选修3-3全册重要知识点-高中物理人教版选修3-3

第13章分子动理论

第一节分子动理论

1.分子动理论

（1）物质是由大量分子组成的；

（2）分子永不停息地做无规则运动;

（3）分子间存在相互作用力。

1」物质是由大量分子组成地

分子大小分子大小的数量级：1010m“小”反应了分子的多

分子质量的数量级：1026kg

分子体积的数量级：10一373

阿伏伽德罗常数lmol任何物质中所含有的分子数用以表示直接反应了分子的“多”

通常可取NA=6.02X1023mol1

1.2分子永不停息做无规则运动

（1）扩散现象

①概念：不同物质相接触时，物质分子可以彼此进入对方中的现象

昌官•表示金分子

。表示铅分子

铅接触层

五年后红墨水的扩散

②起因：物质分子的无规则运动

③范围：固体、液体、气体都可以发生扩散现象

④特点：总是自发地从浓度大处向浓度小处扩散；扩散地快慢与物质地状态、温度有关

⑤意义：直接证明了分子在做无规则运动

（2）布朗运动

①概念：悬浮在液体（或气体）中地微粒所做地无规则运动

②起因：液体（或气体）分子对微粒撞击地不平衡

③特点：永不停息地无规则运动；微粒越小，布朗运动越显著；液体（或气体）温度越高,

。朗运动越显著。

④意义：布朗运动虽不是分子地运动，但反应了液体（或气体）分子运动的情况，是分子无

规则运动的间接证明。

13分子间存在着相互作用力

排

斥

力

O

吸

引

力

分子间的作用力跟距离的关系

分子力：分子间同时存在着引力和斥力，分子力是二者的合力

①分子间引力与斥力都随分了•间距离的减小而增大，但斥力变化快，分了力与分了•间距离不

是单调关系。

②分子力的大小

r=ro：F引=尸斥,F=0

r>lOro：F引~0,F斥=0,F%0

rVro：F引VF斥，F为斥力

r>ro：~>F斥，F为引力

2.微观量的估算方法

2.1三种估算模型

模型1：球体模型V=3兀R3（固体、液体）

3

模型2：正方体模型：V=a3（气体）

模型3：单分子层模型：1=工（计算油酸分子直径）

S

注意：固体和液体，可以近似地认为分子是一个挨一个紧密排列在一起地；气体只能估算一

个气体分子平均占据地空诃体积。

2.2微观量求解

MVM

NA是宏观量与微观量之间相联系的桥梁：—=NA=-^=>p=—

m人v"VmoI

①1个分子的质量：m=上M上

②1个分子的体积：V=

M

③lmol物质的体积：Vmol=—

P

④单位质量中所含分子数：n=Nd

⑤单位体积中所含分子数：口='=必

vmoiM

3.用油膜法估测油酸分子的大小

配置溶液-准备浅盘一将溶液滴到水面上一描出轮廓-求出体积-根据公式算出分

子直径

Stepl：配置溶液：油酸在酒精中稀释，油酸与酒精的体积比为〃?：〃配制油酸酒精溶液。（酒

精挥发，油酸充分展开，获得单分子油膜）

，油酸分子

Step2：测量1滴油酸酒整溶液中纯油酸的体积：用量筒量出N滴溶液的体积匕

Step3：用浅盘装入约2cm深的水，在水面上均匀的撒上痒子粉。将•滴油酸酒精溶液滴在

水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃

板。

Step4：将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数x（不足半个的舍去,

多于半个的算一个），再根据方格的边长为求出油膜的面积S。

Steps：用公式mV求出薄膜厚度，即油酸分子的大小。

d=------x-----

m+nNxS

第二节物体的内能

1.热平衡

两个系统相互接触而导热，它们的状态参量将改变，但经过一段时间后状态参量就不再

变化了，说明两个系统对于传热来说己经达到了平衡。这种平衡叫作热平衡。

（1）系统达到热平衡的充要条件是温度相等.

