高考物理熱學(xué)計算方法

1、資料來源：來自本人網(wǎng)絡(luò)整理！祝您工作順利！高考物理熱學(xué)計算方法 高考物理的熱血局部內(nèi)容經(jīng)常讓同學(xué)們覺得頭疼，因為這是最冗雜的題目之一，該怎么應(yīng)對呢?我整理了物理學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，盼望能關(guān)心到您。 高中常用物理公式之熱學(xué) ?？嫉?個熱學(xué)學(xué)問點 一、分子運動論 1.物質(zhì)是由大量分子組成的 2.分子永不停息地做無規(guī)章熱運動 (1)分子永不停息做無規(guī)章熱運動的試驗事實：擴大現(xiàn)象和布郎運動。 (2)布朗運動 布朗運動是懸浮在液體(或氣體)中的固體微粒的無規(guī)章運動。布朗運動不是分子本身的運動，但它間接地反映了液體(氣體)分子的無規(guī)章運動。 (3)試驗中畫出的布朗運動路途的折線，不是微粒運動的真實軌跡。 因為圖

2、中的每一段折線，是每隔30s時間觀看到的微粒位置的連線，就是在這短短的30s內(nèi)，小顆粒的運動也是極不規(guī)章的。 (4)布朗運動產(chǎn)生的緣由 大量液體分子(或氣體)永不停息地做無規(guī)章運動時，對懸浮在其中的微粒撞擊作用的不平衡性是產(chǎn)生布朗運動的緣由。簡言之：液體(或氣體)分子永不停息的無規(guī)章運動是產(chǎn)生布朗運動的緣由。 (5)影響布朗運動劇烈程度的因素 固體微粒越小，溫度越高，固體微粒四周的液體分子運動越不規(guī)章，對微粒碰撞的不平衡性越強，布朗運動越劇烈。 (6)能在液體(或氣體)中做布朗運動的微粒都是很小的，一般數(shù)量級在10-6m，這種微粒肉眼是看不到的，必需借助于顯微鏡。 3.分子間存在著互相作用力

3、(1)分子間的引力和斥力同時存在，實際表現(xiàn)出來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間隔 (相對位置)有關(guān)，與分子的運動狀態(tài)無關(guān)。 (2)分子間的引力和斥力都隨分子間的間隔 r的增大而減小，隨分子間的間隔 r的減小而增大，但斥力的改變比引力的改變快。 (3)分子力f和間隔 r的關(guān)系如下列圖 4.物體的內(nèi)能 (1)做熱運動的分子具有的動能叫分子動能。溫度是物體分子熱運動的平均動能的標(biāo)記。 (2)由分子間相對位置打算的勢能叫分子勢能。分子力做正功時分子勢能減小;分子力作負(fù)功時分子勢能增大。當(dāng)r=r0即分子處于平衡位置時分子勢能最小。不管r從r0增大還是減小，分子勢能都將增大

4、。假如以分子間間隔 為無窮遠(yuǎn)時分子勢能為零，那么分子勢能隨分子間間隔 而變的圖象如上圖。 (3)物體中全部分子做熱運動的動能和分子勢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，定質(zhì)量的抱負(fù)氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān)。 (4)內(nèi)能與機械能：運動形式不同，內(nèi)能對應(yīng)分子的熱運動，機械能對于物體的機械運動。物體的內(nèi)能和機械能在肯定條件下可以互相轉(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樣子，而非晶體那么沒有。 (2)在物理性質(zhì)上，晶體具有各向異性，而非晶體那么是各向同性的。 (3)晶體具有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點。 (4)晶體和非晶體并不是

5、肯定的，它們在肯定條件下可以互相轉(zhuǎn)化。例如把晶體硫加熱熔化(溫度不超過300)后再倒進冷水中，會變成松軟的非晶體硫，再過一段時間又會轉(zhuǎn)化為晶體硫。 2.多晶體和單晶體 單個的晶體顆粒是單晶體，由單晶體雜亂無章地組合在一起是多晶體。多晶體具有各向同性。 3.晶體的各向異性及其微觀說明 在物理性質(zhì)上，晶體具有各向異性，而非晶體那么是各向同性的。通常所說的物理性質(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試晶體的物理性能時測量結(jié)果不同。需要留意的是，晶體具有各向異性，并不是說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

6、體內(nèi)部構(gòu)造的有規(guī)章性，在不同方向上物質(zhì)微粒的排列狀況不同導(dǎo)致晶體具有各向異性。 三、液體 1.液體的微觀構(gòu)造及物理特性 (1)從宏觀看 因為液體介于氣體和固體之間，所以液體既像固體具有肯定的體積，不易壓縮，又像氣體沒有樣子，具有流淌性。 (2)從微觀看有如下特點 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，互相作用力很大; 液體分子在很小的區(qū)域內(nèi)有規(guī)章排列，此區(qū)域是臨時形成的，邊界和大小隨時轉(zhuǎn)變，并且雜亂無章排列，因此液體表現(xiàn)出各向同性; 液體分子的熱運動雖然與固體分子類似，但無長期固定的平衡位置，可在液體中挪動，因此顯示出流淌性，且擴大比固體快。 2.液體的外表張力 假如在

