物理3-3知識點匯總

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上選修3-3知識點匯總1兩種分子模型(1)固體、液體分子一個一個緊密排列，可將分子看成球形或立方體形，如圖所示，分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長，所以d (球體模型)或d(立方體模型)。(2)氣體分子不是一個一個緊密排列的，它們之間的距離很大，所以氣體分子的大小不等于分子所占有的平均空間（不能求出氣體分子的大?。Ｈ鐖D所示，此時每個分子占有的空間視為棱長為d的立方體，所以d。2 用油膜法估測分子的大小(1)實驗原理：當把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時,油酸就在水面上散開,其中的酒精溶于水中并很快揮發(fā),在水面上形成一層純油酸的單層分子薄膜。如果把分子看成

2、小球,單層分子油膜的厚度就可以認為等于油酸分子的直徑,如圖所示。 實驗中如果算出一定體積V的油酸在水面上形成的單分子油膜的面積S,即可算出油酸分子直徑的大小,即。(2)實驗器材 清水、酒精、油酸、量筒、淺盤(邊長約為)、注射器(或滴管)、玻璃板、彩筆、痱子粉(或細石膏粉)坐標紙、容量瓶(500mL)(3)實驗步驟用稀酒精溶液及清水清洗淺盤,充分洗去油污、粉塵,以減少實驗誤差。配制油酸酒精溶液:取純油酸1mL,注入500mL的容量瓶中,然后向容量瓶內(nèi)注入酒精,直到液面達到500mL刻度線,搖動容量瓶,使油酸分子充分與酒精分子結(jié)合,這樣就得到了體積濃度約為0.2%的油酸酒精溶液

3、。用注射器或滴管將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,并記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù)N。向淺盤里倒入約2cm深的水,并將痱子粉或細石膏粉均勻地撒在水面上。用注射器或滴管將1滴油酸酒精溶液滴在水面上。待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,并將油酸薄膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上。將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上,計算輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù),不足半個的舍去,多于半個的算 個,算出油膜的面積S。根據(jù)油酸酒精溶液的濃度,算出1滴溶液中純油酸的體積V,并代入公式算出油酸薄膜的厚度d。(4)數(shù)據(jù)處理(計算方法)：1滴油酸酒精溶液的平均體積。     

4、;   1滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積V. ()    油膜的面積 (n為有效格數(shù),小方格的邊長為1cm)。分子直徑 (代入數(shù)據(jù)時注意單位的統(tǒng)一)(5)實驗注意事項油酸酒精溶液配制好后不要長時間放置,以免改變濃度,造成較大的實驗誤差。實驗前應注意,淺盤是否干凈,否則難以形成油膜。淺盤中的水應保持平衡,痱子粉應均勻撒在水面上。向水面滴油酸酒精溶液時,應靠近水面,不能離水面太高,否則油膜難以形成。待測油酸液面擴散后又收縮,要在穩(wěn)定后再畫輪廓。本實驗只要求估算分子大小,實驗結(jié)果數(shù)量級符合要求即可。3.阿伏加德羅常數(shù)(1) 1mo

5、l的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù),這個數(shù)量可以用阿伏加德羅常數(shù)來表示,常取NA=6.02×1023mol-1。阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁。微觀物理量有:分子體積、分子直徑、分子質(zhì)量等。宏觀物理量有:物體體積、摩爾體積、物體質(zhì)量、摩爾質(zhì)量物質(zhì)密度等。(2)利用阿伏加德羅常數(shù)可計算下列物理量：分子的質(zhì)量: 分子的體積：(僅適用于固體和液體,對于氣體,Vo為一個分子占據(jù)空間的體積)物體所含的分子數(shù): 或氣體分子間的平均距離: (Vo為氣體分子所占據(jù)空間的體積)固體、液體分子直徑: 【分子的熱運動】擴散現(xiàn)象布朗運動定義不同物質(zhì)能夠彼此進入對方的現(xiàn)象懸浮在液體(或氣體)中的

6、固體微粒的無規(guī)則運動產(chǎn)生原因是分子無規(guī)則運動的直接結(jié)果，是分子無規(guī)則運動的宏觀反映大量液體(或氣體)分子對懸浮微粒的撞擊的不平衡導致的影響因素 (1)溫度:溫度越高擴散越快(2)濃度:從濃度高處向濃度低處擴散，濃度差越大,擴散越顯著(3)物態(tài):氣態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象最快、最顯著。固態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象最慢,短時間內(nèi)非常不明顯。液態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象明顯程度, 介于氣態(tài)與固態(tài)之間。(1)溫度:溫度越高,布朗運動越明顯。溫度越高,液體分子運動的平均速率越大,對懸浮于其中的微粒的撞擊作用也越大, 因此溫度越高,布朗運動越劇烈。(2)固體微粒的大?。何⒘Ｔ叫〔祭蔬\動越明顯。懸浮微粒越小,某時刻與它相撞的

7、分子數(shù)越少，來自各方向的沖擊力越不平衡;另外微粒越小,其質(zhì)量也就越小,相同沖擊力下產(chǎn)生的加速度也越大,  因此微粒越小,布朗運動越明顯。微觀機制擴散現(xiàn)象說明了分子都在永不停息地做無規(guī)則運動布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動，不是分子的無規(guī)則運動,但間接反映了液體(或氣體)分子的無規(guī)則運動相同點(1)產(chǎn)生的根本原因相同,都是分子永不停息地做無規(guī)則運點動; (2)它們都隨溫度的升高而表現(xiàn)得越明顯1.熱運動定義：物理學中把分子永不停息的無規(guī)則運動叫熱運動。特點：(1)永不停息(2)無規(guī)則運動(3)劇烈程度與溫度有關,溫度越高,熱運動越劇烈實驗證據(jù)：擴散現(xiàn)象、布朗運動2.布朗運動和熱運動的比較布

