高中物理3-3复习知识点

选修3-3 热学I .知识网络分子直径数量级物质是由大量分子组成的雅芳伽达莱常数。油膜法测量分子直径点儿子移动理由理论分子运动理论分子不停不规则运动的扩散现象。布朗运动分子间有相互作用力，分子力的F-R曲线分子的动能；与物体动能的差异物体内能分子的势能；分子力功与分子势能变化的关系；EP-r曲线物体的内部能量；影响因素；不同于机械能单晶的各向异性(热、光、电等。)固体各向同性(热、光、电等。)具有固定的熔点和沸点。无定形各向同性(热、光、电等。)没有固定的熔点和沸点。液体发热能力学习渗透和非渗透毛细现象例饱和蒸汽和水蒸汽饱和压力液晶气体体积和气体分子体积之间的关系气体温度T(或T)热力学温标分子平均动能的标志压力的微观解释影响压力p的因素气体压力的计算方法热力学定律改变内能的物理过程确实起作用。内能和其他形式的能量相互转化热传递物体之间的内部能量传递(物体的一部分)热力学第一定律能量转换与能量守恒定律热力学第二定律(两个表达式)熵增原理能源和环境常规能源煤、石油和天然气新能源：风能、水能、太阳能、核能、地热能、海洋能等一、分子动力学理论1.物体是由大量分子组成的微观量：分子体积V0，分子直径D，分子质量m0宏观量：物质体积v、摩尔体积VA、物质质量m、摩尔质量m、物质密度。连接桥：雅芳伽达莱常数(NA=6.021023 mol-1)(1)分子量：(注：)；(2)分子大小：(数量级10-10m)；(3)分子体积：(对于气体，V0应该是气体分子占据的空间)。球形模型。直径(该模型通常用于固体和液体)油膜法估算分子大小：单分子油膜面积，纯油酸滴入水中的体积立方体模型。(该模型通常用于气体；对于气体，d应该理解为相邻分子之间的平均距离)注：固体和液体分子可以估计分子质量和大小(分子被认为是一个个排列紧密)；气体分子之间的距离很大，大小可以忽略，大小无法估计，只能估计气体分子所占据的空间和分子质量。(4)分子数量：或2.分子永远不会停止不规则的运动。(1)扩散现象：不同物质相互进入的现象。温度越高，扩散越快。它直接表明组成物体的分子总是不规则地运动，温度越高，分子运动越强烈。(2)布朗运动：悬浮在液体中的固体颗粒的不规则运动。原因是固体颗粒受到颗粒周围液体分子的不规则冲击，这间接地表明液体分子不停地不规则运动。(1)布朗运动是固体粒子的运动，而不是固体粒子中分子的不规则运动。(2)布朗运动反映的是液体分子的不规则运动，而不是液体分子的运动。教科书中显示的布朗运动路线不是固体粒子的轨迹。粒径越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。3.分子之间有相互吸引和排斥(1)分子间的吸引和排斥必须同时存在，两者都随着分子间距离的增大而减小，随着分子间距离的减小而增大。然而，排斥力变化很快，实际的分子力是分子吸引力和排斥力的合力(3)分子力的表达和变化，注意曲线的两个距离，即平衡距离r0(约10-10m)和10r0。当分子间距离为r0时，分子f(ii)当分子间距r r0，重力斥力时，分子力表示为重力。当分子间距离从r0开始增大时，分子力先增大后减小。(iii)当分子间距r 吸引时，分子力表现为斥力。当分子间距离从r0减小时，分子力持续增加。第二，温度和内能1.统计定律：单个分子的运动是不规则的和偶然的；大量分子的集体行为受统计规律支配。大多数分子速率都在一定值附近，满足“中间多，两端少”的分布规律。2.分子平均动能：物体中分子所有动能的平均值。(1)温度是分子平均动能的标志。(2)任何物体在相同温度下的平均动能是相同的，但平均速度一般是不同的(分子质量不同)。x0EPr03.分子势能(1)一般规定无限远处的分子势能为零。(2)做正功的分子力的分子势能减小，做负功的分子力的分子势能增大。