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1、選修3-3熱學(xué)知識(shí)點(diǎn)歸納一、分子運(yùn)動(dòng)論1物質(zhì)是由大量分子組成的(1)分子體積 分子體積很小,它的直徑數(shù)量級(jí)是10-10m(2)分子質(zhì)量 分子質(zhì)量很小,一般分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)是10-26kg(3)阿伏伽德羅常數(shù)(宏觀世界與微觀世界的橋梁)1摩爾的任何物質(zhì)含有的微粒數(shù)相同,這個(gè)數(shù)的測(cè)量值:NA=6.021023mol-1設(shè)微觀量為:分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m;宏觀量為:物質(zhì)體積V、摩爾體積V1、物質(zhì)質(zhì)量M、摩爾質(zhì)量、物質(zhì)密度分子質(zhì)量: 分子體積: V0=NA=V1NA(對(duì)氣體V0應(yīng)為氣體分子平均占據(jù)的空間大?。┓肿又睆?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

2、)(對(duì)氣體,d理解為相鄰分子間的平均距離)分子的數(shù)量2分子永不停息地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)(1) 分子永不停息做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)事實(shí):擴(kuò)散現(xiàn)象和布郎運(yùn)動(dòng)。(2) 擴(kuò)散現(xiàn)象:不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。本質(zhì):由物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。(3)布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體(或氣體)中的固體微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)不是分子本身的運(yùn)動(dòng),但它間接地反映了液體(氣體)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中畫出的布朗運(yùn)動(dòng)路線的折線,不是微粒運(yùn)動(dòng)的真實(shí)軌跡。因?yàn)閳D中的每一段折線,是每隔30s時(shí)間觀察到的微粒位置的連線,就是在這短短的30s內(nèi),小顆粒的運(yùn)動(dòng)也是極不規(guī)則的。布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因大量液體分子(或氣體)永不停息地做

3、無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)懸浮在其中的微粒撞擊作用的不平衡性是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因。簡(jiǎn)言之:液體(或氣體)分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因。影響布朗運(yùn)動(dòng)激烈程度的因素固體微粒越小,溫度越高,固體微粒周圍的液體分子運(yùn)動(dòng)越不規(guī)則,對(duì)微粒碰撞的不平衡性越強(qiáng),布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。能在液體(或氣體)中做布朗運(yùn)動(dòng)的微粒都是很小的,一般數(shù)量級(jí)在10-6m,這種微粒肉眼是看不到的,必須借助于顯微鏡。3分子間存在著相互作用力(1)分子間的引力和斥力同時(shí)存在,實(shí)際表現(xiàn)出來(lái)的分子力是分子引力和斥力的合力。 分子間的引力和斥力只與分子間距離(相對(duì)位置)有關(guān),與分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。(2)分子間的引力和斥力都隨分子間的距離r

4、的增大而減小,隨分子間的距離r的減小而增大,但斥力的變化比引力的變化快。(3)分子力F和距離r的關(guān)系如圖 (注:上圖中:數(shù)量級(jí))4物體的內(nèi)能(1)做熱運(yùn)動(dòng)的分子具有的動(dòng)能叫分子動(dòng)能。溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。(2)由分子間相對(duì)位置決定的勢(shì)能叫分子勢(shì)能。分子力做正功時(shí)分子勢(shì)能減??;分子力作負(fù)功時(shí)分子勢(shì)能增大。當(dāng)r=r0即分子處于平衡位置時(shí)分子勢(shì)能最小。不論r從r0增大還是減小,分子勢(shì)能都將增大。如果以分子間距離為無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零,則分子勢(shì)能隨分子間距離而變的圖象如圖。(3)物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能。物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積及物質(zhì)的量都有關(guān)系,

5、定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān)。(4)內(nèi)能與機(jī)械能:運(yùn)動(dòng)形式不同,內(nèi)能對(duì)應(yīng)分子的熱運(yùn)動(dòng),機(jī)械能對(duì)于物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。物體的內(nèi)能和機(jī)械能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。二、固體1晶體和非晶體(1)在外形上,晶體具有確定的幾何形狀,而非晶體則沒有。(2)在物理性質(zhì)上,晶體具有各向異性,而非晶體則是各向同性的。(3)晶體具有確定的熔點(diǎn),而非晶體沒有確定的熔點(diǎn)。(4)晶體和非晶體并不是絕對(duì)的,它們?cè)谝欢l件下可以相互轉(zhuǎn)化。例如把晶體硫加熱熔化(溫度不超過(guò)300)后再倒進(jìn)冷水中,會(huì)變成柔軟的非晶體硫,再過(guò)一段時(shí)間又會(huì)轉(zhuǎn)化為晶體硫。2多晶體和單晶體 單個(gè)的晶體顆粒是單晶體,由單晶體雜亂無(wú)章地組合在一起是多晶體