8、朗運動熱運動區(qū)別研究對象是固體微粒,微粒 越小,布朗運動越明顯,在液體、氣體中發(fā)生研究對象是分子,任何物體的分子都做無規(guī)則運動使用光學顯微鏡觀察使用電子顯微鏡觀察相同點 無規(guī)則運動永不停息與溫度有關,溫度越高運動越劇烈聯(lián)系周圍液體(或氣體)分子的熱運動是布朗運動產(chǎn)生的原因,布朗運動是熱運動的宏觀表現(xiàn)注意：擴散現(xiàn)象的顯著程度濃度有關。當兩種物質(zhì)一定的前提下,當兩部分的分子分布濃度相同時,濃度不再變化,宏觀上擴散停止,但分子運動并沒有停止,因此這種狀態(tài)是一種動態(tài)平衡。布朗運動是懸浮的固體顆粒的運動,不是單個分子的運動,但布朗運動間接反映周圍液體或氣體分子的運動。布朗運動中懸浮在

9、液體或氣體中的微粒是人的肉眼不能直接觀察到的。3.熱運動熱運動是分子的運動,但熱運動是對大量分子而言的,對個別分子來說熱運動無意義。分子熱運動是擴散現(xiàn)象形成的直接原因,布朗運動是分子熱運動的間接反映,特別注意不能說擴散現(xiàn)象、布朗運動是熱運動?！痉肿娱g的作用力】1（1）分子間有空隙擴散現(xiàn)象和布朗運動表明分子永不停息地做無規(guī)則運動,同時也反映了分子間有空隙,假若分子間無空隙,則無規(guī)則運動無法實現(xiàn)。物體的熱脹冷縮現(xiàn)象正是由于物體分子間的空隙增大或縮小造成的,這是氣體、液體和固體所共有的現(xiàn)象。 （2）分子間作用力的分析從宏觀上解釋固體有一定體積和形狀,且很難被拉斷,說明分子間有引力存在分子間

10、有空隙,但用力壓縮物體,物體不易被壓縮,說明分子間有斥力存在從微觀上解釋分子間雖然有空隙,但大量分子卻能聚集在一起形成固體或液體,說明分子之間存在著引力分子間有引力,而分子間又有空隙,沒有緊緊吸在起,這說明分子間還存在著斥力2.分子間的作用力的理解(1)分子間同時存在相互作用的引力和斥力。宏觀表現(xiàn)的分子力是分子間引力和斥力的合力。(2) 為分子間引力和斥力大小相等時的距離,其數(shù)量級為。此時分子并不是靜止不動而是在平衡位置附近振動。(3)分子間的引力和斥力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,但是斥力變化得較快。【分子動理論】 內(nèi)容：物體是由大量分子組成的。分子在永不停息地做無規(guī)

11、則運動。分子之間存在著引力和斥力。實驗依據(jù)：擴散現(xiàn)象、布朗運動  【平衡態(tài)與熱平衡】1.平衡態(tài)(1)熱力學的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡,組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無規(guī)則運動,只是分子運動的平均效果不隨時間變化,表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化。(2)平衡態(tài)是一種理想情況,因為任何系統(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。 (3)平衡態(tài)的特點:系統(tǒng)溫度、壓強、體積不發(fā)生變化。2.熱平衡：相互接觸的兩個系統(tǒng),各自的狀態(tài)參量將會相互影響而分別改變,最后,兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量將不再變化,我們就說兩個系統(tǒng)達到了熱平衡,一切達到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度,所以兩個系統(tǒng)達到熱平衡的標準是系統(tǒng)具有相同的溫

12、度。3.平衡態(tài)與熱平衡概念的區(qū)別(1)平衡態(tài)不是熱平衡,平衡態(tài)是對某一系統(tǒng)而言的,熱平學衡是對兩個接觸的系統(tǒng)而言的。(2)分別處于平衡態(tài)的兩個系統(tǒng)在相互接觸時,它們的狀態(tài)解可能會發(fā)生變化,直到溫度相同時,兩系統(tǒng)便達到了熱平衡。達到熱平衡的兩個系統(tǒng)都處于平衡態(tài)。說明：兩個系統(tǒng)達到熱平衡后再把它們分開，如果分開后它們都不受外界影響, 再把它們重新接觸,它們的狀態(tài)不會發(fā)生新的變化。因此,熱平衡概念也適用用兩個原來沒有修發(fā)生過作用的系統(tǒng)。因此可以說,只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化,我們就記說兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的。4.熱平衡定律：如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此

13、之間也必定處于熱平衡,這個結(jié)論稱為熱平衡定律。【溫度和溫標】1.溫度：處于熱平衡的系統(tǒng)之間有一“共同熱學性質(zhì)”,即溫度。(1)宏觀上,表示物體的冷熱程度。(2)微觀上,反映分子熱運動的劇烈程度。(3)一切達到熱平衡的物體都具有相同的溫度。2.溫標攝氏溫標熱力學溫標提出者攝爾修斯開爾文零度的規(guī)定一個標準大氣壓下冰水混合物的溫度-273.15溫度名稱攝氏溫度熱力學溫度溫度符號tT單位名稱攝氏度開爾文單位符號K關系(1)T=t+273.15K,粗略表示:T=t+273K關系(2)每一開爾文的大小與每一攝氏度的大小相等3.溫度與溫標的應用: (1)溫度變化1與變化1K是等效的,即T=t,但T 

