高考物理知识大全热学分子热运动能量气体Word下载.docx

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NA＝6.0×

1023mol－1。

（2）宏观量与微观量及其联系

①宏观量

体积V质量m

密度ρ＝

＝

摩尔体积Vmol＝

摩尔质量Mmol＝ρVmol摩尔数n＝

物体中所含的分子数N＝nNA

②微观量

分子体积V0＝

πD3（球体模型）

分子质量m0

③宏观量与微观量的联系──桥梁是阿伏伽德罗常数NA

对固体和液体：

对气体：

每个分子占有的空间体积V＝

对固体、液体和气体：

分子质量m0＝

（3）阿伏伽德罗常数的计算

NA＝

（对固体、液体和气体都适用）

NA＝

（只对固体、液体适用）

阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁。

它把摩尔质量、摩尔体积等这些宏观量与分子质量、分子体积（直径）等微观量联系起来。

3、物体是由大量分子组成的

4、扩散现象

（1）扩散现象:

不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散。

（2）扩散现象证实一切物体的分子都在不停地运动着

（3）与扩散快慢有关的因素

扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散进行的越快。

扩散现象的本质是分子在运动，扩散现象的产生条件是两不同物质（或不同浓度的物体）相接触，影响扩散快慢的因素是温度高低。

扩散现象说明了组成物质的大量分子在不停地做运动着。

5、布朗运动

（1）布朗运动：

悬浮微粒在液体中所做的无规则运动，叫做布朗运动。

（2）影响布朗运动的因素

①颗粒的大小：

颗粒越大，布朗运动越不明显。

颗粒越小，布朗运动越明显。

②温度的高低：

温度越高，布朗运动越激烈。

温度越低，布朗运动越不明显。

（3）布朗运动的特点

①布朗运动是无规则的，课本中的图线还是颗粒的运动轨迹；

②各种小颗粒均可做布朗运动；

③颗粒越小、温度超高，布朗运动越明显；

④布朗运动绝不会停止。

（4）布朗运动的产生原因

布朗运动的形成原因是液体中的颗粒受到液体分子碰撞的不平衡造成的，分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动根本原因。

