熱學知識點總結(jié)歸納

1、第七章：分子動理論內(nèi)容1、物體是由大量分子組成的內(nèi)容2、 分子永不停息的做無規(guī)則熱運動內(nèi)容3、分子間同時存在相互作用的引力和斥力1、 物體是由大量分子組成的 阿伏加德羅常數(shù)（NA6.021023mol1：聯(lián)系微觀量與宏觀量的橋梁。微觀量: 分子體積v0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0 分子總個數(shù)N宏觀量: 物質(zhì)體積v、摩爾體積V、物質(zhì)質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M物質(zhì)密度、物質(zhì)的量n。分子質(zhì)量m0=摩爾質(zhì)量M/阿伏加德羅常數(shù)NA 即m0= M/NA分子質(zhì)量m0=物質(zhì)密度*摩爾體積V/阿伏加德羅常數(shù)NA 即m0= V/NA分子質(zhì)量數(shù)量級1026kg 分子體積v0=摩爾體積V/阿伏加德羅常數(shù)NA：v0=V/NA 分

2、子體積v0=摩爾質(zhì)量M/物質(zhì)密度*阿伏加德羅常數(shù)NA 即v0=M/NA（對氣體，v0應(yīng)為氣體分子占據(jù)的空間大?。┓肿又睆剑海〝?shù)量級1010m）球體模型 （固體、液體一般用此模型）立方體模型 （氣體一般用此模型 固體、液體估算直徑也可）（對氣體，d應(yīng)理解為相鄰分子間的平均距離）分子的數(shù)量：N=nNA =m/m0 =v/v0 n=m/M n=v/V ( n=v/M n=m/V ) (*對氣體，v0應(yīng)理解為氣體分子所占空間體積*)固體、液體分子可估算分子大小(認為分子一個挨一個緊密排列)；氣體分子不可估算大小，只能估算分子間平均距離、所占空間體積 油膜法測油酸分子直徑 （利用宏觀量求微觀量）原理：

3、d= V/S d: 單分子油膜層厚度v: 1滴油酸酒精溶液中油酸體積=N滴油酸酒精溶液總體積*濃度/Ns:單分子油膜面積(查格數(shù)：多于半格算一個格，少于半格不算） 2、 分子永不停息的做無規(guī)則熱運動分子永不停息的無規(guī)則運動叫熱運動-（微觀運動）1、擴散現(xiàn)象：不同物質(zhì)彼此進入對方。 溫度越高，擴散越快。(擴散現(xiàn)象由于分子熱運動引起的，是宏觀現(xiàn)象，不是分子的熱運動)應(yīng)用舉例：向半導體材料摻入其它元素擴散現(xiàn)象不是外界作用引起的，是分子無規(guī)則運動的直接結(jié)果，是分子無規(guī)則運動宏觀反映間 接 說 明：分子間有間隙2、布朗運動：懸浮在液（氣）體中的固體小微粒的無規(guī)則運動，要用顯微鏡來觀察 布朗運動發(fā)生的原因

4、是固體小微粒受到周圍微粒的液（氣）體分子無規(guī)則運動地撞擊的不平衡性造成的因而布朗運動說明了（與固體小微粒接觸的液體或氣體）分子在永不停息地做無規(guī)則運動（1）布朗運動不是固體微粒中分子的無規(guī)則運動（2）布朗運動不是液體分子的運動（3）課本中所示的是固體小微粒不同時刻位置連線，不是運動軌跡（4）微粒越小不平衡性越明顯，溫度越高，布朗運動越明顯注意：房間里一縷陽光下的灰塵的運動不是布朗運動熱水里的胡椒粉的運動是由于對流引起的（眼睛能看到）不是布朗運動。3） 擴散現(xiàn)象是分子運動的直接證明但不是分子的熱運動；布朗運動間接證明了液體或氣體分子的無規(guī)則運動三、 分子間的作用力分子間存在相互作用的引力和斥力分

5、子間有空隙：酒精和水混合體積變小說明分子間有空隙但固體液體很難被壓縮，說明有斥力，很難被拉伸，說明有引力破鏡難復(fù)原，說明分子間有斥力1） 分子間引力和斥力一定同時存在，且都隨分子間距離的增大而減小（但斥力減小的快），隨分子間距離的減小而增大（但斥力增大的快）2）實際表現(xiàn)出來的分子力是分子引力和斥力的合力。隨分子間距離的增大，分子力先變小后變大再變小。（注意：這是指 r從小于r0開始到增大到無窮大）3）分子力的表現(xiàn)及變化，注意r0（1010m）與10r0兩個位置。當分子間距離為r0（約為1010m）時，分子力為零，分子勢能最小當分子間距離rr0時，分子力表現(xiàn)為引力。當分子間距離由r0增大時，分子