14、;t+273.15K(2)絕對零度（-273.15=0 K）是低溫的極限。絕對零度是溫度理論上的極限,只能無限接近,不能達到。【分子動能】定義分子由于無規(guī)則運動而具有的能量叫做分子動能對分子動能的理解單個分子的動能(1)物體由大量分子組成,每個分子都有分子動能。(2)分子在永不停息地做無規(guī)則熱運動,每個分子的動能大小不同,并且時刻在變化。(3)熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運動的統(tǒng)計結(jié)果,個別分子的動能沒有實際意義。分子的平均動能(1)溫度是大量分子無規(guī)則熱運動的宏觀表現(xiàn),具有統(tǒng)計意義。溫度升高,分子的平均動能增大,但不是每一個分子的動能都增大,個別分子的動能可能增大,也可能減小,但總體平均動能上所有

15、分子的動能之和一定是增加的。(2)雖然同一溫度下,不同物質(zhì)的分子熱運動的平均動能相同,但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不盡相同,平均速率大小一般不相同?！痉肿觿菽堋慷x分子間由分子力和分子間的相對位置決定的勢能分子勢能的特點由分子間的相對位置決定,隨分子間距離的變化而變化。分子勢能是標量,正負表示的是大小,具體的值與零勢能的選擇有關分子勢能與分子力做功分子力做正功時,分子勢能減少,分子力做負功時,分子勢能增加。取分子間距離無限遠時分子勢能為零值,一般兩分子間距離 > 時分子勢能均視為零。分子勢能與分子間的距離的關系圖示分子間距離在小于平衡距離時,分子勢能最大值在零距離處；分子距離在大于平衡距離時

16、,分子勢能最大值在無窮遠處；分子間距離在無窮遠處引力和斥力都為零,引力引起的勢能最大；分子間距離在無窮近處引力和斥力最大,斥力引起的勢能最大。分子力表現(xiàn)為斥力,隨著的減小,分子斥力做負功,分子勢能增大分子力為零，分子勢能最小（但不為零）。在此位置左右分子間距離不論減小或增大,分子勢能都增大。所以說平衡位置處是分子勢能最低點分子力表現(xiàn)為引力,隨著的增大,分子引力做負功,分子勢能增大分子勢能均視為零影響因素宏觀分子勢能跟物體的體積有關,物體的體積變化,物體的勢能會變化,但不能說體積變大, 分子勢能一定變大。要視具體的物質(zhì)而定微觀分子勢能跟分子間距離r有關,分子勢能與的關系不是單調(diào)變化的【內(nèi)能】&#

17、160;1.內(nèi)能的概念及決定因素(1)物體的內(nèi)能:物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和。(2)任何物體都具有內(nèi)能,因為一切物體都是由不停地做無規(guī)則熱運動且相互作用著的分子所組成的。(3)決定物體內(nèi)能的因素從宏觀上看:物體內(nèi)能的大小由物體的物質(zhì)的量、溫度和體積三個因素決定從微觀上看:物體內(nèi)能的大小由組成物體的分子總數(shù)、分子熱運動的劇烈程度和分子間的距離三個因素決定2內(nèi)能與機械能的區(qū)別和聯(lián)系項目內(nèi)能機械能對應的運動形式微觀分子的熱運動宏觀物體的機械運動能量常見形式分子動能、分子勢能物體的動能、重力勢能和彈性勢能能量存在的原因由物體內(nèi)大量分子的熱運動和分子間相對位置決定由于物體做機械運動、被舉

18、高或發(fā)生彈性形變影響因素 物質(zhì)的量、物體的溫度和體積物體的質(zhì)量、機械運動的速度、離地高度(或相對于零勢能面的高度)和彈性形變程度是否為零永遠不能等于零一定條件下可以等于零聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化3.對物體內(nèi)能的大小及內(nèi)能改變的分析    具體比較和判斷時,必須抓住物體內(nèi)能的大小與分子數(shù)目、溫度、物體的體積及物態(tài)等因素有關,結(jié)合能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,綜合進行分析(1)當物體質(zhì)量一定時(相同物質(zhì)的摩爾質(zhì)量相等),物體所含分子數(shù)就一定。(2)當物體溫度一定時,物體內(nèi)部分子的平均動能就一定。(3)當物體的體積不變時,物體內(nèi)部分子間的相對位置就不變,分

19、子勢能也不變。(4)當物體發(fā)生物態(tài)變化時,要吸收或放出熱量,使物體的溫度或體積發(fā)生改變,物體的內(nèi)能也隨之變化?！練怏w的狀態(tài)參量】參量體積溫度壓強定義氣體體積就是氣體分子所能達到的空間的體積宏觀上溫度表示物體的冷熱程度。微觀上溫度是物體分子平均動能的標志氣體作用在單位面積器壁上的壓力單位m',L, ml,KPa, atm, mmhg關系一定質(zhì)量的氣體,三個參量一定,氣體處于一定的狀態(tài);如果三個量都發(fā)生變化或其中兩個量發(fā)生變化,則氣體狀態(tài)發(fā)生變化。只有一個參量發(fā)生變化是不可能的1.容器處于平衡狀態(tài)時封閉氣體壓強的計算(1)取等壓面法:根據(jù)同種液體在同一水平液面

