高中物理選修3-3熱學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、高中物理選修3-3 熱學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)1、物質(zhì)是由大量分子組成的（1）單分子油膜法測(cè)量分子直徑（2）1mol 任何物質(zhì)含有的微粒數(shù)相同NA=6.02x10 23mol-1（3）對(duì)微觀量的估算：分子的兩種模型：球形和立方體（固體液體通?？闯汕蛐危諝夥肿诱紦?jù)的空間看成立方體）利用阿伏伽德羅常數(shù)聯(lián)系宏觀量與微觀量微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0. 宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vm，物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度 .特別提醒 ：1、固體和液體分子都可看成是緊密堆集在一起的。分子的體積VmV0NA，僅適用于固體和液體，對(duì)氣體不適用，僅估算了氣體分子所占的空間。2、對(duì)于氣體分子， 子之

2、間的平均距離 .的值并非氣體分子的大小，而是兩個(gè)相鄰的氣體分2、分子永不停息的做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)（布朗運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散現(xiàn)象）（1） 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，說(shuō)明了物質(zhì)分子在不停地運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還說(shuō)明分子間有空隙， 溫度越高擴(kuò)散越快。 可以發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間（2） 布朗運(yùn)動(dòng)：它是懸浮在液體（或氣體）中的固體微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)， 是在顯微鏡下觀察到的。布朗運(yùn)動(dòng)的三個(gè)主要特點(diǎn)：永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)； 顆粒越小， 布朗運(yùn)動(dòng)越明顯；溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因：它是由于液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)對(duì)固體微小顆粒各個(gè)方向撞擊的不均勻性造成的。布朗運(yùn)動(dòng)間接地反映了液體分子的無(wú)規(guī)則

3、運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散現(xiàn)象都有力地說(shuō)明物體內(nèi)大量的分子都在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。（3） 熱運(yùn)動(dòng)：分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，簡(jiǎn)稱(chēng)熱運(yùn)動(dòng)，溫度越高，運(yùn)動(dòng)越劇烈3、分子間的相互作用力（1） 分子間同時(shí)存在引力和斥力，兩種力的合力又叫做分子力。（2） 分子之間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減小，隨分子間距離的減小而增大。但總是斥力變化得較快。（3） 圖像：兩條虛線(xiàn)分別表示斥力和引力；實(shí)線(xiàn)曲線(xiàn)表示引力和斥力的合力(即分子力 )隨距離變化的情況。r0 位置叫做平衡位置，r0 的數(shù)量級(jí)為10-10 m。(1) 當(dāng) r=r0 時(shí)， F 引F 斥，F(xiàn)0；(2) 當(dāng) r<r0 時(shí)， F 引和 F 斥都隨

4、距離的減小而增大，但F 引<F 斥，F(xiàn) 表現(xiàn)為斥力；(3) 當(dāng) r>r0 時(shí)， F 引和 F 斥都隨距離的增大而減小，但F 引>F 斥，F(xiàn) 表現(xiàn)為引力；(4) 當(dāng) r>10r 0(10 -9m)時(shí)， F 相互作用力 (F0)引和 F 斥都已經(jīng)十分微弱，可以認(rèn)為分子間沒(méi)有4、溫度：宏觀上的溫度表示物體的冷熱程度，微觀上的溫度是物體大量分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系：T=t+273.15K 5、內(nèi)能：分子勢(shì)能： 分子間存在著相互作用力， 因此分子間具有由它們的相對(duì)位置決定的勢(shì)能， 這就是分子勢(shì)能。 分子勢(shì)能的大小與分子間距離有關(guān)，分子勢(shì)能的大小變化可通

5、過(guò)宏觀量體積來(lái)反映。（r=r 0 時(shí)分子勢(shì)能最?。┊?dāng) r>r0 時(shí)，分子力為引力，當(dāng)r 增大時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加當(dāng) r<r0 時(shí)，分子力為斥力，當(dāng)r 減少時(shí)，分子力做負(fù)功，分子是能增加當(dāng) rr0 時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零，為負(fù)值，因?yàn)檫x兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零物體的內(nèi)能： 物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，叫做物體的內(nèi)能。一切物體都是由不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)并且相互作用著的分子組成，因此任何物體都是有內(nèi)能的。（理想氣體的內(nèi)能只取決于溫度）改變內(nèi)能的方式：做功與熱傳遞都使物體的內(nèi)能改變特別提醒 ：(1) 物體的體積越大， 分子勢(shì)能不一定就越大， 如 0的水結(jié)

6、成0的冰后體積變大，但分子勢(shì)能卻減小了(2) 理想氣體分子間相互作用力為零，故分子勢(shì)能忽略不計(jì)，一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)(3) 內(nèi)能都是對(duì)宏觀物體而言的,不存在某個(gè)分子的內(nèi)能的說(shuō)法. 由物體內(nèi)部狀態(tài)決定1、分子熱運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律(1) 氣體分子間距較大，分子力可以忽略，因此分子間除碰撞外不受其他力的作用，故氣體能充滿(mǎn)它能達(dá)到的整個(gè)空間(2) 分子做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，速率有大有小，且時(shí)而變化，大量分子的速率按“中間多，兩頭少”的規(guī)律分布(3) 溫度升高時(shí)，速率小的分子數(shù)減少,速率大的分子數(shù)增加，分子的平均速率將增大（并不是每個(gè)分子的速率都增大），但速率分布規(guī)律不變2、氣體實(shí)驗(yàn)定律：適