6、。 多晶體具有各向同性。3晶體的各向異性及其微觀解釋在物理性質(zhì)上,晶體具有各向異性,而非晶體則是各向同性的。通常所說(shuō)的物理性質(zhì)包括彈性、硬度、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能、光的折射性能等。晶體的各向異性是指晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同,也就是沿不同方向去測(cè)試晶體的物理性能時(shí)測(cè)量結(jié)果不同。需要注意的是,晶體具有各向異性,并不是說(shuō)每一種晶體都能在各物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有規(guī)則性,在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同導(dǎo)致晶體具有各向異性。4晶體與非晶體、單晶體與單晶體的比較如右圖三、液體1液體的微觀結(jié)構(gòu)及物理特性(1)從宏觀看 因?yàn)橐后w介于氣體和固體之間,所以液體既像固體具有一定的體積,不易

7、壓縮,又像氣體沒有形狀,具有流動(dòng)性。(2)從微觀看有如下特點(diǎn)液體分子密集在一起,具有體積不易壓縮;分子間距接近固體分子,相互作用力很大;液體分子在很小的區(qū)域內(nèi)有規(guī)則排列,此區(qū)域是暫時(shí)形成的,邊界和大小隨時(shí)改變,并且雜亂無(wú)章排列,因而液體表現(xiàn)出各向同性;液體分子的熱運(yùn)動(dòng)雖然與固體分子類似,但無(wú)長(zhǎng)期固定的平衡位置,可在液體中移動(dòng),因而顯示出流動(dòng)性,且擴(kuò)散比固體快。2表面層和附著層(1)表面層:液體跟氣體接觸的表面存在一個(gè)薄層。處于表面層的液體分子,一方面受到上方氣體分子作用,另一方面又受到下方液體分子作用。而液體分子比氣體比氣體分子的作用強(qiáng),所以,表面層里的分子排列比液體內(nèi)部要稀疏些,分子間距離較

8、液體內(nèi)部也大一點(diǎn)。在表面層里,分子間距大,分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力。(2)附著層:液體和固體接觸時(shí),接觸的位置形成一個(gè)液體薄層。3液體的表面張力如果在液體表面任意畫一條線(如右圖),線兩側(cè)的液體之間的作用力是引力,它的作用是使液體面繃緊,所以叫液體的表面張力。 表面張力使液體自動(dòng)收縮,由于有表面張力的作用,液體表面有收縮到最小的趨勢(shì),表面張力的方向跟液面相切。 表面張力的形成原因是表面層(液體跟空氣接觸的一個(gè)薄層)中分子間距離大,分子間的相互作用表現(xiàn)為引力。 表面張力的大小除了跟邊界線長(zhǎng)度有關(guān)外,還跟液體的種類、溫度有關(guān)。4浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)現(xiàn)象的分析定義現(xiàn)象微觀解釋說(shuō)明浸潤(rùn)一種液體會(huì)浸濕某種固

9、體并附著在固體的表面上如果附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子密集,附著層內(nèi)液體分子間的距離小于分子力平衡的距離r0,附著層內(nèi)分子間的作用力表現(xiàn)為斥力,附著層有擴(kuò)展的趨勢(shì),表現(xiàn)為液體浸潤(rùn)固體一種液體是否浸潤(rùn)某種固體,與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都具有關(guān),例如:水可以浸潤(rùn)玻璃,但不能浸潤(rùn)蜂蠟;水銀可以浸潤(rùn)鉛和鋅,但不浸潤(rùn)玻璃不浸潤(rùn)一種液體不會(huì)浸濕某種固體,也就不會(huì)附著在這種固體的表面,這種現(xiàn)象叫作不浸潤(rùn)如果附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子稀疏,附著層內(nèi)液體分子間的距離大于分子力平衡的距離r0,附著層內(nèi)分子間的作用力表現(xiàn)為引力,附著層有收縮的趨勢(shì),表現(xiàn)為液體不浸潤(rùn)固體特別提醒:液體與固體接觸時(shí),附著層的液體分子

