高中物理概念熱力學(xué)

1、精品文檔高中物理概念物理熱力學(xué)分子動理論一、分子動理論 基本觀點： 物質(zhì)是由大量分子組成的 。 阿伏伽德羅常量：在 12 克碳單質(zhì)中，所含有的碳 -12 分子個數(shù)。其 符號 是na。我們將此定義為mol（讀作：摩爾，簡1稱：摩。），其值為 6.02 1023 mol -1。單位是：mol-1。我們將mol分子的質(zhì)1量叫做 摩爾質(zhì)量 ，其符號是m。單位是kg/mol 。1g/mol=1-3kg/mol。單10分子質(zhì)量： m分子m 。一般單分子 質(zhì)量的數(shù)量級是 10 -27 10-26 （ kg ）。 分子n a體積（此公式不適用于氣體）： v分子vmol ，其中 vmol 是一摩爾物質(zhì)所對應(yīng)的體

2、n a積（摩爾體積）。摩爾體積可由 vmolm 得出。在 s.t.p. 下，理想氣體的摩爾體積恒為 22.4l/ mol。分子的半徑可用立體幾何中球體體積公式：v球體4r3 得3出。分子數(shù)公式： nm宏觀n av宏觀n am宏觀n av宏觀 n a 。mmvmolvmol分子在永不停息地做熱運動。 擴散現(xiàn)象：不同物質(zhì)能夠相互滲透的現(xiàn)象。擴散現(xiàn)象說明了：分子在永不停息地做熱運動，溫度越高，擴散越快。分子之間存在間隙 。布朗運動：懸浮微粒在流體中永不停息地做無規(guī)則運動的現(xiàn)象。微粒越小，布朗運動越明顯；溫度越高，布朗運動越激烈。它間接地反映了液體分子的運動是永不停息的、無規(guī)則的。 熱運動： 分子的永

3、不停息、無規(guī)則運動 。 分子間存在相互作用力。 分子間同時存在分子引力和分子斥力，表現(xiàn)的分子間作用力是其合力。 分子引力和分子斥力均隨分子間距變大而減小，但斥力減小更快 。當(dāng)某一分子受力平衡時，此時的分子間距r0 叫做平衡距離。 內(nèi)能：分子勢能和分子動能的統(tǒng)稱。分子勢能與兩分子間距離有關(guān)，分子距離越大 ，分子勢能越大 。分子動能與溫度有關(guān)，溫度越高 ，分子動能越大 。內(nèi)能可通過熱傳遞 和做功 的方式改變。分子間各作用力的圖像如下：。1歡迎下載精品文檔 分子運動速率統(tǒng)計： 無論是低溫還是高溫，其分子運動速率統(tǒng)計圖像都呈“ 中間多，兩頭少 ” 的分布規(guī)律，它表明了在某一溫度下一定數(shù)量的分子， 其單

4、個分子速率為其最小值和最大值的分子個數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于單個分子速率為分子平均速率的分子個數(shù)。物體的分子平均速率與溫度有關(guān)， 溫度越高 ，平均速率越大 。分子運動速率統(tǒng)計圖如下：氣體的性質(zhì)一、氣體狀態(tài)參量 氣體狀態(tài)參量： 概念：用來 描述氣體狀態(tài)的物理量。氣體狀態(tài)參量有 溫度、體積和壓強 。 溫度： 概念：衡量物體冷熱程度的物理量，微觀上表達了分子平均動能的大小。溫標(biāo)：用來衡量物體冷熱程度的標(biāo)準(zhǔn)。 熱力學(xué)溫標(biāo)： 將 -273 作為零度的溫標(biāo) 。符號 是t。單位 是開爾文 ，簡稱開，寫作。 熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫k標(biāo)的換算： t=t +273k， tt 。 絕對零度： 熱力學(xué)溫標(biāo)中的零點為絕對零度，即 0k。

5、開爾文認(rèn)為絕對零度 只能無限接近 ，但 不能達到 。3333 體積：氣體分子能夠達到的空間 。單位：立方米 m。單位換算： 1m=10 dm（l）63=10 cm（ ml）壓強： 概念：單位面積上所受的壓力。 它的大小決定于單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率 。單位是帕斯卡，簡稱帕，寫作pa。pa2。1=1n/m 大 氣壓 強： 大氣 壓強 是由 大氣 重力 產(chǎn)生 的 。一 個標(biāo)準(zhǔn) 大氣壓 強為5 pa，也可寫作為atm，其中 atm 表示標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強，是壓強的非1.013 101cmhg（讀作厘米汞柱）國際制單位。實際中常用汞柱長度來表示，其單位是或 mmhg（讀作毫米汞柱）。1atm=1.

