热学知识点总结.docx

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1、中学物理选修3-3学问点梳理一, 学问网络分子直径数量级物质是由大量分子组成的 阿伏加德罗常数油膜法测分子直径分子动理论 分子动理论分子永不停息地做无规那么运动 扩散现象 布朗运动分子间存在相互作用力，分子力的Fr曲线分子的动能；与物体动能的区分物体的内能分子的势能；分子力做功与分子势能变更的关系；EPr曲线 物体的内能；影响因素；与机械能的区分 单晶体各向异性热, 光, 电等固体 晶体 多晶体各向同性热, 光, 电等 有固定的熔, 沸点 非晶体各向同性热, 光, 电等没有固定的熔, 沸点液体热力学 浸润与不浸润现象毛细现象举例 饱与汽与饱与汽压 液晶 体积V 气体体积与气体分子体积的关系 温

2、度T或t 热力学温标 分子平均动能的标记 压强的微观说明压强P 影响压强的因素 求气体压强的方法热力学定律变更内能的物理过程 做功 内能与其他形式能的相互转化 热传递物体间物体各局部间内能的转移 热力学第肯定律 能量转化与守恒 能量守恒定律 热力学第二定律两种表述熵熵增加原理 能源与环境 常规能源煤, 石油, 自然气 新能源风能, 水能, 太阳能, 核能, 地热能, 海洋能等二, 考点解析考点64 物体是由大量分子组成的 阿伏罗德罗常数要求：阿伏加德罗常数NA6.021023mol1是联系微观量与宏观量的桥梁。设分子体积V0, 分子直径d, 分子质量m；宏观量为物质体积V, 摩尔体积V1, 物

3、质质量M, 摩尔质量, 物质密度。1分子质量：2分子体积：对气体，V0应为气体分子占据的空间大小3分子直径：球体模型 固体, 液体一般用此模型立方体模型 气体一般用此模型对气体，d应理解为相邻分子间的平均距离4分子的数量：固体, 液体分子可估算分子质量, 大小(认为分子一个挨一个严密排列)；气体分子不行估算大小，只能估算气体分子所占空间, 分子质量。考点65 用油膜法估测分子的大小试验, 探究要求：在“用油膜法估测分子的大小的试验中，有以下操作步骤，请补充试验步骤C的内容及试验步骤E中的计算式：A用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，登记滴入1mL 的油酸酒精溶液的滴数N；B将

4、痱子粉末匀称地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜外表足够大，且不与器壁接触为止，登记滴入的滴数n；C_D将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长1cm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数m超过半格算一格，小于半格不算E用上述测量的物理量可以估算出单个油酸分子的直径 d = _ cm考点66 分子热运动 布朗运动要求：1扩散现象：不同物质彼此进入对方分子热运动。温度越高，扩散越快。应用举例：向半导体材料掺入其它元素扩散现象干脆说明：组成物体的分子总是不停地做无规那么运动，温度越高分子运动越猛烈；间 接 说 明：分子间有间

5、隙2布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规那么运动，不是液体分子的无规那么运动！因微粒很小，所以要用光学显微镜来视察 布朗运动发生的缘由是受到包围微粒的液体分子无规那么运动地撞击的不平衡性造成的因而布朗运动说明白分子在永不停息地做无规那么运动1布朗运动不是固体微粒中分子的无规那么运动2布朗运动不是液体分子的运动3课本中所示的布朗运动路途，不是固体微粒运动的轨迹4微粒越小，温度越高，布朗运动越明显留意：房间里一缕阳光下的灰尘的运动不是布朗运动3扩散现象是分子运动的干脆证明；布朗运动间接证明白液体分子的无规那么运动考点67 分子间的作用力要求：1分子间引力与斥力肯定同时存在，且都随分子间距离的增大

6、而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变更快2实际表现出来的分子力是分子引力与斥力的合力。随分子间距离的增大，分子力先变小后变大再变小。留意：这是指 r从小于r0开场到增大到无穷大3分子力的表现及变更，对于曲线留意两个距离，即r01010m与10r0。当分子间距离为r0约为1010m时，分子力为零，分子势能最小当分子间距离rr0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当分子间距离rr0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留意：压缩气体也须要力，不说明分子间存在斥力作用，压缩气体须要

7、的力是用来对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 温度与内能要求：温度与温标1温度：反映物体冷热程度的物理量是一个宏观统计概念，是物体分子平均动能大小的标记。任何同温度的物体，其分子平均动能一样。 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那么的，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。 21的氧气与1的氢气分子平均动能一样，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：TK说明：两种温度数值不同，但变更1 K与1的温度差