6、力先增大后減小r10r0分子力變得很微弱，可忽略，為0當分子間距離rr0時，分子力表現(xiàn)為斥力。當分子間距離由r0減小時，分子力不斷增大4） 注意：壓縮氣體也需要力，不說明分子間存在斥力作用，壓縮氣體需要的力是用來反抗大量氣體分子頻繁撞擊容器壁（活塞）時對容器壁（活塞）產(chǎn)生的壓力。溫度和溫標1、平衡態(tài)：在沒有外界影響的情況下，只要經(jīng)過足夠長的時間，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量（P、T）就不在變化，這種情況下我們就說容器內(nèi)的氣體達到平衡態(tài)，否則就是非平衡態(tài)。（指的是一個系統(tǒng)的狀態(tài)）2、熱平衡：兩個系統(tǒng)相互接觸，經(jīng)過一段時間以后，狀態(tài)參量就不再變化了，這說明兩個系統(tǒng)對于傳熱來說已經(jīng)達到了平衡，這種平衡叫做

7、熱平衡（指的是兩個系統(tǒng)之間的關(guān)系）3、熱平衡定律：如果兩個熱力學系統(tǒng)各自與第三個熱力學系統(tǒng)處于熱平衡，則它們彼此也必處于熱平衡。這一實驗結(jié)論叫做熱平衡定律。（熱平衡定律又叫熱力學第零定律）4、溫度：反映物體冷熱程度的物理量（是一個宏觀統(tǒng)計概念），是物體分子熱運動平均動能的標志。（確切的說是物體分子熱運動平均平動動能的量度） 任何相同溫度的物體，其分子平均動能相同。（1）只有大量分子組成的物體才談得上溫度，不能說某幾個氧分子的溫度是多少多少。因為這幾個分子運動是無規(guī)則的，某時刻它們的平均動能可能較大，另一時刻它們的平均動能也可能較小，無穩(wěn)定的“冷熱程度”。（2）1的氧氣和1的氫氣分子平均動能相同

8、，1的氧氣分子平均速率小于1的氫氣分子平均速率。2）熱力學溫度(T)與攝氏溫度(t)的關(guān)系為：Tt+273.15（K）說明：兩種溫度數(shù)值不同，但改變1 K和1的溫度差相同K是低溫的極限，只能無限接近，但不可能達到。（絕對0度不可達到-熱力學第三定律）這兩種溫度每一單位大小相同，只是計算的起點不同。攝氏溫度把1大氣壓下冰水混合物的溫度規(guī)定為0，熱力學溫度把1大氣壓下冰水混合物的溫度規(guī)定為273K（即把273規(guī)定為0K），所以T=t+273.5、分子動理論是熱現(xiàn)象微觀理論的基礎(chǔ)1）熱學包括：研究宏觀熱現(xiàn)象的熱力學、研究微觀理論的統(tǒng)計物理學2）統(tǒng)計規(guī)律：單個分子的運動都是不規(guī)則的、帶有偶然性的；大量

9、分子的集體行為受到統(tǒng)計規(guī)律的支配3）氣體分子運動接特點：分子數(shù)密度巨大、分子間頻繁碰撞、分子運動雜亂無章，某一時刻向各個方向運動的氣體分子數(shù)目都相等（有微小差別，可完全忽略）4）氣體溫度的微觀意義：一定溫度下分子速率分布：中間多、兩頭少，溫度越高，分子的熱運動越激烈（圖像右移）內(nèi)能1） 內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和，是狀態(tài)量改變內(nèi)能的方法有做功和熱傳遞，它們是等效的三者的關(guān)系可由熱力學第一定律得到UW+Q2） 決定所有分子勢能的因素：體積（分子間距離）決定所有分子動能的因素：溫度（分子總個數(shù)、分子平均動能）3）固體、液體的內(nèi)能與物體所含物質(zhì)的多少（分子數(shù)）、物體的溫度（