20、處壓強相等,在連通器內(nèi)靈活選取等壓面。由兩側(cè)壓強相等列方程求解壓強。例如,圖中,同一水平液面C、D處壓強相等,故。這是依據(jù)連通器原理:在連通器中,同一液體(只有一種液體且液體不流動)的同一水平液面上的壓強相等。(2)參考液片法:選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研 究對象,分析液片兩側(cè)受力情況,建立平衡方程消去面積,得到液片兩側(cè)壓強相等,進而求得氣體壓強。    例如,圖中粗細均勻的U形管中封閉了一定質(zhì)量的氣體A,在其最低處取一液片B,由其兩側(cè)受力平衡可知 ,即。(3)力平衡法:選與封閉氣體接觸的液柱(或活塞、汽缸)為研究對象進行受

21、力分析,由列式求氣體壓強。說明：(1)在考慮與氣體接觸的液柱所產(chǎn)生的附加壓強時,應精別注意h表示液面間的豎直高度差,不一規(guī)定是液柱長度。(2)求由液體封閉的氣體壓強,應選擇最低液面列總平衡方程。(3)若選取的是一個參考液片,則液片自身重力不計,若選取的是某段液柱咸固體,則其自身重力也要考慮。(4)計算對注意單位的正確使用。    2.容器加速運動時封閉氣體壓強的計算    當容器加速運動時,通常選與氣體相關聯(lián)的活塞(汽缸)、液柱為研究對象進行受力分析,然后由牛頓第二定律列方程,求出封閉氣體的壓強?！静Ｒ舛伞?.

22、內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在溫度不變的情況下,壓強與體積成反比。    2.數(shù)學表達式或 3.適用條件：(1)氣體質(zhì)量不變、溫度不變 (2)氣體溫度不太低、壓強不太大。5.玻意耳定律的推廣(1)玻意耳定律的推廣式:將某氣體在保持總質(zhì)量、溫度不變的情況下分成了若干部分、則有 (2)充氣問題    研究對象的選取方法:如果打氣時每一次打入的氣體質(zhì)量、體積和壓強均相同,則可設想用一容積為的打氣筒將壓強為的氣體一次打入容器與打次氣等效代替。研究對象應為容器中原有的氣體和次打入的氣體總和。表達式:整個過程為等溫壓縮過程(3)

23、抽氣問題：從容器內(nèi)抽氣的過程中,容器內(nèi)的氣體質(zhì)量不斷減小,這屬于變質(zhì)量的問題。    研究對象:每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象    表達式:整個過程可看成等溫膨脹過程第一次: 第二次:     (4)關于灌氣問題    個大容器里的氣體分裝到多個小容器的問題,也是一個典型的變質(zhì)量問題。研究對象:大容器的氣體和多個小容器中的氣體看做整體作為研究對象。表達式:?！镜热葑兓?.等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體,在體積保持不變的

24、情況下發(fā)生的狀態(tài)變化過程。2.查理定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體,在體積不變的情況下,壓強與熱力學溫度成正比表達式 或說明一定質(zhì)量的某種氣體在等容變化過程中,壓強跟熱力學溫度成正比例關系,但是不與攝氏溫度成正比,壓強的變化量與攝氏溫度的變化量成正比 【等壓變化】 1.等壓變化：一定質(zhì)量的氣體在壓強不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化過程。 2.蓋一呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強不變的情況下,其體積與熱力學溫度成正比表達式 或說明 一定質(zhì)量的某種氣體在等壓變化過程中, 與熱力學溫度成正比,不與攝氏溫度成正比,但體積的變化量與攝氏溫度的變化量成正比【由溫度變化引

25、起的水銀柱移動問題的分析方法】水銀柱移動的方向是熱學中常見的一類問題。由于氣體溫度的變化引起的水銀柱的移動問題，可以先假定水銀柱兩側(cè)氣體的體積不變。那么,由于溫度的變化,必然會引起氣體壓強的變化,比較這兩部分氣體壓強變化的大小,從而判斷出水銀柱移動的方向。常采用的分析方法有如下三種：1.極限推理法    對上部的氣體壓強進行極限推理,認為,上部為真空,升溫時, 增大,水銀柱上移。反之,降溫時減小,水銀柱下移。2.假設法    當氣體的狀態(tài)參量發(fā)生變化而使水銀柱可能發(fā)版生移動時,先假定其中一個參量(一般為體積)不變(也就是假設

26、水銀柱先不動)；以此為前提,再運用相應的氣體實驗定律(如查理定律)進行分析討論,看討論的結(jié)果是否跟假設相符,若相符,說明原假設成立；若不相符,出現(xiàn)了矛盾,說明原假設不成立,解決了此矛盾從而就能推出正確的結(jié)論。分析的關鍵在于合理選擇研究對象,正確進行受力分析,然后通過比較作出判斷。    例如,如圖所示,水銀柱原來處于平衡狀所受合外力為0,即此時兩部分氣體的壓強差。溫度升高時,兩部分氣體的壓強都增大,假設水銀柱不動,兩部分氣體都為等容變化,可推得。若,則水銀柱所受合外力方向向上,應向上移動;若,則水銀柱向下移動;若,則水銀柱不動。顯然如果升高相同的溫度,水