8、一样K是低温的极限，只能无限接近，但不行能到达。这两种温度每一单位大小一样，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+273.3分子动理论是热现象微观理论的根底热学包括：探讨宏观热现象的热力学, 探讨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那么的, 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1内能是物体内全部分子无规那么运动的动能与分子势能的总与，是状态量变更内能的方法有做功与热传递，它们是等效的三者的关系可由热力学第肯定律得到 UW+Q2确定分子势能的因素从宏

9、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与物体的体积分子势能都有关气体：一般状况下，气体分子间距离较大，不考虑气体分子势能的变更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肯定具有机械能。它们之间可以转化5志向气体的内能：志向气体是一种志向化模型，志向气体分子间距很大，不存在分子势能，所以志向气体的内能只与温度有关。温度越高，内能越大。1志向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那么气体对外不做功，体积减小，那么外界对气体做了功。2

10、志向气体内能变更状况看温度。3志向气体吸不吸热，那么由做功状况与内能变更状况共同推断。即从热力学第肯定律推断6理解内能概念须要留意几点：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, 体积分子间势能确定，与物体的宏观机械运动状态无关内能与机械能没有必定联系x0EPr07关于分子平均动能与分子势能理解时要留意1温度是分子平均动能大小的标记，温度一样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削减，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

11、分子势能最小，而不是零。4志向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 晶体与非晶体 晶体的微观构造要求：固体多晶体如金属1, 有确定几何形态2, 制作晶体管, 集成电路3, 各向异性晶体1, 无确定几何形态2, 各向同性非晶体液化过程中温度会不断变更，而不同温度下物质由固态变为液态时汲取的热量是不同的，所以非晶体没有确定的熔化热有确定熔点熔解与凝固时放出的热量相等非晶体单晶体1, 无确定几何形态2, 无确定熔点3, 各向同性1只能用单晶体制作晶体管与集成电路2详细到某种晶体，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，方解石那么是透光性上明显，方铅矿那么

12、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与非晶体两种不同的形式出现，物质是晶体还是非晶体不是肯定的，在肯定条件下可以相互转化。4通过X射线在晶体上的衍射试验，发觉各种晶体内部的微粒按各自的规那么排列，具有空间上的周期性。有的物质组成它们的微粒能够依据不同规那么在空间分布，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或金刚石。5晶体到达熔点后由固态向液态转化，分子间距离要加大。此时晶体要从外界汲取热量来破坏晶体的点阵构造，所以吸热只是为了克制分子间的引力做功，只增加了分子的势能。考点70 液体的外表张力现象 要求： 说明：对浸润与不

13、浸润现象, 毛细现象的说明不做要求液体非晶体的微观构造跟液体特别相像外表张力：外表层分子比拟稀疏，rr0在液体内局部子间的距离在r0左右，分子力几乎为零。液体的外表层由于与空气接触，所以外表层里分子的分布比拟稀疏, 分子间呈引力作用，在这个力作用下，液体外表有收缩到最小的趋势，这个力就是外表张力。太空中的液体，形态由外表张力确定，由于使液体外表收缩至最小，故呈球状。浸润与不浸润现象：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。 对于肯定液体与肯定材质的管壁，管的内径越细，毛细现象越明显。管的内径

14、越细，液体越高土壤锄松，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，液面边缘局部的外表张力斜向上方，这个力使管中液体向上运动，当管中液体上升到肯定高度，液体所受重力与液面边缘所受向上的力平衡，液面稳定在肯定高度。考点71 液晶要求：1液晶具有流淌性, 光学性质各向异性2不是全部物质都具有液晶态，通常棒状分子, 碟状分子与平板状分子的物质简单具有液晶态。自然存在的液晶不多，多数液晶为人工合成3向液晶参入少量多色性染料，染料分子会与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汲取强度也不一样，这样就能显示各种颜色4在多

15、种人体构造中都发觉了液晶构造考点72 气体试验定律 志向气体要求：说明：气体试验定律的计算不做要求1探究肯定质量志向气体压强p, 体积V, 温度T之间关系，采纳的是限制变量法2三种变更：玻意耳定律：PVC 查理定律： P / TC 盖吕萨克定律：V/ TC T1T2pVT1T2OV1V2pTV1V2Op1p2VTp1p2O 等温变更图线 等容变更图线 等压变更图线提示：等温变更中的图线为双曲线的一支，等容压变更中的图线均为过原点的直线之所以原点旁边为虚线，表示温度太低了，规律不再满意图中双线表示同一气体不同状态下的图线，虚线表示推断状态关系的两种方法对等容压变更，假如横轴物理量是摄氏温度t，那

