(完整word版)3-3热学知识点总结

1、高中物理选修3-3知识点梳理6、知识网络r分子直径数量级物质是由大量分子组成的S阿伏加德罗常数-油膜法测分子直径分子动v理论分子动理论 分子永不停息地做无规则运动彳扩散现象L布朗运动 、分子间存在相互作用力，分子力的F r曲线J分子的动能；与物体动能的区别物体的内能j分子的势能；分子力做功与分子势能变化的关系； 匚物体的内能；影响因素；与机械能的区别Ep r曲线单晶体一一各向异性（热、光、电等） 固 J晶体 多晶体一一各向同性（热、光、电等） /有固定的熔、沸点 体 I非晶体一一各向同性（热、光、电等）没有固定的熔、沸点热八、力学浸润与不浸润现象毛细现象举例*饱和汽与饱和汽压匕液晶体积V 气体

2、体积与气体分子体积的关系*温度T （或t） 热力学温标分子平均动能的标志C压强的微观解释匕压强PS影响压强的因素、求气体压强的方法热 八、 力 学 疋 律厂改变内能的物理过程 做功 内能与其他形式能的相互转化-热传递物体间（物体各部分间）内能的转移 热力学第一定律能量转化与守恒 Y能量守恒定律热力学第二定律（两种表述）一一熵一一熵增加原理 ro时，分子力表现为引力。当分子 间距离由ro增大时，分子力先增大后减小 当分子间距离 rv ro时，分子力表现为斥力。当分子间距离由ro减小时，分子力不断增大4）分子间的相互作用力是由于分子中带电粒子的相互作用引起的。5）注意：压缩气体也需要力， 不说明分

3、子间存在斥力作用， 压缩气体需要的力是用来反抗大量气体分子频繁撞击容器壁（活塞）时对容器壁（活塞）产生的压力。考点68 温度和内能要求：1温度和温标1）温度：反映物体冷热程度的物理量（是一个宏观统计概念） 温度的物体，其分子平均动能相同。f|b1C11库力斥力A0十. f F -呀1引力*rX1，是物体分子平均动能大小的标志。任何同（1）只有大量分子组成的物体才谈得上温度，不能说某几个氧分子的温度是多少多少。因为这几个 分子运动是无规则的，某时刻它们的平均动能可能较大，另一时刻它们的平均动能也可能较小，无稳定 的“冷热程度”。（2）1C的氧气和1C的氢气分子平均动能相同，1 C的氧气分子平均速

4、率小于1C的氢气分子平均速率。2） 热力学温度（T）与摄氏温度 的关系为：T = t+273.15 （ K）说明：两种温度数值不同，但改变1K和1C的温度差相同 0 K是低温的极限，只能无限接近，但不可能达到。 这两种温度每一单位大小相同，只是计算的起点不同。摄氏温度把1大气压下冰水混合物的温度规定为0C,热力学温度把 1大气压下冰水混合物的温度规定为273K （即把273C规定为0K）,所以 T=t+273.3）分子动理论是热现象微观理论的基础热学包括：研究宏观热现象的热力学、研究微观理论的统计物理学统计规律：单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的；大量分子的集体行为受到统计规律的支配内能

5、1）内能是物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，是状态量.改变内能的方法有做功和热传递，它们是等效的三者的关系可由热力学第一定律得到 U = W+Q.2）决定分子势能的因素从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。3）固体、液体的内能与物体所含物质的多少（分子数）、物体的温度（平均动能）和物体的体积（分子势 能）都有关气体：一般情况下，气体分子间距离较大， 不考虑气体分子势能的变化 （即不考虑分子间的相互作用力）4 ）一个具有机械能的物体，同时也具有内能；一个具有内能的物体不一定具有机械能。它们之间可以转 化5）理想气体的内能：理想气体是一种理想化

6、模型，理想气体分子间距很大，不存在分子势能，所以理想 气体的内能只与温度有关。温度越高，内能越大。（1）理想气体与外界做功与否，看体积，体积增大，对外做了功（外界是真空则气体对外不做功） 体积减小，则外界对气体做了功。（2）理想气体内能变化情况看温度。（3） 理想气体吸不吸热，则由做功情况和内能变化情况共同判断。（即从热力学第一定律判断） 6）理解内能概念需要注意几点:（1）内能是宏观量，只对大量分子组成的物体有意义，对个别分子无意义。（2 ）物体的内能由分子数量（物质的量）、温度（分子平均动能）、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与机械能没有必然联系.7）关于分子平均动

