高中物理選修知識(shí)總結(jié)

一、分子動(dòng)理論1、物體是由大量分子組成的微觀量：分子體積V、分子直徑d、分子質(zhì)量

m

V、摩爾體積V、物體質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物質(zhì)密度ρ。

＝6.02×10mol）

m

M

（2）分子體積：

m

M（2）分子體積：

m

M

MN

N N N

N N

A

A

A

A

eq

\o\ac(○,1)

球體模型．

eq

\o\ac(○,1)

球體模型．

N

N

直徑d

（固、液體一般用此模（3）分子大小：(數(shù)量級(jí)

10m) M d

型）油膜法估測(cè)分子大?。篸

—單分子油膜的面積，V—滴到水中的純油酸的體積eq

\o\ac(○,2)

立方體模型．d

=

（氣體一般用此模型；對(duì)氣體，

d

應(yīng)理解為相鄰分子間的平均距離）注意：固體、液體分子可估算分子質(zhì)量、大小(認(rèn)為分子一個(gè)挨一個(gè)緊密排列)；氣體分子間距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算氣體分子所占空間、分子質(zhì)量。M

M M（4）分子的數(shù)量：N

M

M M

m

N

NA

A

或者

N

nN

N

NA

A．．2、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)．．（1）擴(kuò)散現(xiàn)象：不同物質(zhì)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。溫度越高，擴(kuò)散越快。直接說明了組成物體的分子總是不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，溫度越高分子運(yùn)動(dòng)越劇烈。（2）布朗運(yùn)動(dòng)：懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。發(fā)生原因是固體微粒受到包圍微粒的液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)地撞擊的不平衡性造成的．因而間接說明了液體分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)．eq

\o\ac(○,1)

布朗運(yùn)動(dòng)是固體微粒的運(yùn)動(dòng)而不是固體微粒中分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)．②布朗運(yùn)動(dòng)反映液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)但不是液體分子的運(yùn)動(dòng)．③課本中所示的布朗運(yùn)動(dòng)路線，不是固體微粒運(yùn)動(dòng)的軌跡．④微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯；溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯．3、分子間存在相互作用的引力和斥力①分子間引力和斥力一定同時(shí)存在，且都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力變化快，實(shí)際表現(xiàn)出的分子力是分子引力和分子斥力的合力②分子力的表現(xiàn)及變化，對(duì)于曲線注意兩個(gè)距離，即平衡距離r（約

10m）與

10r。（?。┊?dāng)分子間距離為r

時(shí)，引力等于斥力，分子力為零。（ⅱ）當(dāng)分子間距r＞r

時(shí)，引力大于斥力，分子力表現(xiàn)為引力。當(dāng)分子間距離由

r

增大時(shí)，分子力先增大后減小（ⅲ）當(dāng)分子間距r＜r

時(shí)，斥力大于引力，分子力表現(xiàn)為斥力。當(dāng)分子間距離由

r

減小時(shí)，分子力不斷增大二、溫度和內(nèi)能1、統(tǒng)計(jì)規(guī)律：?jiǎn)蝹€(gè)分子的運(yùn)動(dòng)都是不規(guī)則的、帶有偶然性的；大量分子的集體行為受到統(tǒng)計(jì)規(guī)律的支配。多數(shù)分子速率都在某個(gè)值附近，滿足“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律。2、分子平均動(dòng)能：物體內(nèi)所有分子動(dòng)能的平均值。①溫度是分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志。②溫度相同時(shí)任何物體的分子平均動(dòng)能相等，但平均速率一般不等（分子3、分子勢(shì)能(1)一般規(guī)定無窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能為零，

0

E

r

x(2)分子力做正功分子勢(shì)能減少，分子力做負(fù)功分子勢(shì)能增加。(3)分子勢(shì)能與分子間距離r

關(guān)系（類比彈性勢(shì)能）①當(dāng)

r＞r

時(shí)，r增大，分子力為引力，分子力做負(fù)功分子勢(shì)能增大。②當(dāng)

r＞r

時(shí)，r減小，分子力為斥力，分子力做負(fù)功分子勢(shì)能增大。③當(dāng)

r=r（平衡距離）時(shí)，分子勢(shì)能最小（為負(fù)值）（4）決定分子勢(shì)能的因素：（從宏觀上看：分子勢(shì)能跟物體的體積有關(guān)。

