人教新高考物理重点突破：第29讲 热学.docx

第29讲 热学
知识图谱
热学
知识精讲
分子动理论
1．实验：用油膜法估测分子的大小
实验目的：粗略测定单分子层油膜的分子直径
注意事项：（1）明确实验步骤；
（2）学会利用已知给点的参量，计算分子的直径；
2．扩散现象、布朗运动、分子热运动的区别与联系
扩散现象：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。
产生：物体分子无规则运动产生的。
特点：（1）从浓度高的向浓度低的扩散；（2）温度的越高扩散现象越明显；（3）扩散现象在气体、液体、固体中都能发生。
意义：扩散现象直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动。
布朗运动
定义：悬浮在液体中的固体微粒永不停息的无规则运动叫做布朗运动。它首先是由英国植物学家布朗在1827年用显微镜观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的。
产生：大量液体分子永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因．简言之：液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。
影响因素：（1）固体微粒的大小；（2）液体的温度。
意义：布朗运动本身不是分子的无规则运动，但它间接反映了液体分子永不停息地做无规则运动。
分子热运动
定义：物体内部大量分子永不停息的无规则运动叫做热运动。
特点：（1）永不停息；（2）运动无规则；（3）温度越高，分子的热运动越激烈。
扩散现象是分子热运动造成的，布朗运动间接证明了分子热运动。
3．分子间存在分子力
分子力变化规律：（1）分子力：分子间引力和斥力的合力。（2）分子力随距离的变化规律：如下图所示，F＞0为斥力，F＜0为引力。
当时，分子间引力和斥力相平衡，分子处于平衡位置，其中r0的数量级为；
当 时，分子间引力和斥力都随r的减小而增大，但斥力增加得更快一些，故斥力大于引力，对外表现的分子力F为斥力。
当 时，分子间引力和斥力都随r的增大而减小，但斥力减小得更快一些，故引力大于斥力，对外表现的分子力F为引力。
当 时，分子间相互作用力变得十分微弱，可认为分子力F为零（气体分子间可认为作用力为零）
4．温度 、温度计
摄氏温度与热力学温度的关系：热力学温度是规定摄氏温度-273.15°C为零值，即热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系为：
5．内能
分子动能：（1）在热力学中，重要的不是某个分子的动能，而是组成系统的大量分子动能的平均值，这个平均值就叫做分子热运动的平均动能。（2）温度是分子平均动能的唯一标志。
分子势能：组成系统的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，这就是分子势能。
影响分子势能大小的因素：随着分子间距离的变化，分子力做功，分子势能发生变化，分子间势能的变化微观上与分子间距离决定，宏观上与物体体积有关。
分子间距离
分子力
= 0
表现为引力
表现为斥力
分子力做功
增大时，做负功
减小时，做负功
分子势能
最小
增大时，增大
减小时，增大
内能：物体内所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫物体的内能。微观上，物体的内能取决于物体所含的分子的总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离。宏观上，物体所含物质的多少、温度和体积。
二．气体
1．等温变化（玻意耳定律）
（1）内容：一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。其压强随体积的变化叫做等温变化。
（2）表达式：， 式中C为常量。或者，其中p1、V1和p2、V2表示两个不同状态下的压强和体积。
（3）适用条件：所研究的气体质量不变，温度不变；压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温比较）的任何气体。
（4）气体等温变化的P-V图像：一定质量的气体发生等温变化时的p-V图像，如图所示，为双曲线的一支。
P
O
1/V
P
O
V
 
 
T1
T2
2．等容变化（查理定律）
（1）内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正比，其压强随温度的变化叫做等容变化。
（2）表达式： ，式中C为常量。或者，其中p1、T1和p2、T2表示两个不同状态下的压强和温度。
（3）适用条件：所研究的气体质量不变，体积不变。
（4）气体等容变化的P-T图像：一定质量的气体发生等温变化时的p-T图像，如图所示。p-T图像为平过坐标原点的倾斜直线,体积越大斜率越小。p-t图像的延长线通过横轴t= -273.15°C。
P
O
T/K
p
O
t /°C
-273.15
P0
3．等压变化（盖—吕萨克定律）
（1）内容：