（2）热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统之间

也必定处于热平衡。

（3）

2温度

达fj热平衡的系统具有共同的热学性质，我们用温度来表征这个“共同热学性质”。

2.1温标

（1）概念：温度的数值表示法；

（2）摄氏温度：规定标准大气压下冰水混合物的温度为0℃,沸水的温度为100C,在0C

和100℃之间分成100等份，每一等份就是1℃,这种表示温度的方法就是摄氏温标，表示

的温度叫摄氏温度（t）o

（3）热力学温标：规定摄氏温度的-273.1C为零值，其1K等于摄氏温度中的1℃,这种表

示温度的方法就是热力学温标。表示的温度叫热力学温度（T）,单位为开尔文（K）。

（4）数量关系:T=t+273.15K

2.2温度计

（1）测温原理：测温材料与待测物体达到热平衡。

（2）分类：水银温度计；金属电阻温度计；气体温度计；电偶温度计。

3.分子动能

（1）概念：分子做热运力所具有的动能

（2）特点：因分子热运动永不停息，分子动能永不为零

（3）分子平均动能：物体内所有分子动能总和的平均值。温度是分子平均动能的标志。温

度越高，分子平均动能越大，但并不是每个分子的动能都增大。单个分子的动能无意义。

4.分子势能

4.1概念

分子间存在着相互作用力，具有由分子间相对位置所决定的能量，叫作分子势能。

4.2与r的关系

排

斥

力

O

吸

引

力

①当r>r0时，分子力表现为引力，随着r的增大，需不断克服分子引力做功，分子势

能增大；

②当rVr。时，分子力表现为斥力，随着r的减小，需不断克服分子斥力做功，分子势

能增大；

③当r=ro时，分子力为零，分子势能最小。

4.3与体积的关系

物体体积改变，物体的分子势能必定发生改变，大多数物质是体积越大，分子势能也越

大；也有少数反常物质，体积越大，分子势能反而越小.

5.物体内能

5.1物体内能

物体内所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。

（1）从宏观角度看，物体的内能跟物体的温度和体积有关，还跟物质的质量有关;