7、能和分子势能理解时要注意.（1）温度是分子平均动能大小的标志，温度相同时任何物体的分子平均动能相等，但平均速率一般不等（分子质量不同）（2）分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加。（3）分子势能为零一共有两处，一处在无穷远处，另一处小于 分子力为零时分子势能最小，而不是零。（4）理想气体分子间作用力为零，分子势能为零，只有分子动能。考点69晶体和非晶体晶体的微观结构要求：1有确定熔点熔解和凝固时放 出的热量相等厂多晶体如金属I单晶体.1、无确定几何形状2、各向同性1、有确定几何形状2、制作晶体管、集成电路3、各向异性非广j晶Y体1、无确定几何形状2、无确定熔点 -3、各向同性非晶体

8、液化过程中温度会不断改变，而不同温度下物质由固态变为液态时吸收的热量是不同的，所以非晶体没有确定的熔化热 1）只能用单晶体制作晶体管和集成电路2 ）具体到某种晶体，它可能只是某种物理性质各向异性较明显。例：云母片就是导热性明显，方解石则 是透光性上明显，方铅矿则在导电性上明显。但笼统提晶体就说各种物理性质是各向异性。3 ）同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形式出现，物质是晶体还是非晶体不是绝对的，在一定条件 下可以相互转化。4） 通过X射线在晶体上的衍射实验，发现各种晶体内部的微粒按各自的规则排列，具有空间上的周期性。 有的物质组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，因此在不同条件下可以生

9、成不同的晶体。例如：碳原子由于排列不同可以生成石墨或金刚石。5）晶体达到熔点后由固态向液态转化，分子间距离要加大。此时晶体要从外界吸收热量来破坏晶体的点 阵结构，所以吸热只是为了克服分子间的引力做功，只增加了分子的势能。考点70液体的表面张力现象要求：1说明：对浸润和不浸润现象、毛细现象的解释不做要求液体一非晶体的微观结构跟液体非常相似1）表面张力：表面层分子比较稀疏，r ro在液体内部分子间的距离在 ro左右，分子力几乎为零。液体的表面层由于与空气接触，所以表面层里分子的分布比较稀疏、分子间呈引力作用，在这个力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，这个力就是表面张力。太空中的液体，形状由表面张

10、力决定，由于使液体表面收缩至最小，故呈球状。2）浸润和不浸润现象：附着层的液体分子比液体内部毛细现象浸润密上升不浸润稀疏下降3）毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象。 对于一定液体和一定材质的管壁，管的内径越细，毛细现象越明显。（1）管的内径越细，液体越高（2）土壤锄松，破坏毛细管，保存地下水分；压紧土壤，毛细管变细，将水引上来（3）由于液体浸润管壁，液面边缘部分的表面张力斜向上方，这个力使管中液体向上运动，当管中液 体上升到一定高度，液体所受重力与液面边缘所受向上的力平衡，液面稳定在一定高度。考点71 液晶要求：11）液晶具有流动性、光学性质各

11、向异性.2）不是所有物质都具有液晶态，通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态。天然存 在的液晶不多，多数液晶为人工合成.3）向液晶参入少量多色性染料，染料分子会和液晶分子结合而定向排列，从而表现出光学各向异性。当 液晶中电场强度不同时，它对不同颜色的光的吸收强度也不一样，这样就能显示各种颜色.4）在多种人体结构中都发现了液晶结构.考点72气体实验定律理想气体要求：1说明：气体实验定律的计算不做要求1） 探究一定质量理想气体压强p、体积V、温度T之间关系，采用的是控制变量法2）三种变化：玻意耳定律：PV = C查理定律： P / T= C盖一吕萨克定律：V/ T = CVTi v

12、 T2TTpi V p2Viv V2等温变化图线等容变化图线等压变化图线提示: 等温变化中的图线为双曲线的一支，等容（压）变化中的图线均为过原点的直线（之所以原点附近 为虚线，表示温度太低了，规律不再满足） 图中双线表示同一气体不同状态下的图线，虚线表示判断状态关系的两种方法 对等容（压）变化，如果横轴物理量是摄氏温度t，则交点坐标为273.153）理想气体状态方程理想气体，由于不考虑分子间相互作用力，理想气体的内能仅由温度和分子总数决定，与气体的体积无关。对一定质量的理想气体学（或乍恒定）T2T4）汽化热74）气体压强微观解释：由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的，与温度和体积有关。（1）气体