27、銀柱將向上移動。3.圖象法    判斷水銀柱移動還可用圖象法。仍假設水銀柱不動,兩部分氣體都為等容變化,在同一坐標系中畫出兩段氣柱的等容線,如圖所示,在溫度相同時,得氣柱l等容線的斜率較大,當兩氣柱升高相同的溫度時,其壓強的增量,所以水銀柱將上移。【理想氣體狀態(tài)方程】1.理想氣體定義在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律的氣體實際氣體可看成理想氣體的條件溫度不太低壓強不太大特點宏觀理想氣體是一種理想化模型,是對實際氣體的科學抽象。理想氣體嚴格遵從氣體實驗觀定律微觀理想氣體分子本身的大小可以忽略不計,分子可視為質(zhì)點。理想氣體分子除碰撞外,無相互作用的引力

28、和斥力。從能量上看,理想氣體忽略了分子力,故無分子勢能。理想氣體的內(nèi)能等于所有分子熱運動的動能之和,一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關。2.理想氣體狀態(tài)方程內(nèi)容一定質(zhì)量的某種理想氣體,在從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2時,盡管其、都可能改變,但是壓強跟體積的乘積與熱力學溫度的比值保持不變公式或 (為常量)與氣體實驗定律的關系氣體的三個實驗定律是理想氣體狀態(tài)方程的特例。當不變時: (玻意耳定律)。當不變時:  (查理定律)。當不變時: (蓋一呂薩克定律)。說明(1)公式的適用條件:在壓強不太大、溫度不太低時成立(2) ,式中的常量C由氣體的種類和質(zhì)量決定,與其他參量無關3.應用理想氣體狀態(tài)方程解

29、題的一般步驟：明確研究對象,即一定質(zhì)量的理想氣體。確定初、末狀態(tài)的參量及根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式求解。當不變時: 。當不變時:  。當不變時: 。討論結(jié)果的合理性。4.應用理想氣體狀態(tài)方程解決兩部分氣體相關聯(lián)的問題要注意：(1)要把兩部分氣體分開看待,分別對每一部分氣體分析初、末狀態(tài)的、情況,分別列出相應的方程(應用相應的定律、規(guī)律),切不可將兩部分氣體視為兩種狀態(tài)。(2)要找出兩部分氣體之間的聯(lián)系,如總體積不變、平衡時壓強相等等5.理想氣體狀態(tài)方程的推廣 分態(tài)式理想氣體狀態(tài)方程: ,此方程等號兩邊所取氣體的質(zhì)量必須相等。    證明

30、:設有一定質(zhì)量的理想氣體,其壓強為,體積為,熱力學溫度為,保持各容器內(nèi)的壓強為,溫度不變,將該氣體分裝于個體積分別為、的容器內(nèi),則有。對于每一個容器內(nèi)的氣體來說,狀態(tài)分別變?yōu)椤?則對每部分氣體應用理想氣體狀態(tài)方程有,，所以有。6. 理想氣體三種狀態(tài)變化圖象的描逃 名稱圖象特點其他圖象等溫線 (其中為常量,下同),即之積越大的等溫線溫度越高,線離原點越遠,斜率,即斜率越大,溫度越高等容線,斜率,即 斜率越大,體積越小圖線的延長線不均過點，斜率越大，對應的體積越小等壓線,斜率,即 斜率越大,壓強越小與呈線性關系圖線的延長線均過點,斜率越大，對應的壓強越小，圖中【氣體熱

31、現(xiàn)象的微觀意義】1.（1）氣體分子運動的特點自由性：分子很小，間距很大，除碰撞外,不受力,做勻速直線運動。無序性：分子密度大，碰撞頻繁，分子運動雜亂無章。規(guī)律性：分子能充滿到達的空間,向各個方向運動的分子數(shù)相等,分子速率分布“中間多、兩頭少”。（2）理解氣體分子運動的特點氣體分子速率分布規(guī)律是大量氣體分子遵從的統(tǒng)計規(guī)律,個別分子的運動具有不確定性。溫度是分子平均動能的標志,不同氣體分子,只要溫度相同,其平均動能就相同。理想氣體間作用力忽略不計,沒有分子勢能,理想氣體的內(nèi)能等于所有分子動能之和,所以一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關。2.氣體溫度的微觀意義（1）當溫度升高時,速率大的分子數(shù)增多

32、,速率小的分子數(shù)減少,分子的平均速率增大,平均動能也增大。（2）理想氣體的熱力學溫度與分子的平均動能成比,即,是比例常數(shù)。3.氣體壓強的微觀意義產(chǎn)生原因大量氣體分子無規(guī)則運動碰撞器壁，形成對容器各處均勻持續(xù)的壓力而產(chǎn)生壓強決定因素微觀因素氣體分子的密集程度:氣體分子密集程度大,在單位時間內(nèi),與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多,氣體壓強就越大。氣體分子的平均動能:氣體的溫度觀高,氣體分子的平均動能就大,氣體分子與器壁的碰撞(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就大；從另一方定面講,分子的平均速率大,在單位時間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就多,氣體壓強就越大。宏觀因素與溫度有關:在體積不變的情況下,溫度越高,氣

33、觀體分子的平均動能越大,氣體的壓強越大。與體因積有關:在溫度不變的情況下,體積越小,氣體分子素的密度越大,氣體的壓強越大。理解氣體壓強的微觀意義(1)氣體壓強產(chǎn)生的原因是大量氣體分子無規(guī)則運動碰撞器壁的結(jié)果,如果單位時間內(nèi)碰撞到單位面積器壁上的分子數(shù)目越多,每次碰撞的沖力越大,氣體的壓強就越大。(2)對有關氣體壓強微觀意義的問題的分析,要抓住氣體壓強的兩個微觀決定因素,即分子平均動能和分子密集程度。4.氣體實驗定律的微觀解釋玻意耳定律一定質(zhì)量的氣體,溫度保持不變時,分子的平均動能是一定的。在這種情況下,體積減小時,分子的密集程度增大,氣體的壓強就增大查理定律一定質(zhì)量的氣體,體積保持不變時,分子