（5）布朗运动反映的实质

布朗运动既不是液体分子的运动，也不是颗粒分子的运动。

布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动。

布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性

6、热运动：

分子的无规则运动叫热运动。

7、分子间的相互作用力

（1）分子间同时存在相互作用的引力和斥力

（2）分子间的相互作用力是引力和斥力的合力

（3）分子间的作用力随距离变化的特点

①分子间引力和斥力随距离变化的特点

F斥↓

r↑→

F引↓

F斥↑

r↓→F引↑

②分子间的作用力与分子间距离的关系

a、当r＝r0时，引力和斥力相等，分子力F＝0，此时分子所处的位置为平衡位置。

r0的数量级为10－10m，如甲图；

b、当r＜r0时，斥力大于引力，分子力F表现为斥力，

如乙图；

c、当r＞r0时，引力大于斥力，分子力F表现为引力，

如丙图。

（4）分子间作用力的范围

当分子间距离r大于10－9m时，分子力可以忽略不计。

8、固体、液体和气体的分子运动情况

（1）固体分子的运动情况

固体子间距离数量级在10－10m，分子之间作用很大，绝大部分分子只能在各自平衡位置附近做无规则的振动。

因而固体有一定的形状和体积。

（2）液体分子的运动情况

液体分子间有较强的作用力，分子无规则运动主要表现为在平衡位置附近振动。

分子也存在移动性。

所以液体在宏观上有一定的体积，而又有流动性，没有固定的形状。

（3）气体分子的运动情况

气体分子间距离的数量级在10－9m，分子间除碰撞时有相互作用力外，彼此之间一般几乎没有分子作用力，分子在两次碰撞之间是自由移动的。

所以气体在宏观上表现出没有一定的体积形状，可以充满任何一种容器。

9、分子的动能温度

（1）运动的分子具有动能：

做热运动的分子具有动能。

（2）分子热运动的平均动能：

物体里所有分子的动能的平均值，叫做分子热运动的平均动能。

（3）温度的微观含义

①温度的微观含义：

温度是物体分子热运动的平均动能的标志。

②说明：

温度是宏观统计量；

同一温度下，不同物质的分子平均动能一定相同。

10、分子势能

（1）分子势能：

由于分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的相对位置决定的势能。

（2）分子势能的特点

①r＞r0→F为引力，r↑→EP↑，r↓→EP↓

②r＜r0→F为斥力，r↑→EP↓，r↓→EP↑

③r＝r0→F＝0，分子势能最小

当它们之间的距离发生变化时，相互作用力如果是做正功，势能要减小，如果是做负功，势能要增大。

（3）分子势能跟物体的体积有关：

分子势能跟物体的宏观体积有关。

11、物体的内能

（1）物体的内能：

物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的热力学能，也叫内能。

（2）任何物体都具有内能

（3）与物体的内能有关的因素

从微观上看：

内能由分子的平均动能、分子势能和分子总数共同决定；

从宏观上看：

内能取决于物体的温度、体积、摩尔数和物态。

内能与其它能量一样，同样是状态量，因而内能由物体的状态决定。

（4）内能与机械能的区别

①两者反映的能量不同②两者的数值不同

③两者的变化情况不同④两种形式的能量之间可以相互转化

12、改变内能的两种方式

（1）做功可以改变物体的内能：

外界对物体做功，物体的内能增加；

物体对外界做功，物体的内能减少。

（2）热传递可以改变物体的内能

①热传递：

没有做功而使物体内能改变的物理过程，叫做热传递。

发生热传递的条件：

存在温度差。

热传递的方式：

传导、对流和辐射。

②热传递可改变物体的内能

物体吸收热量，内能增加；

物体放出热量，内能减少。

（3）内能改变的量度

①做功使物体的内能发生改变的时候，内能的改变就用功的数值来量度。

②热传递使物体的内能发生改变的时候，内能的改变是用热量来量度。

（4）做功和热传递对改变物体内能的等效性

①）做功和热传递对改变物体内能的等效性

②做功和热传递在能量改变上存在本质区别

做功：

分子无规则运动的能量←内能其它形式的能→分子有规则运动的能量。

热传递：

分子无规则运动的能量←内能内能←分子无规则运动的能量。

（5）内能和热量的区别

内能与物体的状态（温度和体积）有关，是状态量，与状态对应。

热量是热传递过程中内能变化的量度，是过程量，与状态变化相联系。

13、理想气体及其内能

（1）气体膨胀时对外做功，压缩时外界对气体做功

（2）理想气体

（3）理想气体的分子势能不随体积的变化而改变

（4）理想气体的内能变化由温度决定

14、气体的状态及状态参量

（1）气体的平衡状态：

气体的分布不随时间而变时，气体所处的状态，称之为气体的平衡状态。

（2）气体的状态参量

①温度：

温度是气体分子无规则热运动平均动能的标志。

是气体内分子无规则热运动激烈程度的反映。

②体积：