7、液體外表任意畫一條線，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，所以叫液體的外表張力。 特殊提示： (1)外表張力使液體自動收縮，由于有外表張力的作用，液體外表有收縮到最小的趨勢，外表張力的方向跟液面相切。 (2)外表張力的形成緣由是外表層(液體跟空氣接觸的一個薄層)中分子間間隔 大，分子間的互相作用表現(xiàn)為引力。 (3)外表張力的大小除了跟邊界限長度有關(guān)外，還跟液體的種類、溫度有關(guān)。 四、液晶 1.液晶的物理性質(zhì) 液晶具有液體的流淌性，又具有晶體的光學(xué)各向異性。 2.液晶分子的排列特點 液晶分子的位置無序使它像液體，但排列是有序使它像晶體。 3.液晶的光學(xué)性質(zhì)對外界條件的改變反響

8、靈敏 液晶分子的排列是不穩(wěn)定的，外界條件和微小變動都會引起液晶分子排列的改變，因此轉(zhuǎn)變液晶的某些性質(zhì)，例如溫度、壓力、摩擦、電磁作用、容器外表的差異等，都可以轉(zhuǎn)變液晶的光學(xué)性質(zhì)。 如計算器的顯示屏，外加電壓液晶由透亮狀態(tài)變?yōu)榛鞚釥顟B(tài)。 五、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能的標(biāo)記。 熱力學(xué)溫度是國際單位制中的根本量之一，符號t，單位k(開爾文);攝氏溫度是導(dǎo)出單位，符號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，要留意兩種單位制下每一度的間隔是一樣的。

9、 0k是低溫的極限，它表示全部分子都停頓了熱運動?？梢詿o限接近，但永久不能到達。 氣體分子速率分布曲線: 圖像表示：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：同一溫度下，分子總呈中間多兩頭少的分布特點，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擬小;溫度越高，速率大的分子增多;曲線極大值處所對應(yīng)的速率值向速率增大的方向挪動，曲線將拉寬，高度降低，變得平坦。 (2)體積:氣體總是布滿它所在的容器，所以氣體的體積總是等于盛裝氣體的容器的容積。 (3)壓強:氣體的壓強是由于大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的。 (4)氣體壓強的微觀意義：大量

10、做無規(guī)章熱運動的氣體分子對器壁頻繁、持續(xù)地碰撞產(chǎn)生了氣體的壓強。單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對器壁產(chǎn)生持續(xù)、勻稱的壓力。所以從分子動理論的觀點來看，氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。 (5)打算氣體壓強大小的因素： 微觀因素：氣體壓強由氣體分子的密集程度和平均動能打算： 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.氣體的溫度上升，氣體分子的平均動能變大，每個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，在單位時間里撞擊器壁

11、的次數(shù)就多，累計沖力就大。 宏觀因素：氣體的體積增大，分子的密集程度變小。在此狀況下，如溫度不變，氣體壓強減小;如溫度降低，氣體壓強進一步減小;如溫度上升，那么氣體壓強可能不變，可能改變，由氣體的體積改變和溫度改變兩個因素哪一個起主導(dǎo)地位來定。 2.氣體試驗定律 3.對氣體試驗定律的微觀說明 (1)玻意耳定律的微觀說明 肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體，分子的總數(shù)是肯定的，在溫度保持不變時，分子的平均動能保持不變，氣體的體積減小到原來的幾分之一，氣體的密集程度就增大到原來的幾倍，因此壓強就增大到原來的幾倍，反之亦然，所以氣體的壓強與體積成反比。 (2)查理定律的微觀說明 肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體，說明氣體總分子數(shù)

12、n不變;氣體體積v不變，那么單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變;當(dāng)氣體溫度上升時，說明分子的平均動能增大，那么單位時間內(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p將增大。 (3)蓋呂薩克定律的微觀說明 肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體，當(dāng)溫度上升時，氣體分子的平均動能增大;要保持壓強不變，必需減小單位體積內(nèi)的分子個數(shù)，即增大氣體的體積。 六、熱力學(xué)定律 1.熱力學(xué)第零定律(熱平衡定律)：假如兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)到達熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡。 (1)做功和熱傳遞都能轉(zhuǎn)變物體的內(nèi)能。也就是說，做功和熱傳遞對轉(zhuǎn)變物體的內(nèi)能是等效的。但從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點看又

13、是有區(qū)分的：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)符號法那么： 體積增大,氣體對外做功，w為一;體積減小，外界對氣體做功，w為+。氣體從外界吸熱,q為+;氣體對外界放熱,q為一。溫度上升，內(nèi)能增量de是取+;溫度降低,內(nèi)能削減，de取一。 (3)三種特別狀況： l等溫改變de=0，即 w+q=0 l絕熱膨脹或壓縮：q=0即 w=de l 等容改變：w=0 ，q=de (4)由圖線爭論抱負(fù)氣體的功、熱量和內(nèi)能 3.熱學(xué)其次定律 (1)其次類永動機不行能制成 (滿足能量守恒定律，但違背熱力學(xué)其次定律) 本質(zhì)：涉及熱現(xiàn)象(自然界中)的宏觀過程都具有方向性,是不行逆的 (2)熱傳遞方向表述(克勞修斯表述)： 不行能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其它改變。(熱傳導(dǎo)有方向性) (3)機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化