13、分子的平均动能，从宏观上看由气体的温度决定（2）单位体积内的分子数 （分子密集程度），从宏观上看由气体的体积决定考点73 饱和汽和饱和汽压要求：1说明：相对湿度的计算不做要求1）汽化蒸发沸腾只在液体表面进行并且在任何温度下都能发生的汽化现象 在液体表面和内部同时 发生的剧烈的汽化现象沸腾只在一定温度下才会发生，液体沸腾时的温度叫做沸点，沸点与温度有关，大气压增大时沸点升 高2）饱和汽与饱和汽压在密闭容器中的液面上同时进行着两种相反的过程：一方面分子从液面飞出来；另一方面由于液面上 的汽分子不停地做无规则的热运动，有的汽分子撞到液面上又会回到液体中去。随着液体的不断蒸发，液 面上汽的密度不断增大

14、，回到液体中的分子数也逐渐增多。最后，当汽的密度增大到一定程度时，就会达 到这样的状态：在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数，这时汽的密度不再增大， 液体也不再减少，液体和汽之间达到了平衡状态，这种平衡叫做动态平衡。我们把跟液体处于动态平衡的 汽叫做饱和汽，把没有达到饱和状态的汽叫做未饱和汽。在一定温度下，饱和汽的压强一定，叫做饱和汽 压。未饱和汽的压强小于饱和汽压。饱和汽压（1）饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分气压，与其他气体的压强无关。（2）饱和汽压与温度和物质种类有关。在同一温度下，不同液体的饱和气压一般不同，挥发性大的液体饱和气压大；同一种液体的饱和气压随 温度的

15、升高而迅速增大。对于某种液体而言单位时间、单位面积（液面）飞出的液体分子数只与温度有关 （3） 将不饱和汽变为饱和汽的方法：降低温度减小液面上方的体积等待（最终此种液体的蒸气必然处于饱和状态）3）空气的湿度（1）空气的绝对湿度：用空气中所含水蒸气的压强来表示的湿度叫做空气的绝对湿度。（2）空气的相对湿度： 相对湿度水蒸气的实际汽压同温度下水的饱和汽压相对湿度更能够描述空气的潮湿程度，影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受。相对湿度大，人感觉潮湿；人们感到干爽是指相对湿度小。离饱和程度越远，空气相对湿度越小液体汽化时体积会增大很多，分子吸收的能量不只是用于挣脱其他分子的束缚，还用于体积膨胀时克

16、 服外界气压做功，所以汽化热还与外界气体的压强有关。考点74做功和热传递是改变物体内能的两种方式要求：11) 绝热过程：系统只通过做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热两种情况：绝热材料变化迅速焦耳的两个实验：机械能转化为内能电能转化为内能2) 热传递：热传导、热对流、热辐射3) 热量和内能不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量，热量是过程量，对应一个过程。离开了热传递，无法谈热量。不能说“物体温度越高，所含热量越多”。可以说物体具有多少内能，因为内能是状态量对应一个状态。改变物体内能的两种方式：做功和热传递。做功是内能与其他形式的能发生转化；热传递是不同物体(或

17、同一物体的不同部分)之间内能的转移， 它们改变内能的效果是相同的。考点75热力学第一定律能量守恒定律要求：I1)热力学第一定律：(1) 内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。(2) 数学表达式为： U = W+Q 绝热：Q= 0;等温： U = 0,如果是气体向真空扩散，W = 0(3) 符号法则：做功W热量Q内能的改变 U取正值“ +”外界对系统做功系统从外界吸收热量系统的内能增加取负值“一”系统对外界做功系统向外界放出热量系统的内能减少2)能量守恒定律:(1) 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体 转移到

18、别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。这就是能量守恒定律。(2) 第一类永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，人们把这种不消耗能量的永动机 叫第一类永动机。根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制 造能量，因此第一类永动机是不可能制成的考点76热力学第二定律要求：11) 可逆与不可逆过程(1 )热传导的方向性：热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行，但相反方向却不能自发 地进行，即热传导具有方向性，是一个不可逆过程。(2)说明： “自发地”过程就是在不受外来干扰的条件下进行的自然过程。 热量可以自发地从高温物体传向低温物体

19、，热量却不能自发地从低温物体传向高温物体。 要将热量从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助”，就是要由外界对其做功才能完成。电冰箱、空调就是例子。2) 热力学第二定律的两种表述 克劳修斯表述：热量不能 自发地从低温物体传递到高温物体。 开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。3）热机 热机是把内能转化为机械能的装置。其原理是热机从热源吸收热量Qi，推动活塞做功 W，然后向冷凝器释放热量 Q2。 由能量守恒定律可得：Q1=W+Q 2 我们把热机做的功和它从热源吸收的热量的比值叫做热机效率，用n表示，即n = W/ Qi热机效率不可能达到 100%4）第二类永动机 设想：只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。 第二类永动机不可能制成，表示尽管机械能可以