物理3-3知識點(diǎn)匯總

-4-選修3-3知識點(diǎn)匯總1．兩種分子模型(1)固體、液體分子一個一個緊密排列，可將分子看成球形或立方體形，如圖所示，分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長，所以d＝eq\r(3,\f(6V,π))(球體模型)或d＝eq\r(3,V)(立方體模型)。(2)氣體分子不是一個一個緊密排列的，它們之間的距離很大，所以氣體分子的大小不等于分子所占有的平均空間（不能求出氣體分子的大小）。如圖所示，此時每個分子占有的空間視為棱長為d的立方體，所以d＝eq\r(3,V)。2．

用油膜法估測分子的大小

(1)實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時,油酸就在水面上散開,其中的酒精溶于水中并很快揮發(fā),在水面上形成一層純油酸的單層分子薄膜。如果把分子看成小球,單層分子油膜的厚度就可以認(rèn)為等于油酸分子的直徑,如圖所示。

實(shí)驗(yàn)中如果算出一定體積V的油酸在水面上形成的單分子油膜的面積S,即可算出油酸分子直徑的大小,即。

(2)實(shí)驗(yàn)器材

清水、酒精、油酸、量筒、淺盤(邊長約為)、注射器(或滴管)、玻璃板、彩筆、痱子粉(或細(xì)石膏粉)坐標(biāo)紙、容量瓶(500mL)

(3)實(shí)驗(yàn)步驟

①用稀酒精溶液及清水清洗淺盤,充分洗去油污、粉塵,以減少實(shí)驗(yàn)誤差。

②配制油酸酒精溶液:取純油酸1mL,注入500mL的容量瓶中,然后向容量瓶內(nèi)注入酒精,直到液面達(dá)到500mL刻度線,搖動容量瓶,使油酸分子充分與酒精分子結(jié)合,這樣就得到了體積濃度約為0.2%的油酸酒精溶液。

③用注射器或滴管將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,并記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù)N。

④向淺盤里倒入約2cm深的水,并將痱子粉或細(xì)石膏粉均勻地撒在水面上。

⑤用注射器或滴管將1滴油酸酒精溶液滴在水面上。

⑥待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,并將油酸薄膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上。

⑦將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,計算輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù),不足半個的舍去,多于半個的算個,算出油膜的面積S。

⑧根據(jù)油酸酒精溶液的濃度,算出1滴溶液中純油酸的體積V,并代入公式算出油酸薄膜的厚度d。

(4)數(shù)據(jù)處理(計算方法)：①1滴油酸酒精溶液的平均體積。

②1滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積V.()

③油膜的面積(n為有效格數(shù),小方格的邊長為1cm)。④分子直徑(代入數(shù)據(jù)時注意單位的統(tǒng)一)(5)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

①油酸酒精溶液配制好后不要長時間放置,以免改變濃度,造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差。

②實(shí)驗(yàn)前應(yīng)注意,淺盤是否干凈,否則難以形成油膜。③淺盤中的水應(yīng)保持平衡,痱子粉應(yīng)均勻撒在水面上。

④向水面滴油酸酒精溶液時,應(yīng)靠近水面,不能離水面太高,否則油膜難以形成。

⑤待測油酸液面擴(kuò)散后又收縮,要在穩(wěn)定后再畫輪廓。

⑥本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子大小,實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)量級符合要求即可。

3.阿伏加德羅常數(shù)

(1)1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù),這個數(shù)量可以用阿伏加德羅常數(shù)來表示,常取NA=6.02×1023mol-1。阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁。微觀物理量有:分子體積、分子直徑、分子質(zhì)量等。宏觀物理量有:物體體積、摩爾體積、物體質(zhì)量、摩爾質(zhì)量物質(zhì)密度等。(2)利用阿伏加德羅常數(shù)可計算下列物理量：①分子的質(zhì)量:

②分子的體積：(僅適用于固體和液體,對于氣體,Vo為一個分子占據(jù)空間的體積)③物體所含的分子數(shù):或

④氣體分子間的平均距離:(Vo為氣體分子所占據(jù)空間的體積)⑤固體、液體分子直徑:

【分子的熱運(yùn)動】擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動定義不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象懸浮在液體(或氣體)中的固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生原因是分子無規(guī)則運(yùn)動的直接結(jié)果，是分子無規(guī)則運(yùn)動的宏觀反映大量液體(或氣體)分子對懸浮微粒的撞擊的不平衡導(dǎo)致的影響因素

(1)溫度:溫度越高擴(kuò)散越快(2)濃度:從濃度高處向濃度低處擴(kuò)散，濃度差越大,擴(kuò)散越顯著(3)物態(tài):①氣態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象最快、最顯著。②固態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象最慢,短時間內(nèi)非常不明顯。③液態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象明顯程度,介于氣態(tài)與固態(tài)之間。(1)溫度:溫度越高,布朗運(yùn)動越明顯。溫度越高,液體分子運(yùn)動的平均速率越大,對懸浮于其中的微粒的撞擊作用也越大,因此溫度越高,布朗運(yùn)動越劇烈。(2)固體微粒的大?。何⒘Ｔ叫〔祭蔬\(yùn)動越明顯。懸浮微粒越小,某時刻與它相撞的分子數(shù)越少，來自各方向的沖擊力越不平衡;另外微粒越小,其質(zhì)量也就越小,相同沖擊力下產(chǎn)生的加速度也越大,

因此微粒越小,布朗運(yùn)動越明顯。微觀機(jī)制擴(kuò)散現(xiàn)象說明了分子都在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動布朗運(yùn)動是懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動，不是分子的無規(guī)則運(yùn)動,但間接反映了液體(或氣體)分子的無規(guī)則運(yùn)動相同點(diǎn)(1)產(chǎn)生的根本原因相同,都是分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)點(diǎn)動;(2)它們都隨溫度的升高而表現(xiàn)得越明顯1.熱運(yùn)動

定義：物理學(xué)中把分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動叫熱運(yùn)動。

特點(diǎn)：(1)永不停息(2)無規(guī)則運(yùn)動(3)劇烈程度與溫度有關(guān),溫度越高,熱運(yùn)動越劇烈

實(shí)驗(yàn)證據(jù)：擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動2.布朗運(yùn)動和熱運(yùn)動的比較布朗運(yùn)動熱運(yùn)動分子力表現(xiàn)為引力,隨著的增大,分子引力做負(fù)功,分子勢能增大分子勢能均視為零影響因素宏觀分子勢能跟物體的體積有關(guān),物體的體積變化,物體的勢能會變化,但不能說體積變大,分子勢能一定變大。要視具體的物質(zhì)而定微觀分子勢能跟分子間距離r有關(guān),分子勢能與的關(guān)系不是單調(diào)變化的【內(nèi)能】

1.內(nèi)能的概念及決定因素

(1)物體的內(nèi)能:物體中所有分子的熱運(yùn)動動能與分子勢能的總和。

(2)任何物體都具有內(nèi)能,因?yàn)橐磺形矬w都是由不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動且相互作用著的分子所組成的。(3)決定物體內(nèi)能的因素

從宏觀上看:物體內(nèi)能的大小由物體的物質(zhì)的量、溫度和體積三個因素決定

從微觀上看:物體內(nèi)能的大小由組成物體的分子總數(shù)、分子熱運(yùn)動的劇烈程度和分子間的距離三個因素決定2．內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)系項(xiàng)目內(nèi)能機(jī)械能對應(yīng)的運(yùn)動形式微觀分子的熱運(yùn)動宏觀物體的機(jī)械運(yùn)動能量常見形式分子動能、分子勢能物體的動能、重力勢能和彈性勢能能量存在的原因由物體內(nèi)大量分子的熱運(yùn)動和分子間相對位置決定由于物體做機(jī)械運(yùn)動、被舉高或發(fā)生彈性形變影響因素

物質(zhì)的量、物體的溫度和體積物體的質(zhì)量、機(jī)械運(yùn)動的速度、離地高度(或相對于零勢能面的高度)和彈性形變程度是否為零永遠(yuǎn)不能等于零一定條件下可以等于零聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化3.對物體內(nèi)能的大小及內(nèi)能改變的分析

具體比較和判斷時,必須抓住物體內(nèi)能的大小與分子數(shù)目、溫度、物體的體積及物態(tài)等因素有關(guān),結(jié)合能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,綜合進(jìn)行分析