34、的密集程度保持不變。在這種情況下,溫度升高時,分子的平均動能增大,氣體的壓強就增大蓋一呂薩克定律一定質(zhì)量的氣體,溫度升高時,分子的平均動能增大。只有氣體的體積同時增大,使分子的密集程度減小,才能保持壓強不變氣體實驗定律的微觀解釋:氣體實驗定律反映了描述氣體狀態(tài)的三個宏觀物理量溫度、體積、壓強之間的關系,有關氣體實驗定律微觀解釋的問題關鍵是要明確三個狀態(tài)參量的決定因素:溫度分子平均動能,體積分子密集程度,壓強分子平均動能和分子密集程度?！揪w和非晶體】晶體非晶體單晶體多晶體熔點有無外形有規(guī)則無規(guī)則無規(guī)則物理性質(zhì)各向異性各向同性各向同性分子排列有規(guī)則無規(guī)則代表物質(zhì)石英、云母、明礬、食鹽 

35、、硫酸銅、蔗糖、味精等玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等形成與轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在不同的條件下能夠形成不同的形態(tài),同一種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同形成與轉(zhuǎn)化的形態(tài)出現(xiàn),也就是一種物質(zhì)是晶體還是非晶體,并不是絕對的。許多非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體。   晶體與非晶體的區(qū)別主要表現(xiàn)在有無確定的熔點,而不能靠是否有規(guī)則的幾何形狀來辨別。1. 晶體的微觀結(jié)構(gòu) 組成晶體的物質(zhì)微粒(分子、原子或離子)是依照一定的規(guī)律在空間整齊地排列的。 微粒的熱運動特點表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動。 實驗證實:人們用射線和電子顯微鏡對晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行研

36、究后,證實了這種假說是正確的。 晶體中物質(zhì)微粒的相互作用很強,微粒的熱運動不足以克服它們間的相互作用而遠離。      晶體的微觀結(jié)構(gòu)決定了其宏觀物理性質(zhì),改變物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)從而改變物質(zhì)的屬性,如碳原子可以組成性質(zhì)差別很大的石墨和金剛石,有些晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。 2.用微觀結(jié)構(gòu)理論解釋單晶體的特性(1)對各向異性的微觀解釋：    如圖所示,這是在一個平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情況。從圖中可以看出,在沿不同方向所畫的等長直線AB、AC、AD上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同

37、。直線AB上物質(zhì)微粒較多,直線AD上較少,直線AC上更少。正因為在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同,才引起單晶體在不同方向上的物理性質(zhì)的不同。(2)對熔點的解釋：給晶體加熱到一定溫度時,一部分微粒具有足夠大的動能克服微粒間的相互作用,離開振動的平衡位置,使規(guī)則的排列被破壞,晶體開始熔化,熔化時晶體吸收的熱量全部用來破壞規(guī)則的排列(從能量角度來看是增加了分子勢能),溫度并不發(fā)生變化。(3)對物質(zhì)能形成幾種晶體的解釋：    同一種物質(zhì)能形成幾種晶體,這是由于它們的物質(zhì)微粒能夠形成不同的晶體結(jié)構(gòu),例如碳原子按不同的結(jié)構(gòu)排列可形成石墨和金剛石,二者在物理性質(zhì)上

38、有很大不同。    (4)多晶體的微觀結(jié)構(gòu)及對其性質(zhì)的解釋：    多晶體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體(晶粒)組成的。平常見到的各種金屬材料都是多晶體。把純鐵做成的樣品放在顯微鏡下觀察,可以看到它是由許許多多晶粒組成的。晶粒有大有小,最小的只有10-5cm,最大的也不超過10-3cm。每個晶粒都是一個小單晶體,具有各向異性的物理性質(zhì)和規(guī)則的幾何形狀,因為大量晶粒雜亂無章地排列,所以多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀,也不顯示各向異性。它在不同方向的物理性質(zhì)是相同的,即各向同性。3.晶體微觀結(jié)構(gòu)的理解  

39、;  物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)決定了其宏觀性質(zhì),晶體分子(或原子、離子)的規(guī)則排列,組成多晶體的小晶粒的無規(guī)則排列,非晶體微粒的無規(guī)則排列決定了它們宏觀物理性質(zhì)的不同?！疽后w的表面張力】形成分子分布特點由于蒸發(fā)現(xiàn)象,液體表面層分子分布比內(nèi)部分子稀疏分子力特點液體內(nèi)部分子間引力、斥力基本上相等,而液體表面層分子之間距離較大,分子力表現(xiàn)為引力表面特性表面層分子之間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力使液體表面好像一層繃緊的膜。如果在液體表面任意畫一條線MN,線兩側(cè)的液體之間的作用力是引力,它的作用是使液體表面繃緊,所以叫做液體的表面張力方向與液面相切,垂直于液面上的各條分界線作用表面張力（實質(zhì)是液