10、除受液體內(nèi)部的分子吸引外,還受到固體分子的吸引。浸潤(rùn)不浸潤(rùn)是兩者合力的表現(xiàn)5毛細(xì)現(xiàn)象(1)定義:浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象,以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象,稱為毛細(xì)現(xiàn)象。能夠發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象的管叫作毛細(xì)管。毛細(xì)現(xiàn)象是液體對(duì)固體浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象在細(xì)管中的體現(xiàn)。(2特點(diǎn):對(duì)于一定的液體和一定材質(zhì)的管壁,毛細(xì)管的內(nèi)徑越細(xì),管內(nèi)外液面差越大。不浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管里下降浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管里上升(3) 產(chǎn)生原因:毛細(xì)現(xiàn)象的產(chǎn)生與表面張力及浸潤(rùn)現(xiàn)象都有關(guān)系。如圖甲所示,當(dāng)毛細(xì)管插入浸潤(rùn)液體中時(shí),附著層里分子間的排斥力使附著層沿壁管上升,這部分液體上升引起液面彎曲,呈凹形彎月面使液體表面變大,與此同時(shí)由于表面層的表

11、面張力的收縮作用,管內(nèi)液體也隨之上升。直到表面張力向上的力與管內(nèi)升高的液體的重力相等時(shí),液體停止和上升,穩(wěn)定在一定的高度。利用類似的分析,也可以解釋不浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管里下降額現(xiàn)象(如圖乙所示)四、液晶1液晶的物理性質(zhì)液晶具有液體的流動(dòng)性,又具有晶體的光學(xué)各向異性。2液晶分子的排列特點(diǎn)液晶分子的位置無(wú)序使它像液體,但排列是有序使它像晶體。3液晶的光學(xué)性質(zhì)對(duì)外界條件的變化反應(yīng)敏捷液晶分子的排列是不穩(wěn)定的,外界條件和微小變動(dòng)都會(huì)引起液晶分子排列的變化,因而改變液晶的某些性質(zhì),例如溫度、壓力、摩擦、電磁作用、容器表面的差異等,都可以改變液晶的光學(xué)性質(zhì)。如計(jì)算器的顯示屏,外加電壓液晶由透明狀態(tài)變?yōu)榛鞚釥?/p>

12、態(tài)。五、飽和汽與飽和汽壓1動(dòng)態(tài)平衡:在密閉的容器中,隨著水分的不斷蒸發(fā),水面上方的分子數(shù)不斷增多,回到水中的分子數(shù)也逐漸增多。最后,當(dāng)氣態(tài)水分子的數(shù)密度增大到一定程度時(shí),就會(huì)達(dá)到這樣的狀態(tài):在相同時(shí)間內(nèi)回到水中的分子數(shù)等于從水面上飛出去的分子數(shù)。這時(shí)水蒸氣的密度不再增大,液體水也不再減少,液體與氣體之間達(dá)到了平衡狀態(tài),蒸發(fā)停止。這種平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡2飽和汽:與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽叫作飽和汽。沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽叫作未飽和汽。3飽和汽壓:在一定溫度下,飽和汽的分子數(shù)密度是一定的,因?yàn)轱柡推膲簭?qiáng)也是一定的,這個(gè)壓強(qiáng)叫作這種液體的飽和汽壓,未飽和汽的壓強(qiáng)小于飽和汽壓。飽和汽壓隨溫度而變。溫度

13、升高時(shí),液體分子的平均動(dòng)能增大,單為時(shí)間里從液面飛出的分子數(shù)增多,原理的動(dòng)態(tài)平衡被破壞,液體繼續(xù)蒸發(fā),蒸汽的壓強(qiáng)繼續(xù)增大,直至達(dá)到新的動(dòng)態(tài)平衡。注意:(1)在實(shí)際問(wèn)題中,水面上方不只有分子,還有空氣中其他各種氣體分子。這里說(shuō)的飽和汽壓,指的只是空氣中水蒸氣的分壓強(qiáng),與其他氣體的壓強(qiáng)無(wú)關(guān)。談到其他液體的飽和汽壓時(shí),也是只指這種氣體的分壓強(qiáng)。(2)飽和汽壓隨溫度的升高而升高,飽和汽壓與蒸汽所占的體積無(wú)關(guān),與該蒸汽中有無(wú)其他氣體也無(wú)關(guān)(3)液體沸騰的條件就是飽和汽壓和外部壓強(qiáng)相等。沸點(diǎn)就是飽和汽壓等于外部壓強(qiáng)時(shí)的溫度。因飽和汽壓必須增大到和外部壓強(qiáng)相等時(shí)才能沸騰,所以沸點(diǎn)隨外部壓強(qiáng)的增大而增大4臨界

