3-3热学知识点总结归纳

3-3热学知识点总结归纳第一页共九页第七章：分子动理论内容1、物体是由大量分子组成的内容2、分子永不停息的做无规则热运动内容3、分子间同时存在相互作用的引力和斥力一、物体是由大量分子组成的阿伏加德罗常数（NA＝6.02×1023mol－1：联系微观量与宏观量的桥梁。微观量:分子体积v0、分子直径d、分子质量m0分子总个数N宏观量:物质体积v、摩尔体积V、物质质量m、摩尔质量M物质密度ρ、物质的量n。分子质量m0=摩尔质量M/阿伏加德罗常数NA即m0=M/NA分子质量m0=物质密度ρ*摩尔体积V/阿伏加德罗常数NA即m0=ρV/NA分子质量数量级10－26kg分子体积v0=摩尔体积V/阿伏加德罗常数NA：v0=V/NA分子体积v0=摩尔质量M/物质密度ρ*阿伏加德罗常数NA即v0=M/ρNA（对气体，v0应为气体分子占据的空间大小）分子直径：（数量级10－10m）○1球体模型．Vd3)2(34（固体、液体一般用此模型）○2立方体模型．30=Vd（气体一般用此模型固体、液体估算直径也可）（对气体，d应理解为相邻分子间的平均距离）分子的数量：N=nNA=m/m0=v/v0n=m/Mn=v/V(n=ρv/Mn=m/ρV)(*对气体，v0应理解为气体分子所占空间体积*)固体、液体分子可估算分子大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子不可估算大小，只能估算分子间平均距离、所占空间体积油膜法测油酸分子直径（利用宏观量求微观量）原理：d=V/Sd:单分子油膜层厚度v:1滴油酸酒精溶液中油酸体积=N滴油酸酒精溶液总体积*浓度/Ns:单分子油膜面积(查格数：多于半格算一个格，少于半格不算）二、分子永不停息的做无规则热运动分子永不停息的无规则运动叫热运动------（微观运动）1、扩散现象：不同物质彼此进入对方。温度越高，扩散越快。(扩散现象由于分子热运动引起的，是宏观现象，不是分子的热运动)应用举例：向半导体材料掺入其它元素扩散现象不是外界作用引起的，是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动宏观反映间接说明：分子间有间隙2、布朗运动：悬浮在液（气）体中的固体小微粒的无规则运动，要用显微镜来观察．布朗运动发生的原因是固体小微粒受到周围微粒的液（气）体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而布朗运动说明了（与固体小微粒接触的液体或气体）分子在永不停息地做无规则运动．（1）布朗运动不是固体微粒中分子的无规则运动．3-3热学知识点总结归纳第二页共九页（2）布朗运动不是液体分子的运动．（3）课本中所示的是固体小微粒不同时刻位置连线，不是运动轨迹．（4）微粒越小不平衡性越明显，温度越高，布朗运动越明显．注意：房间里一缕阳光下的灰尘的运动不是布朗运动．热水里的胡椒粉的运动是由于对流引起的（眼睛能看到）不是布朗运动。3）扩散现象是分子运动的直接证明但不是分子的热运动；布朗运动间接证明了液体或气体分子的无规则运动三、分子间的作用力分子间存在相互作用的引力和斥力分子间有空隙：酒精和水混合体积变小说明分子间有空隙但固体液体很难被压缩，说明有斥力，很难被拉伸，说明有引力破镜难复原，说明分子间有斥力1）分子间引力和斥力一定同时存在，且都随分子间距离的增大而减小（但斥力减小的快），随分子间距离的减小而增大（但斥力增大的快）2）实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。随分子间距离的增大，分子力先变小后变大再变小。（注意：这是指r从小于r0开始到增大到无穷大）3）分子力的表现及变化，注意r0（10－10m）与10r0两个位置。①当分子间距离为r0（约为10－10m）时，分子力为零，分子势能最小②当分子间距离r＞r0时，分子力表现为引力。当分子间距离由r0增大时，分子力先增大后减小r＞10r0分子力变得很微弱，可忽略，为0③当分子间距离r＜r0时，分子力表现为斥力。当分子间距离由r0减小时，分子力不断增大4）注意：压缩气体也需要力，不说明分子间存在斥力作用，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。温度和温标1、平衡态：在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量（P、T）就不在变化，这种情况下我们就说容器内的气体达到平衡态，否则就是非平衡态。（指的是一个系统的状态）2、热平衡：两个系统相互接触，经过一段时间以后，状态参量就不再变化了，这说明两个系统对于传热来说已经达到了平衡，这种平衡叫做热平衡（指的是两个系统之间的关系）3、热平衡定律：如果两个热力学系统各自与第三个热力学系统处于热平衡，则它们彼此也必处于热平衡。这一实验结论叫做热平衡定律。（热平衡定律又叫热力学第零定律）0rEPr03-3热学知识点总结归纳第三页共九页4、温度：反映物体冷热程度的物理量（是一个宏观统计概念），是物体分子热运动平均动能的标志。（确切的说是物体分子热运动平均平动动能的量度）任何相同温度的物体，其分子平均动能相同。（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）1℃的氧气和1℃的氢气分子平均动能相同，1℃的氧气分子平均速率小于1℃的氢气分子平均速率。2）热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系为：T＝t+273.15（K）说明：①两种温度数值不同，但改变1K和1℃的温度差相同②０K是低温的极限，只能无限接近，但不可能达到。