注意體積增大，分子勢(shì)能不一（定增大）從微觀上看：分子勢(shì)能跟分子間距離r

有關(guān)。4、內(nèi)能：物體內(nèi)所有分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和E

NE

E內(nèi) K

P（1）內(nèi)能是狀態(tài)量 （2）內(nèi)能是宏觀量，只對(duì)大量分子組成的物體有意義，對(duì)個(gè)別分子無意義。子間勢(shì)能）決定，與物體的宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)．內(nèi)能與機(jī)械能沒有必然聯(lián)系．三、熱力學(xué)定律和能量守恒定律1、改變物體內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞。①等效不等質(zhì)：做功是內(nèi)能與其他形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化；熱傳遞是不同物體（或同一物體的不同部分）之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，它們改變內(nèi)能的效果是相同的。②概念區(qū)別：溫度、內(nèi)能是狀態(tài)量，熱量和功則是過程量，熱傳遞的前提條件是存在溫差，傳遞的是熱量而不是溫度，實(shí)質(zhì)上是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移．2、熱力學(xué)第一定律(1)內(nèi)容：一般情況下，如果物體跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞的過程，外界對(duì)物體做的功

W

與物體從外界吸收的熱量

Q

之和等于物體的內(nèi)能的增加量ΔU (2)數(shù)學(xué)表達(dá)式為：ΔU＝W+Q(3)

符號(hào)法則：(4)

絕熱過

做功

W

熱量

Q外界對(duì)系統(tǒng)

系統(tǒng)從外界吸收

內(nèi)能的改變?chǔ)系統(tǒng)的內(nèi)能取正值“+”程

Q

＝0

，

做功系統(tǒng)對(duì)外界

熱量系統(tǒng)向外界放出

增加系統(tǒng)的內(nèi)能

做功

熱量

減少“變化迅速”(5)對(duì)理想氣體（不考慮分子間相互作用力，內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決定

①ΔU

取決于溫度變化，溫度升高ΔU>0，溫度降低ΔU<0②W

減小時(shí)，外界對(duì)氣體做功，W>0；③特例：如果是氣體向真空擴(kuò)散，W＝03、能量守恒定律：（1）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)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。這就是能量守恒定律。（2）第一類永動(dòng)機(jī)：不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器。（違背能量守恒定律）4、熱力學(xué)第二定律（1）熱傳導(dǎo)的方向性：熱傳導(dǎo)的過程可以自發(fā)地由高溫物體向低溫物體進(jìn)行，但相反方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行，即熱傳導(dǎo)具有方向性，是一個(gè)不可逆過程。（2）說明：①“自發(fā)地”過程就是在不受外來干擾的條件下進(jìn)行的自然過程。②熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，熱量卻不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體。③熱量可以從低溫物體傳向高溫物體，必須有“外界的影響或幫助”

就是要由外界對(duì)其做功才能完成。（3）熱力學(xué)第二定律的兩種表述①克勞修斯表述：不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化。②開爾文表述：不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ灰鹌渌兓?。?）熱機(jī)①熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。其原理是熱機(jī)從高溫?zé)嵩次諢崃縌

，推動(dòng)活塞做功W，然后向低溫?zé)嵩矗ɡ淠鳎┽尫艧崃縌

需要兩個(gè)熱源）②由能量守恒定律可得：

Q

=W+Q ③我們把熱機(jī)做的功和它從熱源吸收的熱量的比值叫做熱機(jī)效率，用

η

表示，即

η=

W

/

Q

④熱機(jī)效率不可能達(dá)到

100%（5）第二類永動(dòng)機(jī)①設(shè)想：只從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓臒釞C(jī)。②第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，不違反熱力學(xué)第一定律或能量守恒定律，違反熱力學(xué)第二定律。原因：盡管機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能而不引起其他變化；機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性。（6）推廣：與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是不可逆的。例如；擴(kuò)散、氣體向真空的膨脹、能量耗散。（7）熵和熵增加原理①熱力學(xué)第二定律微觀意義：一切自然過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無序程度增大的方向進(jìn)行。②熵：衡量系統(tǒng)無序程度的物理量，系統(tǒng)越混亂，無序程度越高，熵值越大。③熵增加原理：在孤立系統(tǒng)中，一切不可逆過程必然朝著熵增加的方向進(jìn)行。熱力學(xué)第二定律也叫做熵增加原理。（8）能量退降：在熵增加的同時(shí)，一切不可逆過程總是使能量逐漸喪失做功的本領(lǐng)，從可利用狀態(tài)變成不可利