40、體表面層內(nèi)各部分間的相互吸引力是分子力的宏觀表現(xiàn)）使液體表面具有收縮趨勢,使液體表面積趨于最小,而在體積相同的條件下,球形的表面積最小大小表面張力的大小除跟邊界的長度有關外,還跟液體的種類、溫度有關注：表面張力是液體表面層大量分子力的宏觀表現(xiàn)；表面張力使液面有收縮的趨勢,故往往會誤認為收縮后。實質(zhì)上液體表面張力是液體表面居分子間距離大于分子間平衡距離時表現(xiàn)出的分子間的吸引力?！疽壕А慷x有些有機化合物像液體一樣具有流動性,而其光學性質(zhì)與定義某些晶體相似,具有各向異性,人們把處于這種狀態(tài)的物質(zhì)叫液晶。性質(zhì)(1)液晶具有液體的流動性(2)液晶具有晶體的各向異性(3)液晶分子的排列特點:從某個方向上

41、看液晶分子的排列比較整齊,但是從另一個方向看,液晶分子的排列是雜亂無章的。(4)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響(如電場、壓力、光照、溫度等)下發(fā)生改變。應用液晶在生物醫(yī)學、電子工業(yè)、航空工業(yè)中都有重要作用【飽和氣與飽和汽壓】1.動態(tài)平衡的實質(zhì)：密閉容器中的液體,單位時間逸出液面的分子數(shù)和返回液面的分子數(shù)相等,即處于動態(tài)平衡,并非分子運動停止。2.動態(tài)平衡是有條件的,外界條件變化時,原來的動態(tài)平衡狀態(tài)被破壞,經(jīng)過一段時間才能達到新的平衡。3.對動態(tài)平衡的理解：處于動態(tài)平衡時的蒸汽密度與溫度有關,溫度越高,達到動態(tài)平衡時的蒸汽密度越大；在密閉容器中的液體,最后必定與上方的蒸汽達到動態(tài)平衡狀態(tài)。4

42、.影響飽和汽壓的因素：在一定溫度下,飽和汽的分子數(shù)密度是一定的,因而飽和汽的壓強也是一定的,這個壓強叫做這種液體的飽和汽壓。    說明：(1)飽和汽壓跟液體的種類有關 (2)飽和汽壓跟溫度有關,飽和汽壓隨溫度的升高而增大。     (3)飽和汽壓跟體積無關。 (4)液體沸騰的條件就是飽和汽壓與外部壓強相等（液體的沸點是液體的飽和汽壓與外界壓強相等時的溫度）5.把未飽和汽變成飽和汽的方法(1)在體積不變的條件下,降低未飽和汽的溫度,可以使在較高的溫度時的未飽和汽變成較低溫度時的飽和汽。如果繼續(xù)降低溫度,飽和汽會液化

43、成液體。(2)在溫度不變的條件下,增大壓強可以使未飽和汽變成飽和汽。    注意：有些氣體,只采用增大壓強的方法不能將其液化,只有溫度降到足夠低時,才可能液化。在這個溫度以上,無論怎樣增大壓強,都不可能使其液化,這個溫度叫做臨界溫度。一些氣體的臨界溫度很低,因此獲得低溫是使某些氣體液化的前提。【相對濕度】 1.絕對濕度：空氣的濕度可以用空氣中所含水蒸氣的壓強來表示,這樣表示的濕度叫做空氣的絕對濕度。 2.相對濕度：常用空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度時水的飽和汽壓之比來描述空氣的潮濕程度,并把這個比值叫做空氣的相對濕度,即 3.在絕對濕度

44、不變的情況下,溫度越高,相對濕度越小,人感覺越干燥；溫度越低,相對濕度越大,人感覺越潮濕。人們感受到的潮濕程度取決于相對濕度,而不是絕對濕度?！竟蛢?nèi)能】1.功與系統(tǒng)內(nèi)能改變的關系:做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能。(1)外界對系統(tǒng)做功,系統(tǒng)的內(nèi)能增加,在絕熱過程中,內(nèi)能的增量就等于外界對系統(tǒng)做的功,即 (2)系統(tǒng)對外界做功,系統(tǒng)的內(nèi)能減少。在絕熱過程中,系統(tǒng)對外界做多少功,內(nèi)能就減少多少,即。2.在絕熱過程中,功是系統(tǒng)內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度。3.功和內(nèi)能的區(qū)別 (1)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,是過程量,而內(nèi)能是狀態(tài)量。 (2)做功過程中,能量一定會發(fā)生轉(zhuǎn)化,而內(nèi)能不一定變化。(3)內(nèi)能變化時不一

45、定有力做功,也可能是傳熱改變了物體的內(nèi)能。物體的內(nèi)能大,并不意味著做功多。 4.做功與物體內(nèi)能變化的關系    功改變物體內(nèi)能的過程是其他形式的能(如機械能)與內(nèi)能互轉(zhuǎn)化的過程。在絕熱過程中,外界對物體做多少功,就有少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,物體的內(nèi)能就增加多少。    體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子熱運動的動能和分子勢能和。當物體溫度變化時,分子平均動能變化；物體體積變時,分子勢能發(fā)生變化,即物體的內(nèi)能是由它的狀態(tài)決定的,且物體的內(nèi)能變化只由初、末狀態(tài)決定,與中間過程及式無關?！緹岷蛢?nèi)能】1.傳熱與內(nèi)能改變

46、的關系(1)不僅對系統(tǒng)做功可以改變系統(tǒng)的熱力學狀態(tài),單純的對系統(tǒng)傳熱也能改變系統(tǒng)的熱力學狀態(tài),所以熱量是在單純的傳熱過程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度。(2)在單純傳熱中,系統(tǒng)從外界吸收多少熱量,系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少；系統(tǒng)向外界放出多少熱量,系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少。即2.傳熱改變物體內(nèi)能的過程是物體間內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過程。3.內(nèi)能與熱量的區(qū)別    內(nèi)能是一個狀態(tài)量,一個物體在不同的狀態(tài)下具有不同的內(nèi)能,而熱量是一個過程量,它表示由于傳熱而引起的內(nèi)能變化過程中轉(zhuǎn)移的能量,即內(nèi)能的改變量。如果沒有傳熱就無所謂熱量,但此時物體仍有一定的內(nèi)能。例如,我們不能說“某物體在某溫度時

