能增大。4.應(yīng)弄清溫度與分子動(dòng)能的關(guān)系物質(zhì)分子由于不停地運(yùn)動(dòng)而具有的能叫分子動(dòng)能。分子運(yùn)動(dòng)是雜亂的，同一物體內(nèi)各個(gè)分子的速度大小和方向是不同的，從大量分子的總體來(lái)看，速率越大和速率越小的分子數(shù)比較少，具有中等速率的分子數(shù)比較多。在研究熱現(xiàn)象時(shí)，有意義的不是一個(gè)分子的動(dòng)能，而是大量分子的平均動(dòng)能。從分子運(yùn)動(dòng)理論觀點(diǎn)來(lái)看，溫度是物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動(dòng)能就越大；注意同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動(dòng)能都相同，但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不同，所以分子運(yùn)動(dòng)的平均速率不一定相同。5.應(yīng)弄清物體內(nèi)能與狀態(tài)參量的關(guān)系物體內(nèi)能是指組成物體的所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和。由于溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，所以物體的內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)；由于分子勢(shì)能與分子間距離有關(guān)，分子間距離又與物體體積有關(guān)，所以物體的內(nèi)能與物體的體積有關(guān)；由于物體的摩爾數(shù)不同，物體包含的分子數(shù)目就不同，分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和也會(huì)不同，所以物體的內(nèi)能與物體的摩爾系有關(guān)，總之，物體內(nèi)能的多少與物體的溫度、體積和摩爾數(shù)有關(guān)。對(duì)于理想氣體來(lái)說(shuō)，由于分子之間沒(méi)有相互作用力，就不存在分子勢(shì)能，因此，理想氣體的內(nèi)能就是氣體所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的總和。理想氣體的內(nèi)能只跟理想氣體的質(zhì)量、溫度有關(guān)，而與理想氣體的體積無(wú)關(guān)，即理想氣體的質(zhì)量和溫度保持不變，其內(nèi)能就保持不變。6.應(yīng)弄清物體內(nèi)能的變化與做功、熱傳遞的關(guān)系改變物體內(nèi)能的途徑就是改變物體的分子動(dòng)能和分子勢(shì)能，最終達(dá)到改變物體內(nèi)能，能夠改變物體內(nèi)能的物理過(guò)程有兩種：做功和熱傳遞。做功使物體的內(nèi)能發(fā)生變化的時(shí)候，內(nèi)能的變化可以用功的數(shù)值來(lái)量度，外界對(duì)物體做多少功，物體內(nèi)能的變化就增加多少，物體對(duì)外界做多少功，物體內(nèi)能就減少多少。熱傳遞使物體內(nèi)能發(fā)生變化的時(shí)候，內(nèi)能的變化是用熱量來(lái)量度的，外界給物體傳遞了多少熱量，或者說(shuō)物體吸收了多少熱量，物體的內(nèi)能就增加多少；物體傳遞給外界多少熱量，或者說(shuō)物體放出多少熱量，物體內(nèi)能就減少多少。做功和熱傳遞對(duì)改變物