14、溫度:在某個(gè)溫度上,無(wú)論怎樣增大壓強(qiáng),都不可能使某種氣體液化,這個(gè)溫度叫作這種氣體的臨界溫度。5絕對(duì)濕度:空氣的濕度可以用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)p來(lái)表示,這樣表示的濕度叫作空氣的絕對(duì)濕度。6相對(duì)濕度:在某一溫度下,我們常用空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)p與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓ps的比值來(lái)描述空氣的潮濕程度,并把這個(gè)比值叫作空氣的相對(duì)濕度。即相對(duì)濕度=公式為B=空氣的濕度時(shí)表示空氣潮濕程度的物理量。但影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對(duì)干爽與潮濕感受的因素,不是空氣中水蒸氣的絕對(duì)數(shù)量,而是空氣中水蒸汽的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的差距。所以絕對(duì)濕度不變時(shí),空氣中水蒸汽密度不變,溫度越高,它離飽和的程度越遠(yuǎn),越容易

15、蒸發(fā),人們感覺越干燥;相反,溫度越低,越接近飽和狀態(tài),人們感覺越潮濕。6、 物態(tài)變化中的能量交換1 熔化與凝固(1) 物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程叫熔化(2) 物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程叫凝固(3) 熔化與凝固互為逆過(guò)程,熔化過(guò)程中要吸熱,凝固過(guò)程中要放熱2 熔化熱:(1) 定義:某種晶體熔化過(guò)程中所需的能量與其質(zhì)量之比,稱作這種晶體的熔化熱(2) 公式:=Q/m,表示晶體的熔化熱,Q表示晶體熔化過(guò)程中所需的能量,m表示該晶體的質(zhì)量。(3) 單位:在國(guó)際單位中,熔化熱的單為時(shí)焦耳/千克(J/kg)或千焦/千克(kJ/kg)3 對(duì)熔化過(guò)程的微觀解釋(1) 由于固體分子間的強(qiáng)大作用,固體分子只能在各自的

16、平衡位置附近振動(dòng),對(duì)固體加熱,在其熔化之前,獲得的能量主要轉(zhuǎn)化為分子的動(dòng)能,使物體溫度升高,當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí),一部分分子的能量足以克服其他分子的束縛,從而可以在其他分子間移動(dòng),固體開始熔化。(2) 不同的晶體有不同的空間點(diǎn)陣,要破壞不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu),所需的能量就不同,因此不同的晶體的熔化熱不同。4 冰熔化熱的重要意義冰的熔化熱很大,1kg、0的冰熔化成0的水吸收的熱量,相當(dāng)于把1kg、0的水升高到80需要的熱量。冰的這一特點(diǎn)對(duì)自然界有重要的意義,它使得初冬時(shí),一個(gè)寒冷的夜晚不會(huì)把江河湖泊全部封凍起來(lái),氣溫也不會(huì)驟然下降;初春時(shí),一個(gè)陽(yáng)光燦爛的晴天不會(huì)使冰雪全部融化,造成江河泛濫,氣溫也不會(huì)

17、驟然升高。在日常生活中,人們利用冰熔化熱大的特點(diǎn)在冷藏食品,冰鎮(zhèn)飲料等。5 注意(1) 熔化過(guò)程時(shí)晶體剛到達(dá)熔點(diǎn),到全部熔化這一段時(shí)間過(guò)程,而不是剛開始加熱到晶體全部熔化的這一段時(shí)間過(guò)程(2) 晶體熔化過(guò)程中吸收熱量,增大分子勢(shì)能,破壞晶體結(jié)構(gòu),變?yōu)橐簯B(tài)。所以熔化熱與晶體的質(zhì)量無(wú)關(guān),只取決于晶體的種類,熔化熱時(shí)晶體的熱學(xué)特性之一。(3) 由能量守恒定律可知,一定質(zhì)量的某種晶體,熔化時(shí)吸收的熱量與固體凝固時(shí)放出的熱量相等。(4) 非晶體在熔化過(guò)程中溫度不斷變化,而不同溫度下物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)吸收的熱量時(shí)不同的,所以非晶體沒有確定的熔化熱(5) 晶體熔化過(guò)程中的熔點(diǎn)與熔化熱都與外界氣壓有關(guān),但由