47、具有多少熱量”。 4.做功和傳熱在改變物體內(nèi)能上的比較做功傳熱內(nèi)能變化外界對物體做功,物體的內(nèi)能增加；物體對外界做功,物體的內(nèi)能減少物體吸收熱量,內(nèi)能增加；物體放出熱量,內(nèi)能減少物理實質(zhì)其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化不同物體間或同一物體的不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移相互聯(lián)系做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是等效的5.傳熱與物體內(nèi)能改變的關系    內(nèi)能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體或者從一個物體的高溫部分轉(zhuǎn)移到低溫部分,在這個過程中,吸收熱量的物體內(nèi)能增加,放出熱量的物體內(nèi)能減少,內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少由熱量來量度,即。6.“溫度”“熱量”“功”“

48、內(nèi)能”四個量之間的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別聯(lián)系熱量和溫度熱量是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度,而溫度是系統(tǒng)內(nèi)部大量分子做無規(guī)則熱運動的劇烈程度的標志。雖然傳熱的前提是兩個系統(tǒng)之間要有溫度差但是傳遞的是熱量,不是溫度傳熱過程中放出的熱量多少與溫度差有一定的 關系熱量和功功與熱量的物理本質(zhì)不同(1)功與內(nèi)能的關系 宏觀運動分子熱運動(2)熱量與內(nèi)能的關系 分子熱運動分子熱運動熱量和功都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度,都是過程量內(nèi)能和溫度從宏觀看,溫度表示的是物體的冷熱程度;從微觀看, 溫度反映了分子熱運動的劇烈烈程度,是分子平均動能的標志。只升高物體的溫度,其內(nèi)能一定增加兩者相比,溫度高的物體內(nèi)能不一定大；反過來內(nèi)能大

49、的物體,溫度也不一定高【熱力學第一定律】1.內(nèi)容： 一個熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和。    2.表達式 ：3.熱力學第一定律的符號規(guī)定做功熱量內(nèi)能的改變?nèi)≌怠?”外界對系統(tǒng)做功系統(tǒng)從外界吸收熱量系統(tǒng)的內(nèi)能增加取負值“一”系統(tǒng)對外界做功系統(tǒng)向外界放出熱量系統(tǒng)的內(nèi)能減少注意：判斷是否做功的方法:一般情況下外界對物體做功與否,需看物體的體積是否變化。 (1)若物體體積增大,表明物體對外界做功， (2)若物體體積減小、,表明外界對物體做功, 4.對熱力學第一定律的理解(1)熱力學第一定律不僅反

50、映了做功和傳熱這兩種改變內(nèi)能的方式是等效的,而且給出了內(nèi)能的變化量與做功和傳熱之間的定量關系。(2)幾種特殊情況： 若過程是絕熱的,即,則,物體內(nèi)能的增加量等于外界對物體做的功，若外界對系統(tǒng)做正功,系統(tǒng)內(nèi)能增加, 為正值;若系統(tǒng)對外界做正功,系統(tǒng)內(nèi)能減少, 為負值。 若過程中不做功,即,則,物體內(nèi)能的增加量等于物體從外界吸收的熱量。 若過程的始、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變,即,則 (或),外界對物體做的功等于物體放出的熱量(或物體吸收的熱量等于物體對外界做的功)5.熱力學第一定律的理解和應用 (1)利用體積的變化分析做功問題,氣體體積增大,氣體對外界做功,氣體

51、體積減小,外界對氣體做功；(2)利用溫度的變化分析理想氣體內(nèi)能的變化,一定量的理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關,溫度升高,內(nèi)能增加,溫度降低,內(nèi)能減少；(3)利用熱力學第一定律判斷是吸熱還是放熱,由熱力學第定律,得,若已知氣體的做功情況和內(nèi)能的變化情況,即可判斷氣體狀態(tài)變化過程是吸熱過程還是放熱過程?！灸芰渴睾愣伞?.內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。2.對能量守恒定律的理解(1)能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化。各種運動形式都有對應的能:機械運動有機械能,分子的熱運動有內(nèi)能,還有諸如電磁能、

52、化學能、原子能等。各種形式的能,通過某種力做功可以相互轉(zhuǎn)化。(2)與某種運動形式對應的能是否守恒是有條件的,如物體的機械能守恒,必須是只有重力做功；而能量守恒定律是沒有條件的,它是一切自然界現(xiàn)象都遵守的基本規(guī)律。3.能量守恒定律的應用(1)能量守恒定律的兩種表述形式 某種形式的能減少,一定有其他形式的能增加,且減少量和增加量一定相等。 某個物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且減少量和增加量一定相等。4.熱力學第一定律與能量守恒定律的關系(1)熱力學第一定律揭示了功和熱量與內(nèi)能的變化之間的定量關系,同時也體現(xiàn)了功、熱量和物體內(nèi)能的變化滿足種守恒關系。因此熱力學第一定律也是能量守恒定律的一種具體情況。(2)兩個定律都反映了能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中所遵循的種守恒關系。熱力學第一定律常用于熱力學系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移問題,而能量守恒定律則適用于一切能量轉(zhuǎn)化過程,因而其具有更廣泛的意義。