高中物理概念熱力學(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高中物理概念物理熱力學分子動理論一、分子動理論基本觀點：物質(zhì)是由大量分子組成的。阿伏伽德羅常量：在12克碳單質(zhì)中，所含有的碳-12分子個數(shù)。其符號是NA。我們將此定義為1mol（讀作：摩爾，簡稱：摩。），其值為6.021023mol-1。單位是：mol-1。我們將1mol分子的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量，其符號是M。單位是kg/mol。1g/mol=110-3kg/mol。單分子質(zhì)量：。一般單分子質(zhì)量的數(shù)量級是10-2710-26（kg）。分子體積（此公式不適用于氣體）：，其中Vmol是一摩爾物質(zhì)所對應(yīng)的體積（摩爾體積）。摩爾體積可由得出。在S.T.P.下，理想氣體的摩爾體積恒

2、為22.4L/mol。分子的半徑可用立體幾何中球體體積公式：得出。分子數(shù)公式：。分子在永不停息地做熱運動。擴散現(xiàn)象：不同物質(zhì)能夠相互滲透的現(xiàn)象。擴散現(xiàn)象說明了：分子在永不停息地做熱運動，溫度越高，擴散越快。分子之間存在間隙。布朗運動：懸浮微粒在流體中永不停息地做無規(guī)則運動的現(xiàn)象。微粒越小，布朗運動越明顯；溫度越高，布朗運動越激烈。它間接地反映了液體分子的運動是永不停息的、無規(guī)則的。熱運動：分子的永不停息、無規(guī)則運動。分子間存在相互作用力。分子間同時存在分子引力和分子斥力，表現(xiàn)的分子間作用力是其合力。分子引力和分子斥力均隨分子間距變大而減小，但斥力減小更快。當某一分子受力平衡時，此時的分子間距r

3、0叫做平衡距離。內(nèi)能：分子勢能和分子動能的統(tǒng)稱。分子勢能與兩分子間距離有關(guān)，分子距離越大，分子勢能越大。分子動能與溫度有關(guān)，溫度越高，分子動能越大。內(nèi)能可通過熱傳遞和做功的方式改變。分子間各作用力的圖像如下：分子運動速率統(tǒng)計： 無論是低溫還是高溫，其分子運動速率統(tǒng)計圖像都呈“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，它表明了在某一溫度下一定數(shù)量的分子，其單個分子速率為其最小值和最大值的分子個數(shù)遠遠小于單個分子速率為分子平均速率的分子個數(shù)。 物體的分子平均速率與溫度有關(guān)，溫度越高，平均速率越大。分子運動速率統(tǒng)計圖如下：氣體的性質(zhì)一、氣體狀態(tài)參量氣體狀態(tài)參量：概念：用來描述氣體狀態(tài)的物理量。氣體狀態(tài)參量有溫度、

4、體積和壓強。溫度：概念：衡量物體冷熱程度的物理量，微觀上表達了分子平均動能的大小。溫標：用來衡量物體冷熱程度的標準。熱力學溫標：將-273作為零度的溫標。符號是T。單位是開爾文，簡稱開，寫作K。熱力學溫標與攝氏溫標的換算：T=t+273K，。絕對零度：熱力學溫標中的零點為絕對零度，即0K。開爾文認為絕對零度只能無限接近，但不能達到。體積：氣體分子能夠達到的空間。單位：立方米m3。單位換算：1m3=103dm3（L）=106cm3（mL）壓強：概念：單位面積上所受的壓力。它的大小決定于單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率。單位是帕斯卡，簡稱帕，寫作Pa。1Pa=1N/m2。大氣壓強：大氣壓強是由大

5、氣重力產(chǎn)生的。一個標準大氣壓強為1.013105 Pa，也可寫作為1atm，其中atm表示標準大氣壓強，是壓強的非國際制單位。實際中常用汞柱長度來表示，其單位是cmHg（讀作厘米汞柱）或mmHg（讀作毫米汞柱）。1atm=1.013105 Pa=76cmHg=760mmHg。氣體壓強：帕斯卡定律：加在密閉流體上的壓強，能夠大小不變地由流體向各個方向傳遞。連通器：上端開口，下端相連的容器。連通器原理：在連通器中，中間液體不間斷的同一液體在同一水平液面上壓強相等。由此可知，在連通器中，開口的處液體面上壓強等于大氣壓強。管柱內(nèi)任意壓強規(guī)律：某一段液體上方壓強加上此段液體壓強等于下方壓強。被液體圍繞的