18、于晶體熔化過(guò)程中體積變化很小,因而影響不大。6 汽化與液化(1) 分物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程叫汽化。汽化有蒸發(fā)和沸騰兩種方式。(2) 物質(zhì)從氣態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程叫液化。(3) 汽化和液化互為逆過(guò)程,汽化過(guò)程中要吸收大量的熱,液化過(guò)程中要放出大量的熱。7 汽化熱(1) 某種液體汽化成同溫度的氣體時(shí)所需的能量與其質(zhì)量之比,叫作這種物質(zhì)在這個(gè)溫度下的汽化熱。(2) 公式:L=Q/m,L表示汽化熱,Q表示液體液化成同溫度的氣體時(shí)所需要的能量,m表示液體的質(zhì)量。Q/(kJkg1)t/()0 100 200 300 400 2500 2000 1500 1000 500 (3) 單位:在國(guó)際單位制中,汽化熱

19、的單位時(shí)焦耳/千克(J/kg)或千焦/千克(kJ/kg)注意:(1) 不同物質(zhì)的汽化熱不相同,汽化熱時(shí)物質(zhì)熱學(xué)特性之一。(2) 液體汽化時(shí)的汽化熱與液體的物質(zhì)種類、液體的溫度、外界壓強(qiáng)均有關(guān)。同種物質(zhì)在某一溫度下,壓強(qiáng)不同,汽化熱不同;同種物質(zhì)在某一壓強(qiáng)下,溫度不不同,汽化熱不同。如右圖所示水在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下汽化熱隨溫度變化的圖像。8 對(duì)汽化熱的理解(1) 液體汽化時(shí),液體分子離開液體表面,要客服其他分子的吸引力而做功,因此要吸收熱量(2) 液體汽化時(shí)體積要增大很多,分子吸收的能量不只用于掙脫其他分子的束縛,還用于體積膨脹時(shí)客服外界氣壓做功,所以汽化熱還與外界氣體的壓強(qiáng)有關(guān)。(3) 物質(zhì)的汽化熱通

20、常指標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)時(shí)的汽化熱。(4) 由能量守恒定律可知,一定質(zhì)量的物質(zhì),在一定的溫度和壓強(qiáng)下,汽化時(shí)吸收的熱量與液化時(shí)放出的熱量相等七、氣體1氣體的狀態(tài)參量(1)溫度:溫度在宏觀上表示物體的冷熱程度;在微觀上是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。熱力學(xué)溫度是國(guó)際單位制中的基本量之一,符號(hào)T,單位K(開爾文);攝氏溫度是導(dǎo)出單位,符號(hào)t,單位(攝氏度)。關(guān)系是t=T-T0,其中T0=273.15K兩種溫度間的關(guān)系可以表示為:T = t+273.15K和T =t,要注意兩種單位制下每一度的間隔是相同的。0K是低溫的極限,它表示所有分子都停止了熱運(yùn)動(dòng)??梢詿o(wú)限接近,但永遠(yuǎn)不能達(dá)到。(2)氣體分子速率分布曲線圖

21、像表示:擁有不同速率的氣體分子在總分子數(shù)中所占的百分比。圖像下面積可表示為分子總數(shù)。 特點(diǎn):同一溫度下,分子總呈“中間多兩頭少”的分布特點(diǎn),即速率處中等的分子所占比例最大,速率特大特小的分子所占比例均比較??; 溫度越高,速率大的分子增多; 曲線極大值處所對(duì)應(yīng)的速率值向速率增大的方向移動(dòng),曲線將拉寬,高度降低,變得平坦。(3)體積:氣體總是充滿它所在的容器,所以氣體的體積總是等于盛裝氣體的容器的容積。(4)壓強(qiáng):氣體的壓強(qiáng)是由于大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的。(5)氣體壓強(qiáng)的微觀意義:大量做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的氣體分子對(duì)器壁頻繁、持續(xù)地碰撞產(chǎn)生了氣體的壓強(qiáng)。單個(gè)分子碰撞器壁的沖力是短暫的,但是大量分