（绝对0度不可达到--热力学第三定律）③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0℃，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－273℃规定为0K），所以T=t+273.5、分子动理论是热现象微观理论的基础1）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2）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3）气体分子运动接特点：分子数密度巨大、分子间频繁碰撞、分子运动杂乱无章，某一时刻向各个方向运动的气体分子数目都相等（有微小差别，可完全忽略）4）气体温度的微观意义：一定温度下分子速率分布：中间多、两头少，温度越高，分子的热运动越激烈（图像右移）内能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ΔU＝W+Q2）决定所有分子势能的因素：体积（分子间距离）决定所有分子动能的因素：温度（分子总个数、分子平均动能）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。它们之间可转化5）理想气体的内能：理想气体是一种理想化模型，理想气体分子间距很大，不计分子势能，只考虑：所有分子的动能总合。理想气体的内能微观：分子总个数、平均动能（不计分子势能）宏观：质量、温度由ΔU＝W+Q：3-3热学知识点总结归纳第四页共九页（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属自由扩散）--W取负值，体积减小，则外界对气体做了功--W取负值。（2）吸热Q取正值、放热Q取负值（3）理想气体内能变化情况看温度。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r0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。第八章：气体（分子无规则运动起主要作用）实验定律理想气体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—吕萨克定律：V/T＝C(或由CTpvPV＝CT=K(P----1/V图像中)P/T＝C/V=KV/T＝C/P=KK为图像斜率)等温变化图线等容变化图线等压变化图线（注意面积代表PV乘积）（斜率P/T＝C/V=K）（斜率V/T＝C/P=K）提示：①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）②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③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－273.15K3）理想气体状态方程x0EPr0T1＜T2pVT1T2OV1＜V2pTV1V2Op1＜p2VTp1p2O3-3热学知识点总结归纳第五页共九页理想气体，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，有112212pVpVTT（或CTpv）应用：1.注意研究对象2.注意两个状态下的PVT4）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n=N/V)，从宏观上看由气体的质量体积决定第九章：固体、液体和物态变化一、晶体和非晶体晶体的微观结构晶体：石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖（粘在一起的糖块是多晶体，单个的是单晶体）、味精等，（雪花是水蒸气凝华形成的六角形图案的晶体、石英晶体：中间六棱柱，两端是六棱锥）非晶体：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等注：各向同性或异性指：导热或导电性能或光学性质同与不同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。单晶体具有各向异性,但对某些特性或者某些切面上不一定就表现各向异性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成不同的晶体。例如：碳原子由于排列不同可以生成石墨（层状结构，层与层之间距离较大，原子间作用力较弱，质地松软）或金刚石（碳原子间作用力很强，有很大硬度可切割玻璃）。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。二、液体（无规则运动与分子力共同作用）的表面张力现象固体多晶体如金属1、有确定几何形状2、制作晶体管、集成电路3、各向异性晶体1、无确定几何形状2、各向同性非晶体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有确定熔点熔解和凝固时放出的热量相等非晶体单晶体1、无确定几何形状2、无确定熔点3、各向同性3-3热学知识点总结归纳第六页共九页液体──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＞r0在液体内部分子间的距离在r0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。液体表面张力与温度有关：