6、氣體對兩液面壓強相等。二、氣體狀態(tài)參量方程玻意耳定律（氣體的等溫變化）：概念：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變時，其壓強與體積成反比。公式：正比式： 。乘積式：。比例式：。氣體的等溫判別式：對于其橫截面積相等的各氣體，當其初始壓強和體積一定時，其壓強增量與體積增量的關(guān)系為：。氣體的等溫曲線（簡稱：等溫線）：概念：氣體的等溫曲線是以體積軸為橫軸，氣體的壓強軸為縱軸的坐標系中，由氣體等溫變化方程得到的一條雙曲線。規(guī)律：由得：pV=K（K是常量，且與氣體的摩爾質(zhì)量、氣體質(zhì)量及溫度有關(guān)），所以：。當溫度變高時，K值增大，p-V圖像就距離坐標軸越遠（反比例系數(shù)變大），圖像就斜率越大（正比例系數(shù)變大）。查理定律

7、（氣體的等容變化）： 概念：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時，其壓強與熱力學溫度成正比。 公式：正比式：。比例式：。 氣體的等容判別式：對于其橫截面積相等的各氣體，當其初始壓強和溫度一定時，其壓強增量與溫度增量成正比。即：。對于其橫截面積不同的各氣體，當橫截面初始所受壓力和溫度一定時，橫截面所受壓力增量與溫度增量成正比。即：。氣體的等容曲線（簡稱：等容線）：概念：氣體的等容曲線是以熱力學溫度軸為橫軸，氣體的壓強軸為縱軸的坐標系中，由氣體等容變化方程得到的一條過原點的傾斜直線。規(guī)律：由得：p=CT（C是常量，且與氣體的摩爾質(zhì)量、氣體質(zhì)量及體積有關(guān)）。當體積變大時，C值減小，p-T圖像就斜率越?。ㄕ?/p>

8、例系數(shù)變?。Ｒ驗殚_爾文認為絕對零度只能無限接近，但不能達到，故接近0K的某一段正比例圖線可畫成虛線。值得注意的是，氣體的等容曲線一定是該點與絕對零度（0K）的連線。熱力學溫標的來源：最初法國科學家查理用的是攝氏溫標，然而發(fā)現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時，溫度每變化1，變化的氣體壓強就等于其0時壓強的1/273倍。即：?？梢娝⒉慌c其成正比，而是線性關(guān)系。英國科學家開爾文提出用熱力學溫標（即開氏溫標）來代替攝氏溫標，即：T=t+273K。則原方程就化為（C為該氣體0時壓強的1/273倍，對于一定質(zhì)量的氣體，C是不變的），即。在本章中，一律使用熱力學溫標。蓋呂薩克定律（氣體的等壓變化）： 概念

9、：一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變時，其體積與熱力學溫度成正比。 公式：正比式：。比例式：。氣體的等壓曲線（簡稱：等壓線）：概念：氣體的等壓曲線是以熱力學溫度軸為橫軸，氣體的體積軸為縱軸的坐標系中，由氣體等壓變化方程得到的一條過原點的傾斜直線。規(guī)律：由得：V=AT（A是常量，且與氣體的摩爾質(zhì)量、氣體質(zhì)量及壓強有關(guān)）。當壓強變大時，A值減小，V-T圖像就斜率越?。ㄕ壤禂?shù)變?。?。同樣的，接近0K的某一段正比例圖線可畫成虛線。值得注意的是，氣體的等壓曲線一定是該點與絕對零度（0K）的連線。理想氣體狀態(tài)方程與克拉伯龍方程 理想氣體：概念：在任何情況下，氣體的狀態(tài)參量完全按照氣體定律變化的氣體。規(guī)律：溫度較高，壓強較小的氣體較接近理想氣體。理想氣體狀態(tài)方程：概念：一定質(zhì)量的同種氣體，其壓強與體積的乘積，和熱力學溫度的比值是一個定值。公式：克拉伯龍方程：概念：氣體壓強與體積的乘積，和熱力學溫度的比值，與該氣體的物質(zhì)的量成正比。公式：，其中n是該氣體的物質(zhì)的量，m是該氣體的質(zhì)量，M是該氣體的摩爾質(zhì)量，R是普適氣體常量，且R=8.31J/(molK)。推論：氣體的密度與熱力學溫度的乘積，和氣體壓強的比值，與該氣體的摩爾質(zhì)量成正比。即