22、子頻繁地碰撞器壁,就對(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力。所以從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來(lái)看,氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。(6)決定氣體壓強(qiáng)大小的因素:微觀因素:氣體壓強(qiáng)由氣體分子的密集程度和平均動(dòng)能決定:A、氣體分子的密集程度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)越大,在單位時(shí)間內(nèi),與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多;B、氣體的溫度升高,氣體分子的平均動(dòng)能變大,每個(gè)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;從另一方面講,氣體分子的平均速率大,在單位時(shí)間里撞擊器壁的次數(shù)就多,累計(jì)沖力就大。宏觀因素:氣體的體積增大,分子的密集程度變小。在此情況下,如溫度不變,氣體壓強(qiáng)減小;如溫

23、度降低,氣體壓強(qiáng)進(jìn)一步減小;如溫度升高,則氣體壓強(qiáng)可能不變,可能變化,由氣體的體積變化和溫度變化兩個(gè)因素哪一個(gè)起主導(dǎo)地位來(lái)定。2氣體實(shí)驗(yàn)定律(1)等溫變化-玻意耳定律 內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在溫度不變的情況下,壓強(qiáng)p與體積V成反比。 公式:或 或(常量)(2)等容變化-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(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比。 公式:或或(常量)(3)等壓變化-蓋呂薩克定律 內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強(qiáng)不變的情況下,體積V與熱力學(xué)溫度T成正比。 公式:或或(常量)3對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋(1)玻意耳定律的微觀解釋一定質(zhì)量的理想氣體,分子的總數(shù)是一定的,在溫度

24、保持不變時(shí),分子的平均動(dòng)能保持不變,氣體的體積減小到原來(lái)的幾分之一,氣體的密集程度就增大到原來(lái)的幾倍,因此壓強(qiáng)就增大到原來(lái)的幾倍,反之亦然,所以氣體的壓強(qiáng)與體積成反比。(2)查理定律的微觀解釋一定質(zhì)量的理想氣體,說(shuō)明氣體總分子數(shù)N不變;氣體體積V不變,則單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變;當(dāng)氣體溫度升高時(shí),說(shuō)明分子的平均動(dòng)能增大,則單位時(shí)間內(nèi)跟器壁單位面積上碰撞的分子數(shù)增多,且每次碰撞器壁產(chǎn)生的平均沖力增大,因此氣體壓強(qiáng)p將增大。(3)蓋呂薩克定律的微觀解釋一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)溫度升高時(shí),氣體分子的平均動(dòng)能增大;要保持壓強(qiáng)不變,必須減小單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù),即增大氣體的體積。4理想氣體狀態(tài)方程:一定質(zhì)量

25、的理想氣體狀態(tài)方程:公式:=恒量 或 (含密度式:)注意:計(jì)算時(shí)公式兩邊T必須統(tǒng)一為熱力學(xué)溫度單位,其它兩邊單位相同即可。5*克拉珀龍方程: (R為普適氣體恒量,n為摩爾數(shù))六、熱力學(xué)定律1熱力學(xué)第零定律(熱平衡定律):如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡2熱力學(xué)第一定律:EW+Q能的轉(zhuǎn)化守恒定律第一類永動(dòng)機(jī)(違反能量守恒定律)不可能制成. 內(nèi)容:一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和。(1)做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。也就是說(shuō),做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的。但從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)看又是有區(qū)別的:做功是其他能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化,功是內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度;而熱傳遞是內(nèi)能間的轉(zhuǎn)移,熱量是內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度。(2)符號(hào)法則:體積增大,氣體對(duì)外做功,W為“一”;體積減小,外界對(duì)氣體做功,W為“+”。 氣體從外界吸熱,Q為“+”;氣體對(duì)外界放熱,Q為“一”。 溫度升高,內(nèi)能增量DE是取“+”;溫度降低,內(nèi)能減少,DE取“一”。V P T1 T2 ac b O (3)三種特殊情況:等溫變化DE=0即 W+Q=0 ;絕熱膨脹或

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