(3)分子势能与分子间距离r0的关系(1)当r r0时，r增大，分子力为重力，做负功的分子力的分子势能增大。(2)当r r0时，r减小，分子力排斥，做负功的分子力的分子势能增加。(3)当r=r0(平衡距离)时，分子势能最小(负)(3)分子势能的决定因素：宏观上，分子势能与物体的体积有关。(注意，分子势能不一定随着体积的增加而增加)微观上，分子势能与分子间距离r有关。4.内能：物体中不规则运动的所有分子的动能和分子势能的总和。(1)内能是一个状态量(2)内能是一个宏观量，它只对由大量分子组成的物体有意义，而对单个分子没有意义。(3)物体的内能由量(分子数)、温度(分子平均动能)和体积(分子间势能)决定，与物体的宏观机械运动状态无关。内能不一定与机械能有关。第三，热力学和能量守恒定律1.改变物体内部能量的两种方法：做功和传热。(1)等效不等质量：功是内能和其他形式能量之间的转换；热传递是内部能量在不同物体(或同一物体的不同部分)之间的传递，它们改变内部能量的效果是相同的。(2)概念差异：温度和内能是状态量，而热量和功是过程量。传热的前提是温差的存在，温差传递的是热量而不是温度，本质上是内能的传递。2.热力学第一定律(1)内容：在正常情况下，如果物体与外界之间的功和传热过程同时发生，则外界对物体所做的功W与物体从外界吸收的热Q之和等于内能U的增加量(2)。数学表达式为U=WQ工作w热量q内能变化U取正值外界对系统确实有影响。该系统从外部吸收热量系统的内能增加取负值-这个系统确实在外面工作该系统向外界散发热量系统的内部能量减少(3)象征法：(4)绝热过程q=0，关键字“绝热材料”或“快速变化”(5)理想气体：U取决于温度变化，温度增加U0，温度降低U0W取决于体积变化，当V增加时，气体在外部做功，W0；当V减小时，外部对气体W0起作用；(3)特殊情况：如果气体扩散到真空中，则W=03、能量守恒定律：(1)能量既不会产生也不会消失。它只能从一种形式转换到另一种形式，或者从一个对象转换到另一个对象，并且它的总量在转换或转移的过程中不会改变。这是能量守恒定律。(2)第一种永动机：上午(2)热量可以自发地从高温物体转移到低温物体，但是热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。(3)热量可以从低温物体传递到高温物体，而且必须有“外部影响或帮助”，也就是说，这项工作只能由外部完成。(3)热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯指出：从低温物体向高温物体传热而不引起其他变化是不可能的。(2)开尔文的陈述：从单一热源吸收热量是不可能的，在不引起其他变化的情况下使它完全有用。(4)热机热机是一种将内能转化为机械能的装置。其原理是热机从高温热源吸收热量Q1，推动活塞做功，然后将热量Q2释放到低温热源(冷凝器)。(工作条件：需要两个热源)根据能量守恒定律，Q1=WQ2我们把热机做功与从热源吸收热量之比称为热机效率，用表示，即=W/Q1 热机效率不能达到100%(5)第二种永动机(1)设想了一种热力发动机，它只从一个热源吸收热量，使其在不引起其他变化的情况下完全发挥作用。(2)第二种永动机不能制造，不违反热力学第一定律或能量守恒定律，违反热力学第二定律。原因：虽然机械能可以完全转化为内能，但如果不引起其他变化，内能就不能完全转化为机械能。机械能和内能的转换过程是有方向性的。(6)推广：与热现象相关的宏观过程是不可逆的。例如：扩散、气体膨胀到真空和能量耗散。(7)熵和熵增原理(1)热力学第二定律的微观意义：所有自然过程总是遵循分子热运动无序度增加的方向。(2)熵：衡量系统无序程度的物理量。系统越混乱，无序程度越高，熵值越大。(3)熵增原理：在孤立系统中，所有不可逆过程都必须朝着熵增的方向进行。