高中物理概念熱力學

1、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：物質是由大量分子組成的。阿伏伽德羅常量：在12克碳單質中，所含有的碳-12分子個數。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分子的質量叫做摩爾質量，其符號是M。單位是kg/mol。1g/mol=110-3kg/mol。單分子質量：。一般單分子質量的數量級是10-2710-26（kg）。分子體積（此公式不適用于氣體）：，其中Vmol是一摩爾物質所對應的體積（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為22.4L/mol。分子

2、的半徑可用立體幾何中球體體積公式：得出。分子數公式：。分子在永不停息地做熱運動。擴散現象：不同物質能夠相互滲透的現象。擴散現象說明了：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r0叫做平衡距離。內能：分子

3、勢能和分子動能的統(tǒng)稱。分子勢能與兩分子間距離有關，分子距離越大，分子勢能越大。分子動能與溫度有關，溫度越高，分子動能越大。內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遠遠小于單個分子速率為分子平均速率的分子個數。 物體的分子平均速率與溫度有關，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、體積和壓強。溫度：概念：衡

4、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的分子數和分子的平均速率。單位是帕斯卡，簡稱帕，寫作Pa。1Pa=1N/m2。大氣壓強：大氣壓強是由大氣重力產生的。一個標準大氣

5、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。被液體圍繞的氣體對兩液面壓強相等。二、

6、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，且與氣體的摩爾質量、氣體質量及溫度有關），所以：。當溫度變高時，K值增大，p-V圖像就距離坐標軸越遠（反比例系數變大），圖像就斜率越大（正比例系數變大）。查理定律（氣體的等容變化）： 概念

7、：一定質量的氣體，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，且與氣體的摩爾質量、氣體質量及體積有關）。當體積變大時，C值減小，p-T圖像就斜率越?。ㄕ壤禂底冃。?。因為開爾文認

8、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：一定質量的氣體，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：一定質量的氣體，在壓強不

9、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，且與氣體的摩爾質量、氣體質量及壓強有關）。當壓強變大時，A值減小，V-T圖像就斜率越?。ㄕ壤禂底冃。?。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，與該氣體的物質的量成正比。公式：，其中n是該氣體的物質的量，m是該氣體的質量，M是該氣體的摩爾質量，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