16、么交点坐标为3志向气体状态方程志向气体，由于不考虑分子间相互作用力，志向气体的内能仅由温度与分子总数确定 ，与气体的体积无关。对肯定质量的志向气体，有或4气体压强微观说明：由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的，与温度与体积有关。气体分子的平均动能，从宏观上看由气体的温度确定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确定考点73 饱与汽与饱与汽压要求：说明：相对湿度的计算不做要求汽化沸腾只在肯定温度下才会发生，液体沸腾时的温度叫做沸点，沸点与温度有关，大气压增大时沸点上升饱与汽与饱与汽压在密闭容器中的液面上同时进展着两种相反的过程：一方面分子从液面飞出来；另一方面由于液面上的汽分子

17、不停地做无规那么的热运动，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，回到液体中的分子数也渐渐增多。最终，当汽的密度增大到肯定程度时，就会到达这样的状态：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，液体也不再削减，液体与汽之间到达了平衡状态，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与汽，把没有到达饱与状态的汽叫做未饱与汽。在肯定温度下，饱与汽的压强肯定，叫做饱与汽压。未饱与汽的压强小于饱与汽压。饱与汽压1饱与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饱与汽压与温度与物质种类有关。在同一温

18、度下，不同液体的饱与气压一般不同，挥发性大的液体饱与气压大；同一种液体的饱与气压随温度的上升而快速增大。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将不饱与汽变为饱与汽的方法：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定处于饱与状态3空气的湿度1空气的肯定湿度：用空气中所含水蒸气的压强来表示的湿度叫做空气的肯定湿度。2空气的相对湿度：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。离饱与程度越远，空气相对湿度越小4汽化热液体汽化时体积会增大许多，分子汲取的能量不只是用于摆脱其他分子

19、的束缚，还用于体积膨胀时克制外界气压做功，所以汽化热还与外界气体的压强有关。考点74 做功与热传递是变更物体内能的两种方式 要求：1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状况：绝热材料变更快速焦耳的两个试验：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热量与内能不能说物体具有多少热量，只能说物体汲取或放出了多少热量，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。变更物体内能的两种方式：做功与热传递。做功是内能与其他形式的能发生转化；热传

20、递是不同物体或同一物体的不同局部之间内能的转移，它们变更内能的效果是一样的。考点75 热力学第肯定律 能量守恒定律 要求：I1热力学第肯定律：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与。2数学表达式为：UW+Q 绝热：Q0；等温：U0，假如是气体向真空扩散，W03符号法那么：做功W热量Q内能的变更U取正值“+外界对系统做功系统从外界汲取热量系统的内能增加取负值“系统对外界做功系统向外界放出热量系统的内能削减2能量守恒定律：1能量既不会凭空产生，也不会凭空消逝，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别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。这就是

21、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。 依据能量守恒定律，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行能制成的考点76 热力学第二定律 要求：1可逆与不行逆过程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展，但相反方向却不能自发地进展，即热传导具有方向性，是一个不行逆过程。2说明：“自发地过程就是在不受外来干扰的条件下进展的自然过程。热量可以自发地从高温物体传向低温物体，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，

22、必需有“外界的影响或扶植，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：不行能从单一热库汲取热量，使之完全变胜利，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汲取热量Q1，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+Q2我们把热机做的功与它从热源汲取的热量的比值叫做热机效率，用表示，即= W / Q1 热机效率不行能到达100%4第二类永动机设想：只从单一热源汲取热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变更的热机。第二类永动机不行能制成，

23、表示尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化成机械能而不引起其他变更；机械能与内能的转化过程具有方向性。5热力学第二定律的微观说明熵增加原理：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态开展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向开展。因此热力学第二定律也叫做熵增加原理。热力学第二定律的微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进展。6热力学第三定律：不行能通过有限的过程把一个物体冷却到肯定零度。热力学第三定律不阻挡人们想方法尽可能地接近肯定零度。考点77 能源与环境 能源的开发与应用 要求：能量耗散：各种形式的能量向内能转化，无序程度较小的状态

24、向无序程度较大的状态转化。能量耗散虽然不会使能的总量不会削减，却会导致能的品质降低，它事实上将能量从可用的形式降级为不大可用的形式，煤, 石油, 自然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。故能量虽然不会削减但能源会越来越少，所以要节约能源。三种常规能源是：煤, 石油, 自然气。石油与煤燃烧产生的二氧化碳增加了大气中的二氧化碳的含量，产生了温室效应，引发了一系列问题，如：两的冰雪溶化，海平面上升，海水倒灌，耕地盐碱化这些都是自然对人类的报复。还有一些问题，如：煤燃烧时形成的二氧化硫等物质使雨水形成“酸雨。开发与利用新能源：新能源主要指太阳能, 生物能, 风能, 水能等。这些能源一是取之不尽, 用之不竭，二是不会污染环境等等。第 12 页