7、用條件：壓強(qiáng)不太大，溫度不太低玻意耳定律：（ C 為常量）等溫變化微觀解釋?zhuān)?一定質(zhì)量的理想氣體， 溫度保持不變時(shí)， 分子的平均動(dòng)能是一定的，在這種情況下，體積減少時(shí)，分子的密集程度增大， 氣體的壓強(qiáng)就增大。圖象表達(dá)：查理定律：（C 為常量）等容變化微觀解釋?zhuān)?一定質(zhì)量的氣體， 體積保持不變時(shí)， 分子的密集程度保持不變， 在這種情況下，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)就增大。圖象表達(dá)：蓋呂薩克定律：（C 為常量）等壓變化微觀解釋?zhuān)阂欢ㄙ|(zhì)量的氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程度減少，才能保持壓強(qiáng)不變適用條件：壓強(qiáng)不太大，溫度不太低圖象表達(dá)：3、

8、理想氣體宏觀上：嚴(yán)格遵守三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律的氣體，實(shí)際氣體在常溫常壓下 （壓強(qiáng)不太大、溫度不太低）實(shí)驗(yàn)氣體可以看成理想氣體微觀上：理想氣體的分子間除碰撞外無(wú)其他作用力，分子本身沒(méi)有體積， 即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間故一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)， 與體積無(wú)關(guān)（即理想氣體的內(nèi)能只看所用分子動(dòng)能，沒(méi)有分子勢(shì)能）理想氣體狀態(tài)方程：，可包含氣體的三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律：4、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋?zhuān)捍罅糠肿宇l繁的撞擊器壁的結(jié)果影響氣體壓強(qiáng)的因素： 氣體的平均分子動(dòng)能 （宏觀上即溫度） 分子的密集程度即單位體積內(nèi)的分子數(shù)（宏觀上即體積）1、晶體：外觀上有規(guī)則的幾何外形，有確定的熔點(diǎn)，一些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各

9、向異性非晶體：外觀沒(méi)有規(guī)則的幾何外形，無(wú)確定的熔點(diǎn)， 一些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性判斷物質(zhì)是晶體還是非晶體的主要依據(jù)是有無(wú)固定的熔點(diǎn)晶體與非晶體并不是絕對(duì)的，有些晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化為非晶體（石英玻璃）2、單晶體多晶體如果一個(gè)物體就是一個(gè)完整的晶體，如食鹽小顆粒， 這樣的晶體就是單晶體（單晶硅、單晶鍺）如果整個(gè)物體是由許多雜亂無(wú)章的小晶體排列而成，這樣的物體叫做多晶體，多晶體沒(méi)有規(guī)則的幾何外形，但同單晶體一樣，仍有確定的熔點(diǎn)。3、晶體的微觀結(jié)構(gòu)：固體內(nèi)部， 微粒的排列非常緊密， 微粒之間的引力較大， 絕大多數(shù)微粒只能在各自的平衡位置附近做小范圍的無(wú)規(guī)則振動(dòng)。晶體內(nèi)部，微粒按照一定的規(guī)律在空

10、間周期性地排列（即晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)） ， 不同方向上微粒的排列情況不同，正由于這個(gè)原因， 晶體在不同方向上會(huì)表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)（即晶體的各向異性）。4、表面張力：當(dāng)表面層的分子比液體內(nèi)部稀疏時(shí)，分子間距比內(nèi)部大，表面層的分子表現(xiàn)為引力。如露珠(1) 作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢(shì)(2) 方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線(xiàn)垂直(3) 大?。阂后w的溫度越高，表面張力越小；液體中溶有雜質(zhì)時(shí)，表面張力變??；液體的密度越大，表面張力越大5、液晶：分子排列有序，光學(xué)各向異性，可自由移動(dòng)，位置無(wú)序，具有液體的流動(dòng)性各向異性：分子的排列從某個(gè)方向上看液晶分子排列是整齊的，從另一方向看去則

11、是雜亂無(wú)章的6、飽和汽飽和汽：與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽飽和汽壓：飽和汽所具有的壓強(qiáng)特點(diǎn)：液體的飽和汽壓與溫度有關(guān),溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無(wú)關(guān)7、改變系統(tǒng)內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞符號(hào)+-熱傳遞有三種不同的方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射這兩種方式改變系統(tǒng)的內(nèi)能是等效的區(qū)別：做功是系統(tǒng)內(nèi)能和其他形式能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化；熱傳遞是不同物體（或物體的不同部分）之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移8、熱力學(xué)第一定律：表達(dá)式WQ外界對(duì)系統(tǒng)做系統(tǒng)從外界吸系統(tǒng)內(nèi)能增功熱加系統(tǒng)對(duì)外界做系統(tǒng)向外界放系統(tǒng)內(nèi)能減功熱少幾種特殊情況(1) 若過(guò)程是絕熱的 ,則 Q0，WU,外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加.(2) 若過(guò)

12、程中不做功，即W0，則 QU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加（3）若過(guò)程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變,即U0，則 WQ0 或 WQ，外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量9、熱力學(xué)第二定律（1） 常見(jiàn)的兩種表述克勞修斯表述 (按熱傳遞的方向性來(lái)表述)：熱量不能自發(fā)地從 低溫物體傳到高溫物體開(kāi)爾文表述 (按機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程的方向性來(lái)表述)：不可能從 單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響a、“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助b、“不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過(guò)程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成,對(duì)周?chē)h(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響如吸熱、放熱、做功等（2） 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過(guò)程的方向性, 進(jìn)而使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性（3） 熱力學(xué)過(guò)程方向性實(shí)例特別提醒 ：熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體， 但在有外界影響的條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體， 如電冰箱； 在引起其他變化的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如氣體的等溫膨脹過(guò)程 .10、能量守恒定律能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生， 也不會(huì)憑空消失， 它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程