气体的体积就是指气体分子所能达到的空间，也就是气体所充满的容器的容积。

③压强

（1）气体的压强：

指的是气体对容器器壁的压强，是器壁单位面积上受到的压力。

（3）单位：

国际单位制中，压强的单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa。

1Pa＝1N/m2

（34气体压强的微观意义

A气体压强的产生原因：

是大量气体分子与器壁碰撞作用在器壁单位面积上的平均作用力。

B与气体压强有关的因素

气体分子的密集程度（单位体积内的分子数n）n↑→P↑

a、微观的角度

气体分子的平均动能v↑→P↑

气体密度ρρ↑→P↑

b、宏观的角度

气体温度TT↑→P↑

气体的压强，指的是气体对于容器器壁的压强，是器壁单位面积上受到的压力。

15、气体压强和体积的关系

（1）气体压强和体积的关系

一定质量的气体，在温度不变的前提下，体积减小时，压强增大；

体积增大时，压强减小。

（2）微观解释

m一定→分子总数N一定，T一定→分子热运动的平均动能EK一定。

V↑→分子的密集程度↓→单位时间与单位面积器壁碰撞的次数↓→P↓

V↓→分子的密集程度↑→单位时间与单位面积器壁碰撞的次数↑→P↑

16、气体体积、压强和温度的关系

（1）气体的体积和温度的关系

①气体的体积和温度的关系

一定质量的气体，在压强不变的情况下，当温度升高时，体积增大；

当温度降低时，体积减小。

②微观解释

m一定→分子总数N一定。

每碰撞一次的作用力↑

T↑→分子平均动能EK↑→→P↑

单位时间与单位面积器壁碰撞的次数↑

→分子的密集程度↓

V↑P↓

→单位时间与单位面积器壁碰撞的次数↓

（2）气体的压强和温度的关系

①气体的压强和温度的关系

一定质量的气体，在体积不变的情况下，当温度升高时，压强增大；

当温度降低时，压强减小。

m一定→分子总数N一定，V一定→分子的密集程度一定。

每碰撞一次的作用力↓

T↓→分子平均动能EK↓→→P↓

单位时间与单位面积器壁碰撞的次数↓

1、热力学第一定律

（1）ΔU＝Q＋W

上述所表示的功、热量跟内能改变之间的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律。

（2）符号法则

物理量

符号

意义

W

＋

外界对物体做功

－

Q

物体吸收热量

物体放出热量

ΔU

内能增加

内能减少

2、能量守恒定律

（1）能量在转化或转移中守恒

①机械能与内能相互转化时守恒

②其它形式的能和内能相互转化时守恒

③热传递使内能在物体之间发生转移时守恒

大量的事实证明：

各种形式的能都可以相互转化，并且在转化过程中守恒。

（2）能的转化和守恒定律

①内容：

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，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，这就是能量守恒定律。

②能量守恒定律发现的意义：

能的转化和守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一，是分析解决问题的一个极为重要的武器之一。

3、永动机不可能制成

（1）永动机：

不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器叫永动机。

（2）第一类永动机：

不消耗能量的机器叫做第一类永动机。

（3）永动机不可能制成的原因：

违背了能量守恒定律。

4、热传导的方向性

（1）热量自发地从高温物体传给低温物体

（2）热量从低温物体传给高温物体必须借助外界的帮助

（3）热传导具有方向性

（4）所有的宏观自发过程都具有单向性

5、第二类永动机

（1）热机：

①概念：

热机是把内能转化成机械能的装置。

②热机的效率热机做的功W和它从热源吸收的热量Q1的比值，叫做热机的效率。

η＝

热机的效率不可能达到100%。

（2）第二类永动机

①第二类永动机：

从单一热源吸收的热量，可以全部用来做功而不引起其他变化的热机，叫第二类永动机。

②第二类永动机不可能制成的原因

第二类永动机虽不违背守恒定律，不可能制成，是因为机械能和内能的转化过程具有方向性。

6、热力学第二定律

（1）扩散现象具有方向性

（2）热力学第二定律

①两种表述：

不可能使热量由低温物体传到高温物体，而不引起其他变化；

不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。

也可以表述为第二类永动机是不可能制成的。

②两种表述是等效

7、绝对零度不可能达到

（1）绝对温度：

－273.15℃，叫做绝对零度，又叫热力学零度。

以绝对零度为起点的温度叫做热力学温度，用T表示，单位是开尔文，符号是K。

（2）热力学温度与摄氏温度的关系

T＝t＋273.15K

ΔT＝Δt

（3）热力学第三定律

热力学零度不可能达到，这个结论称做热力学第三定律。