热力学第二定律也被称为熵增原理。晶体非晶质体单晶多晶体外形规则不规则的不规则的熔点明确地无常的有形财产各向异性均质性(8)能量下降：当熵增加时，所有不可逆过程总是使能量逐渐失去做功能力，从可用状态变为不可用状态，能量质量下降。(另一种解释：在能量转换的过程中，分子无序的程度随着内能的产生而增加，内能消散到周围环境中，不能被收集和再利用。)四.固体和液体1.晶体和无定形的(1)晶体中的粒子排列规则，在空间上具有周期性。因此，不同方向上相同距离的粒子数量不同，导致不同的物理性质(各向异性)。多晶由许多无序排列的小晶体(单晶)组成，因此它不显示各向异性，并且具有不规则的形状。(2)当晶体达到熔点后，它将从固态变为液态，分子间的距离将增加。这时，晶体需要从外部吸收热量来破坏晶体的晶格结构，所以吸热只是为了克服分子间的吸引力来做功，而只是增加分子的势能。分子的平均动能和温度保持不变。2.液晶：介于固体和液体之间的一种特殊状态物理性质晶体的光学各向异性分子排列在某一方向上相对整齐液体的流动性从另一个方向看，分子的排列是混乱的。3.液体的表面张力和毛细现象(1)表面张力：表面层(与气体接触的薄液体层)中的分子相对稀疏，r r0，分子力显示重力。在重力的作用下，液体表面趋向于收缩到最小，这个力就是表面张力。表面张力的方向与液体相切(1)管道内径越小，液体越高；(2)土壤疏松，破坏毛细血管，保存地下水；压实土壤，减薄毛细管，并引入水五、气体实验定律理想气体(1)为了探索一定质量的理想气体的压力P、体积V和温度T之间的关系，采用了控制变量法。等温变化T1T2pVT1T2O等容变化V1V2pT第五颅神经的眼支V2O等压变化p1p2VT第一亲代p2O(2)三个变化：等温变化，波义耳定律：PV=c 等容变化，查理定律：p/t=c等压变化，盖吕萨克定律：V/T=C注：等温变化的曲线是双曲线的一个分支，定容(压力)变化的曲线是穿过原点的直线(原点附近的虚线表示温度过低，不再满足规则)(2)图中的双线表示同一气体不同状态下的曲线图，虚线表示判断状态关系的方法。(3)等效容量(压力)变化。如果横轴上的物理量是摄氏温度t，则交点坐标为-273.15(3)理想气体的状态方程(1)对于理想气体，理想气体的内能仅由温度和分子总数决定，与气体体积无关，因为没有考虑分子间的相互作用力。(2)对于一定质量的理想气体，有(或)(摩尔数)(4)气体压力的微观解释：大量气体分子经常与壁面碰撞。压力的大小与单位时间内气体分子与容器壁单位面积的碰撞次数有关。决定因素：从宏观角度看，气体分子的平均动能由气体温度决定；从宏观角度看，每单位体积的分子数(分子密度)由气体体积决定六、饱和蒸汽和水蒸汽的饱和压力1、饱和蒸汽和水蒸汽饱和压力：单位时间内返回液体的分子数等于飞出液体表面的分子数。此时，蒸汽的密度不再增加，液体也不再减少。液体和蒸汽之间的平衡称为动态平衡。我们称蒸汽与液体饱和蒸汽和未达到饱和状态的蒸汽为动态平衡的不饱和蒸汽。在一定的温度下，饱和蒸汽的压力是恒定的，这叫做水蒸气饱和压力。不饱和蒸汽的压力小于水蒸气的饱和压力。水蒸气饱和压力的影响因素：与温度有关，温度升高，饱和压力升高水蒸气饱和压力与饱和蒸汽的体积无关3)空气湿度(1)空气的绝对湿度：用空气中水蒸气的压力表示的湿度称为空气的绝对湿度。(2)空气的相对湿度：相对湿度能更好地描述空气的湿度水平，影响蒸发速度，影响人们的干湿感。(3)干湿气泡湿度计：两个温度计之间的差值越大，空气的相对湿度越小。二、考试现场分析检查点64处的对象是由大量分子组成的Avon Rodero常数。要求：一雅芳伽达莱常数(Na=6.021023 mol-1)是连接微观和宏观量的桥梁。设置分子体积V0、分子直径d和分子质量m。宏观量是。物质体积V、摩尔体