10、平均動能）和物體的體積（分子勢能）都有關(guān)氣體：一般情況下，氣體分子間距離較大，不考慮氣體分子勢能的變化（即不考慮分子間的相互作用力）4）一個具有機械能的物體，同時也具有內(nèi)能；一個具有內(nèi)能的物體不一定具有機械能。它們之間可轉(zhuǎn)化5）理想氣體的內(nèi)能：理想氣體是一種理想化模型，理想氣體分子間距很大，不計分子勢能，只考慮：所有分子的動能總合。理想氣體的內(nèi)能 微觀：分子總個數(shù)、平均動能（不計分子勢能） 宏觀：質(zhì)量、溫度由UW+Q ：（1） 理想氣體與外界做功與否，看體積，體積增大，對外做了功（外界是真空則氣體對外不做功屬自由擴散）-W取負值，體積減小，則外界對氣體做了功-W取負值。（2） 吸熱Q取正值、放

11、熱Q取負值（3）理想氣體內(nèi)能變化情況看溫度。6）理解內(nèi)能概念需要注意幾點：（1）內(nèi)能是宏觀量，只對大量分子組成的物體有意義，對個別分子無意義。（2）物體的內(nèi)能由分子數(shù)量（物質(zhì)的量）、溫度（分子平均動能）、體積（分子間勢能）決定，與物體的宏觀機械運動狀態(tài)無關(guān)內(nèi)能與機械能沒有必然聯(lián)系7）關(guān)于分子平均動能和分子勢能理解時要注意（1）溫度是分子平均動能大小的標志，溫度相同時任何物體的分子平均動能相等，但平均速率一般不等（分子質(zhì)量不同）（2）分子力做正功分子勢能減少，分子力做負功分子勢能增加。（3）分子勢能為零一共有兩處，一處在無窮遠處，另一處小于r0分子力為零時分子勢能最小，而不是零。（4）理想氣體分

12、子間作用力為零，分子勢能為零，只有分子動能。第八章： 氣體（分子無規(guī)則運動起主要作用）實驗定律 理想氣體1）探究一定質(zhì)量理想氣體壓強p、體積V、溫度T之間關(guān)系，采用的是控制變量法2）三種變化：玻意耳定律：PVC 查理定律： P / TC 蓋呂薩克定律：V/ TC (或由 PVCT=K(P-1/V圖像中) P / TC/V =K V/ TC/P=K K為圖像斜率) 等溫變化圖線 等容變化圖線 等壓變化圖線 （注意面積代表PV乘積） （斜率P / TC/V =K） （斜率V/ TC/P=K ）提示：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的直線（之所以原點附近為虛線，表示溫

13、度太低了，規(guī)律不再滿足）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)系的兩種方法對等容（壓）變化，如果橫軸物理量是攝氏溫度t，則交點坐標為273.15K3）理想氣體狀態(tài)方程理想氣體，由于不考慮分子間相互作用力，理想氣體的內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決定 ，與氣體的體積無關(guān)。對一定質(zhì)量的理想氣體，有（或）應(yīng)用 ： 1.注意研究對象 2.注意兩個狀態(tài)下的P V T4）氣體壓強微觀解釋：由大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產(chǎn)生的，與溫度和體積有關(guān)。（）氣體分子的平均動能，從宏觀上看由氣體的溫度決定（）單位體積內(nèi)的分子數(shù)(分子密集程度n=N/V)，從宏觀上看由氣體的質(zhì)量體積決定第九章：固體、液體和物態(tài)變

14、化1、 晶體和非晶體 晶體的微觀結(jié)構(gòu)晶體：石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、蔗糖（粘在一起的糖塊是多晶體，單個的是單晶體）、味精等，（雪花是水蒸氣凝華形成的六角形圖案的晶體、石英晶體：中間六棱柱，兩端是六棱錐）非晶體：玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等 注：各向同性或異性指：導熱或?qū)щ娦阅芑蚬鈱W性質(zhì)同與不同1）只能用單晶體制作晶體管和集成電路2）具體到某種晶體，它可能只是某種物理性質(zhì)各向異性較明顯。例：云母片就是導熱性明顯，方解石則是透光性上明顯，方鉛礦則在導電性上明顯。但籠統(tǒng)提晶體就說各種物理性質(zhì)是各向異性。單晶體具有各向異性,但對某些特性或者某些切面上不一定就表現(xiàn)各向異性3）同種物質(zhì)可能以晶體和

15、非晶體兩種不同的形式出現(xiàn)，物質(zhì)是晶體還是非晶體不是絕對的，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。4）通過X射線在晶體上的衍射實驗，發(fā)現(xiàn)各種晶體內(nèi)部的微粒按各自的規(guī)則排列，具有空間上的周期性。有的物質(zhì)組成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布，因此在不同條件下可以生成不同的晶體。例如：碳原子由于排列不同可以生成石墨（層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間距離較大，原子間作用力較弱，質(zhì)地松軟）或金剛石（碳原子間作用力很強，有很大硬度可切割玻璃）。5）晶體達到熔點后由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化，分子間距離要加大。此時晶體要從外界吸收熱量來破壞晶體的點陣結(jié)構(gòu)，所以吸熱只是為了克服分子間的引力做功，只增加了分子的勢能。二、 液體（無規(guī)則運動與分子