6、013 105 pa =76cmhg=760mmhg。2歡迎下載精品文檔 氣體壓強： 帕斯卡定律： 加在密閉流體上的壓強，能夠大小不變地由流體向各個方向傳遞。 連通器：上端開口， 下端相連的容器。 連通器原理：在連通器中，中間液體 不間斷的同一液體在同一水平液面上壓強相等。 由此可知，在連通器中，開口的處液體面上壓強等于大氣壓強。管柱內(nèi)任意壓強規(guī)律：某一段液體上方壓強加上此段液體壓強等于下方壓強 。被液體圍繞的氣體對兩液面壓強相等 。二、氣體狀態(tài)參量方程 玻意耳定律（氣體的等溫變化）： 概念： 一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變時，其壓強與體積成反比。 公式： 正比式： p1。乘積式： p1v1p2v

7、2 。 比例式： p1v2。vp2v1 氣體的等溫判別式：對于其橫截面積相等 的各氣體，當(dāng)其 初始壓強 和體積一定 時，其 壓強增量 與體積增量 的關(guān)系為：p ppv。vv氣體的等溫曲線（簡稱： 等溫線 ）： 概念：氣體的等溫曲線是以體積軸為橫軸，氣體的壓強軸為縱軸的坐標(biāo)系中，由氣體等溫變化方程得到的一條雙曲線。 規(guī)律：由 p1 得： pv=k（k 是常量，且與氣體的摩爾質(zhì)量、氣體v質(zhì)量及溫度有關(guān)），所以： pk 。當(dāng) 溫度變高 時，k 值增大，p-v 圖像就距離坐v1 圖像就斜率越大 （正比例系數(shù)變大） 。標(biāo)軸越遠(yuǎn) （反比例系數(shù)變大）， pv 查理定律（氣體的等容變化）： 概念： 一定質(zhì)量的

8、氣體，在體積不變時，其壓強與熱力學(xué)溫度成正比。 公式： 正比式： pt 。比例式： p1t1 。p2t2 氣體的等容判別式： 對于其 橫截面積相等的各氣體，當(dāng)其初始壓強 和溫度一定 時，其 壓強增量 與溫度增量 成正比 。即：pptpt 。對于tt其橫截面積不同 的各氣體， 當(dāng)橫截面初始所受壓力 和溫度一定 時，橫截面所受壓力增量 與溫度增量 成正比 。即： f f t f t 。tt氣體的等容曲線（簡稱： 等容線 ）： 概念：氣體的等容曲線是以熱力學(xué)溫度軸為橫軸，氣體的壓強軸為縱軸的坐標(biāo)系中，由氣體等容變化方程得到的一條過原點的傾斜直線。 規(guī)律：由 pt 得： p=ct（c 是常量，且與氣體

9、的摩爾質(zhì)量、氣體質(zhì)量及體積有關(guān)） 。當(dāng)體積變大 時，c 值減小，p- t 圖像就斜率越小（正比例系數(shù)變?。?。因為開爾文認(rèn)為絕對零度只能無限接近，但不能達到，故接近 0k 的某一段正比例圖線可畫成 虛線 。值得注意的是， 氣體的等容曲線一定是該點與絕對零度 （ 0k）的連線 。熱力學(xué)溫標(biāo)的來源：最初法國科學(xué)家查理用的是攝氏溫標(biāo)，然而發(fā)現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時，溫度每變化1 ，變化的氣體壓強就等于其 0 時壓強的 1/273倍。即： ptp0p0pt p0 1t?？梢娝⒉籺273273。3歡迎下載精品文檔與其成正比，而是線性關(guān)系。英國科學(xué)家開爾文提出用熱力學(xué)溫標(biāo)（即開氏溫標(biāo)）來代替攝氏溫

10、標(biāo)，即： t t。則原方程就化為ptp0tct（c為該氣= +273k273體 時壓強的1/273倍，對于一定質(zhì)量的氣體，c是不變的），即 pt 。0在本章中，一律使用熱力學(xué)溫標(biāo)。 蓋呂薩克定律（氣體的等壓變化）： 概念： 一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變時，其體積與熱力學(xué)溫度成正比。 公式： 正比式： vt 。 比例式： v1t1。v2t2 氣體的等壓曲線（簡稱：等壓線 ）： 概念：氣體的等壓曲線是以熱力學(xué)溫度軸為橫軸，氣體的體積軸為縱軸的坐標(biāo)系中，由氣體等壓變化方程得到的一條過原點的傾斜直線。 規(guī)律：由 vt 得： v=at（a 是常量，且與氣v-t 圖像就斜體的摩爾質(zhì)量、氣體質(zhì)量及壓強有關(guān)）

11、。當(dāng)壓強變大 時，a 值減小，率越?。ㄕ壤禂?shù)變?。?。同樣的，接近 0k 的某一段正比例圖線可畫成虛線 。值得注意的是， 氣體的等壓曲線一定是該點與絕對零度（ 0k）的連線 。理想氣體狀態(tài)方程與克拉伯龍方程 理想氣體： 概念：在 任何情況下 ，氣體的狀態(tài)參量 完全按照氣體定律變化的氣體。 規(guī)律：溫度較高，壓強較小的氣體較接近理想氣體。 理想氣體狀態(tài)方程： 概念： 一定質(zhì)量的同種氣體，其壓強與體積的乘積，和熱力學(xué)溫度的比值是一個定值。 公式： p1v1p2v2t1t2 克拉伯龍方程： 概念：氣體壓強與體積的乘積，和熱力學(xué)溫度的比值，與該氣體的物質(zhì)的量成正比。 公式： pvn rmr ，其中 n 是該氣體的tm物質(zhì)的量， m是該氣體的質(zhì)量， m 是該氣體的摩爾質(zhì)量， r 是普適氣體常量 ，且 r=8.31 j/(mol k) 。 推論： 氣體的密度與熱力學(xué)溫度的乘積，和氣體壓強的比值，與該氣體的摩爾質(zhì)量成正比。即：tmmp 。對普prtr適氣體常量的理解：我們從理想氣體狀態(tài)方程得到pv恒量，然而恒量等于t得到這個恒量 r。對于多少呢？我們可以用 1mol 氣體在 s.t.p. 下體積是 22.4l1mol