晶

體單晶體

多晶體

非晶體用狀態(tài)，能量的品質(zhì)退化

外形

規(guī)

則

不規(guī)則

不規(guī)則熔

不確解釋：在能量

確

定點(diǎn)

定轉(zhuǎn)化過程中，總伴隨著內(nèi)能的產(chǎn)生，分子無序程度增加，同時(shí)內(nèi)

物理性質(zhì)

各向異性

各向同性能耗散到周圍環(huán)境中，無法重新收集起來加以利用）四、固體和液體1、晶體和非晶體①晶體內(nèi)部的微粒排列有規(guī)則，具有空間上的周期性，因此不同方向上相等距離內(nèi)微粒數(shù)不同，使得物理性質(zhì)不同（各向異性）

由于多晶體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體（單晶體）集合而成，因此不顯示各向異性，形狀也不規(guī)則。②晶體達(dá)到熔點(diǎn)后由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化，分子間距離要加大。此時(shí)晶體要從外界吸收熱量來破壞晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，所以吸熱只是為了克服分子間的引力做功，只增加了分子的勢(shì)能。分子平均動(dòng)能不變，溫度不變。2、液晶：介于固體和液體之間的特殊物態(tài)物理性質(zhì)①具有晶體的光學(xué)各向異性——在某個(gè)方向上看其分子排列比較整齊②具有液體的流動(dòng)性——從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的．3、液體的表面張力現(xiàn)象和毛細(xì)現(xiàn)象（１）表面張力──表面層（與氣體接觸的液體薄層）分子比較稀疏，r＞r

，分子力表現(xiàn)為引力，在這個(gè)力作用下，液體表面有收縮到最小的趨勢(shì)，這個(gè)力就是表面張力。表面張力方向跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直．（２）浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象：附著層的液體分子比液 分子力表 附著層趨 毛細(xì)現(xiàn)浸潤(rùn)不浸

體內(nèi)部密稀疏

現(xiàn)排斥力吸引力

勢(shì)擴(kuò)張收縮

象上升下降潤(rùn)（３）毛細(xì)現(xiàn)象：對(duì)于一定液體和一定材質(zhì)的管壁，管的內(nèi)徑越細(xì)，毛細(xì)現(xiàn)象越明顯。①管的內(nèi)徑越細(xì)，液體越高 ②土壤鋤松，破壞毛細(xì)管，保存地下水分；壓緊土壤，毛細(xì)管變細(xì)，將水引上來五、氣體實(shí)驗(yàn)定律 理想氣體（1）探究一定質(zhì)量理想氣體壓強(qiáng)

p、體積

V、溫度

T

之間關(guān)系，采用的是控制變量法

P

/T＝C③等壓變 定律：V/

pT

T

p

V

V

V

p

p

T＝C提示：

O

V

O

T

O

T等溫變化

等容變化

等壓變化①等

溫變化中的圖線為雙曲線的一支，等容（壓）變化中的圖線均為過原點(diǎn)的直線（之所以原點(diǎn)附近為虛線，表示溫度太低了，規(guī)律不再滿足）②圖中雙線表示同一氣體不同狀態(tài)下的圖線，虛線表示判斷狀態(tài)關(guān)系的兩種方法（3）理想氣體狀態(tài)方程 （或 （或

p

p

恒定）

（

為摩爾數(shù)）（4）氣體壓強(qiáng)微觀解釋：大量氣體分子對(duì)器壁頻繁地碰撞產(chǎn)生的。壓強(qiáng)大小與氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的碰撞次數(shù)有關(guān)。決定因素：①氣體分子從宏觀上看由氣體的體積決定六、飽和汽和飽和汽壓1、飽和汽與飽和汽壓：在單位時(shí)間內(nèi)回到液體中的分子數(shù)等于從液面飛出去的分子數(shù)，這時(shí)汽的密度不再增大，液體也不再減少，液體和汽之間達(dá)到了平衡狀態(tài)，這種平衡叫做動(dòng)態(tài)平衡。我們把跟液體處于動(dòng)態(tài)平衡的汽叫做飽和汽，把沒有達(dá)