16、力共同作用）的表面張力現(xiàn)象 液體非晶體的微觀結(jié)構(gòu)跟液體非常相似） 表面張力：表面層分子比較稀疏，rr0 在液體內(nèi)部分子間的距離在r0左右，分子力幾乎為零。液體的表面層由于與空氣接觸，所以表面層里分子的分布比較稀疏、分子間呈引力作用，在這個力作用下，液體表面有收縮到最小的趨勢，這個力就是表面張力。液體表面張力與溫度有關(guān)：溫度升高，力減小。太空中的液體，形狀由表面張力決定，由于使液體表面收縮至最小，故呈球狀。） 浸潤和不浸潤現(xiàn)象： 浸潤：液體潤濕某種固體并附著在固體表面不浸潤：液體不會潤濕某種固體、不附著在固體表面附著層的液體分子比液體內(nèi)部毛細現(xiàn)象浸潤密（表現(xiàn)斥力）附著層的擴展趨勢液體上升不浸潤稀

17、疏（表現(xiàn)引力）附著層的收縮趨勢液體下降）毛細現(xiàn)象：浸潤液體在細管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細管中下降的現(xiàn)象，稱為毛細現(xiàn)象。 對于一定液體和一定材質(zhì)的管壁，管的內(nèi)徑越細，毛細現(xiàn)象越明顯。（）管的內(nèi)徑越細，液體越高（）土壤鋤松，破壞毛細管，保存地下水分；壓緊土壤，毛細管變細，將水引上來（3）由于液體浸潤管壁，液面邊緣部分的表面張力斜向上方，這個力使管中液體向上運動，當管中液體上升到一定高度，液體所受重力與液面邊緣所受向上的力平衡，液面穩(wěn)定在一定高度。三、 液晶1） 液晶具有流動性、光學性質(zhì)各向異性2）有些物質(zhì)在特定的溫度范圍內(nèi)有液晶態(tài)，另一些在適當?shù)娜軇┲腥劢鈺r，在一定的濃度范圍具有液晶態(tài)。通

18、常棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)容易具有液晶態(tài)。天然存在的液晶不多，多數(shù)液晶為人工合成3）向液晶參入少量多色性染料，染料分子會和液晶分子結(jié)合而定向排列，從而表現(xiàn)出光學各向異性。當液晶中電場強度不同時，它對不同顏色的光的吸收強度也不一樣，這樣就能顯示各種顏色4）在多種人體結(jié)構(gòu)中都發(fā)現(xiàn)了液晶結(jié)構(gòu)四、飽和汽和飽和汽壓說明：相對濕度的計算不做要求）汽化沸騰只在一定溫度下才會發(fā)生，液體沸騰時的溫度叫做沸點（大氣壓越高時沸點越高）飽和汽與飽和汽壓在密閉容器中的液面上同時進行著兩種相反的過程：一方面液體分子從液面飛出來；另一方面由于液面上的蒸氣分子不停地做無規(guī)則的熱運動，有的分子撞到液面上又會回到液體

19、中去。隨著液體的不斷蒸發(fā)，液面上氣態(tài)分子數(shù)不斷增多，回到液體中的分子數(shù)也逐漸增多。最后，當氣態(tài)分子的密度增大到一定程度時，就會達到這樣的狀態(tài)：在單位時間內(nèi)回到液體中的分子數(shù)等于從液面飛出去的分子數(shù)，這時氣態(tài)分子的密度不再增大，液體也不再減少，液體和氣體之間達到了平衡狀態(tài)，蒸發(fā)停止。這種平衡叫做動態(tài)平衡。我們把跟液體處于動態(tài)平衡的蒸汽叫做飽和汽，把沒有達到飽和狀態(tài)的汽叫做未飽和汽。在一定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是一定的，飽和汽的壓強也是一定的，這個壓強叫做飽和汽壓。未飽和汽的壓強小于飽和汽壓。飽和汽壓（1）飽和汽壓只是指空氣中這種液體蒸汽的分氣壓，與其他氣體的壓強無關(guān)。（容器中混合氣體的壓強等