（2）物体做机械运动具有的机械能对物体的内能没有贡献。

（3）从微观角度看，物体的内能取决于分子势能、分子平均动能及分子数目。

5.2改变物体内能的两种方式

做功热传递

本质区别物体内能与其它形式的能量之间的转化物体内能的转移

联系做功和热传递都可以改变物体内能，从改变物体内能的效果上来看，两者是

等效的。

第14章气体

第一节气体实验定律

1.描述气体地状态参量

1.1热力学参量——温度（T）

宏观上表示物体的冷热程度，微观上是大量分了•热运动的平均动能的标志。

1.2几何参量一体积（V）

气体所充满容器的容积，即大量气体分子所能达到的整个空间的体积。

L3力学参量一压强（P）

（1）定义：气体作用在容器壁单位面积上的压力。

（2）产生原因：大量分子对器壁的频繁碰撞，形成持续而均匀的压力。

（3）决定因素：微观上气体压强与分子的平均动能和分子数密度有关，宏观上一定质量气

体的压强与气体的温度和体积有关。

（4）单位：IPa=lN//n2,lat=760/mzAfe=1.013xlO5Pa

2.气体实验定律

概念等温变化等容变化等压变化

规律名称玻意耳定律查理定律盖-吕萨克定律

数学表达式RY=P2V2V,_v

=--=C（常数）2

T,TT

PV=C（常数）2T7"TT

-=C（常数）

T

第二节理想气体状态方程

1.理想气体

1.1定义

在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。

①埋想气体是一种经科学的抽象而建立的理想化模型，实际上不存在；

②实际气体特别是那些不易液化的气体在压强不太大，温度不太低时都可当做理想气

体来处理。

1.2微观特征

理想气体分子本身大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子间不存在相互作用引力

和斥力。

1.3内能

①从微观角度：由于分子力为零，故理想气体的分子势能为零，理想气体的内能等于所

有分子的总动能。

②从宏观角度：一定质量的理想气体，其内能只与温度有关，与体积无关。

2•理想气体分子运动规律

2.1分子运动特点

(1)分子可以在空问白由移动而充满它所能到土的空间，故气体的体积就是容器的体积。

（2）气体分子间频繁地发生碰撞。

（3）每个时刻气体分子沿各个方向运动地概率均相等

2.2分子运动速率分布

&A各速率区间的分子数

\占总分子数的百分比

u400600800

气体分子按速率分布的规律

（1）气体分子运动的速率按一定的规律分布，速率太大或速率太小的分子数目都很小

（2）温度升高，分子运动的平均速率增大，且速率大的分子数木增多，速率小的分子数目

减少。

第15章固体、液体和物体变化

第一节固体和液体

1.晶体和非晶体

固体可分为晶体和非晶体，晶体又可分为单晶体和多晶体

晶体

非晶体

单晶体多晶体

典例单晶硅味精、明矶、金属沥青、玻璃、松香

外形规则的几何外形无规则的几何外形无规则的几何外形

原子按一定的规则排列，由许多单晶体杂乱无原子无规则排列，无

组成

具有空间上的周期性章地组合而成空间上的周期性

物理性质某一方面各相异性各相同性各相同性

熔点有确定熔点有确定熔点无确定熔点

①多晶体由单晶体组成，同一物质可构成物理性质不同地晶体，如石墨

联系和金刚石

②晶体和非晶体在一定条件下可相互转化

2.液体

具有一定的体积、不易被压缩、没有固定的形状、具有流动性、各相同性、扩散较快等

特点。

2.1表面张力

如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间的作用力是引力，它的作用是使液体

表面绷紧，所以叫作液体的表面张力。

甲乙丙丁

表面张力的方向沿液面的切线方向且垂直于液面的分界线。

成因：表面层分子分布比较稀疏，分子间距大，分子力表现为引力。

效果：使液体的表面绷紧。

2.2浸润和不浸润

（1）浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫做浸润。

（2）不浸润：一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫

做不浸润。

ni

玻璃"着层［水玻璃

甲

成因：浸润和不浸润是分子力作用的表现。

2.3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。

3旅晶

3.1定义

有些化合物像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，人

们把这些化合物叫液晶。

3.2物理性质

（1）具有液体的流动性；

（2）具有晶体的光学各相异性；

（3）在某个方向上看其分子排列比较整齐，但从另一个方向看，分子的排列是杂乱无章的。

第二节饱和汽与物态变化中的能量

1.汽化

物质由液态变成气态的过程叫汽化，有两种方式：

1.1蒸发

（1）概念：只发生在液体的表面，液体分子由表面散失的汽化过程，且在任何温度下都能

发生。

（2）影响因素

①表面积：表面积越大，蒸发越快

②温度：温度越高，蒸发越快

③空气流速：液面上方空气流速越大，蒸发越快

1.2沸腾

（1）概念

在一定大气压下，加热液体到某一温度时，在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现

象，相应的温度叫沸点。

（3）沸点与外界大气压的关系

外界大气压越高时，液体发生沸腾需要达到的温度越高，即沸点越高。

2.饱和汽与饱和气压

2.1饱和汽

在密闭容器中的水不析地蒸发，液面上地蒸汽也不断地回到水中，当这两个同时存在的

过程达到动态平衡，宏观的蒸发也就停止了，这种与液体处于动态平衡的蒸汽叫作饱和汽，

没有达到饱和状态的蒸汽叫作未饱和汽

2.2饱和气压

在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因和饱和汽的压强也是一定的，这个压

强叫作这种液体的饱和气压。

（1）饱和汽压随温度的升高而增大。温度升高时，分了平均动能增大，单位时间内从液体

飞出的分子数增多，打破原来的平衡而继续蒸发，蒸汽压强增大，直到达到新的动态平衡。

（2）饱和汽压与蒸汽所占的体积无关，也和这体积中有无其他气体无关。

3.空气湿度

3.1绝对湿度

空气中所含水蒸气的压强叫作空气的绝对湿度

3.2相对湿度

（1）定义：在某一温度下，空气中水蒸气的实际压强与同温度下水的饱和汽压的比，称为

空气的相对湿度。

水蒸气的实际压强

（2）公式：相对湿度

同温度水的饱和汽压

（3）影响因素：温度越高，相对湿度越小，人感觉越干燥：温度越低，相对湿度越大，人

感觉越湿。

水的饱和汽压与温度的关系

（4）干湿泡湿度计

温度计（甲）的玻璃泡暴露在空气中，温度计（乙）的玻璃泡外包着纱布，纱布的下端浸在

水中

温度讣

（甲）

当甲的示数一定，乙的示数减小，则说明纱布上水分蒸发加快，吸热增多，即：环境越

干燥，相对湿度减小。

第16章热力学定律

第一节热力学第一定律能量守恒定律

1.热力学第一定律

(1)内容：-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之和

(2)表达式：AU=W+Q

①外界对系统做功，