20、于在同樣濟度、同樣體積條件下混合氣體各成分單獨存在時的分壓強之和-道爾頓分壓定律）（2）飽和汽壓與溫度和物質(zhì)種類有關(guān)。（在同一溫度下，不同液體的飽和氣壓一般不同，揮發(fā)性大的液體飽和氣壓大；同一種液體的飽和氣壓隨溫度的升高而迅速增大。）對于某種液體而言單位時間、單位面積（液面）飛出的液體分子數(shù)只與溫度有關(guān)（3）將不飽和汽變?yōu)轱柡推姆椒ǎ航档蜏囟葴p小液面上方的體積等待（最終此種液體的蒸氣必然處于飽和狀態(tài)）3）空氣的濕度（1）空氣的絕對濕度：用空氣中所含水蒸氣的壓強P1來表示的濕度叫做空氣的絕對濕度。（2）空氣的相對濕度：=P1/PS相對濕度更能夠描述空氣的潮濕程度，影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對干爽

21、與潮濕感受。 相對濕度大，人感覺潮濕；人們感到干爽是指相對濕度小。離飽和程度越遠，空氣相對濕度越小4）能量交換：蒸發(fā)吸熱、液化放熱、熔化吸熱、凝固放熱（某種晶體）熔化熱：熔化過程能量與質(zhì)量之比（不同晶體熔化熱不同，非晶體沒有確定的熔化熱）汽化熱：某種液體汽化成同溫度的氣體時所需能量和其質(zhì)量之比。（水的汽化熱隨溫度升高而減小P46圖）液體汽化時體積會增大很多，分子吸收的能量不只是用于掙脫其他分子的束縛，還用于體積膨脹時克服外界氣壓做功，所以汽化熱還與外界氣體的壓強有關(guān)。第十章熱力學定律一、 做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式 1）絕熱過程：系統(tǒng)只通過做功而與外界交換能量，它不從外界吸熱，也不向

22、外界放熱焦耳的兩個實驗：機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：重物下落帶動葉片攪拌容器中的水，引起水溫上升電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：通過電流的熱效應(yīng)給水加熱。2）熱傳遞三種方式：熱傳導、熱對流、熱輻射3）熱量和內(nèi)能不能說物體具有多少熱量，只能說物體吸收或放出了多少熱量，熱量是過程量，對應(yīng)一個過程。離開了熱傳遞，無法談熱量。不能說“物體溫度越高，所含熱量越多”。改變物體內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞。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。二、 熱力學第一定律 能量守恒定律 1）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

23、外界對它所做的功的和。（2）數(shù)學表達式為：UW+Q 絕熱：Q0既不吸熱也不放熱； 等溫：對氣體U0，如果是氣體向真空擴散，W0（3）符號法則：做功W熱量Q內(nèi)能的改變U取正值“+”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“”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2）能量守恒定律：（1）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)移的過程中其總量不變。這就是能量守恒定律。 （2）第一類永動機：不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，人們把這種不消耗能量的永動機叫第一類永動機。 根據(jù)能量守恒定律，任何一部機器，只

24、能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而不能無中生有地制造能量，因此第一類永動機是不可能制成的三、 熱力學第二定律 1）可逆與不可逆過程(方向性)（1）熱傳導的方向性：熱傳導的過程可以自發(fā)地由高溫物體向低溫物體進行，但相反方向卻不能自發(fā)地進行，即熱傳導具有方向性，是一個不可逆過程。（2）說明：“自發(fā)地”過程就是在不受外來干擾的條件下進行的自然過程。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。要將熱量從低溫物體傳向高溫物體，必須有“外界的影響或幫助”，就是要由外界對其做功才能完成。電冰箱、空調(diào)就是例子。2）熱力學第二定律的兩種表述克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫

25、物體傳遞到高溫物體。開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。但：可以從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功（但有或產(chǎn)生其它變化或影響）乒乓球澆沸水恢復(fù)原狀，被壓縮的導熱氣缸恢復(fù)原狀過程其它表述：氣體向真空的自由膨脹是不可逆的 第二類永動機不可能制成3）熱機(機械能能自發(fā)的完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能不能自發(fā)的完全轉(zhuǎn)化為機械能)熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。其原理是熱機從熱源吸收熱量Q1，推動活塞做功W，然后向冷凝器釋放熱量Q2。由能量守恒定律可得： Q1=W+Q2熱機效率，用表示= W / Q1 熱機做的功和它從熱源吸收的熱量的比值 熱機效率不可能達到100%4）第二類永動機設(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。第二類永動機不可能制成