(1)當(dāng)物體質(zhì)量一定時(相同物質(zhì)的摩爾質(zhì)量相等),物體所含分子數(shù)就一定。

(2)當(dāng)物體溫度一定時,物體內(nèi)部分子的平均動能就一定。

(3)當(dāng)物體的體積不變時,物體內(nèi)部分子間的相對位置就不變,分子勢能也不變。

(4)當(dāng)物體發(fā)生物態(tài)變化時,要吸收或放出熱量,使物體的溫度或體積發(fā)生改變,物體的內(nèi)能也隨之變化。【氣體的狀態(tài)參量】參量體積溫度壓強(qiáng)定義氣體體積就是氣體分子所能達(dá)到的空間的體積宏觀上溫度表示物體的冷熱程度。微觀上溫度是物體分子平均動能的標(biāo)志氣體作用在單位面積器壁上的壓力單位m',L,

ml℃,KPa,

atm,

mmhg關(guān)系一定質(zhì)量的氣體,三個參量一定,氣體處于一定的狀態(tài);如果三個量都發(fā)生變化或其中兩個量發(fā)生變化,則氣體狀態(tài)發(fā)生變化。只有一個參量發(fā)生變化是不可能的1.容器處于平衡狀態(tài)時封閉氣體壓強(qiáng)的計算(1)取等壓面法:根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強(qiáng)相等,在連通器內(nèi)靈活選取等壓面。由兩側(cè)壓強(qiáng)相等列方程求解壓強(qiáng)。例如,圖中,同一水平液面C、D處壓強(qiáng)相等,故。這是依據(jù)連通器原理:在連通器中,同一液體(只有一種液體且液體不流動)的同一水平液面上的壓強(qiáng)相等。(2)參考液片法:選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研

究對象,分析液片兩側(cè)受力情況,建立平衡方程消去面積,得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等,進(jìn)而求得氣體壓強(qiáng)。

例如,圖中粗細(xì)均勻的U形管中封閉了一定質(zhì)量的氣體A,在其最低處取一液片B,由其兩側(cè)受力平衡可知

,即。(3)力平衡法:選與封閉氣體接觸的液柱(或活塞、汽缸)為研究對象進(jìn)行受力分析,由列式求氣體壓強(qiáng)。

說明：(1)在考慮與氣體接觸的液柱所產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)時,應(yīng)精別注意h表示液面間的豎直高度差,不一規(guī)定是液柱長度。

(2)求由液體封閉的氣體壓強(qiáng),應(yīng)選擇最低液面列總平衡方程。

(3)若選取的是一個參考液片,則液片自身重力不計,若選取的是某段液柱咸固體,則其自身重力也要考慮。

(4)計算對注意單位的正確使用。

2.容器加速運(yùn)動時封閉氣體壓強(qiáng)的計算

當(dāng)容器加速運(yùn)動時,通常選與氣體相關(guān)聯(lián)的活塞(汽缸)、液柱為研究對象進(jìn)行受力分析,然后由牛頓第二定律列方程,求出封閉氣體的壓強(qiáng)。

【玻意耳定律】

1.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)與體積成反比。

2.數(shù)學(xué)表達(dá)式或

3.適用條件：(1)氣體質(zhì)量不變、溫度不變(2)氣體溫度不太低、壓強(qiáng)不太大。

5.玻意耳定律的推廣(1)玻意耳定律的推廣式:將某氣體在保持總質(zhì)量、溫度不變的情況下分成了若干部分、、…、則有(2)充氣問題

①研究對象的選取方法:如果打氣時每一次打入的氣體質(zhì)量、體積和壓強(qiáng)均相同,則可設(shè)想用一容積為的打氣筒將壓強(qiáng)為的氣體一次打入容器與打次氣等效代替。研究對象應(yīng)為容器中原有的氣體和次打入的氣體總和。②表達(dá)式:整個過程為等溫壓縮過程(3)抽氣問題：從容器內(nèi)抽氣的過程中,容器內(nèi)的氣體質(zhì)量不斷減小,這屬于變質(zhì)量的問題。

①研究對象:每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象

②表達(dá)式:整個過程可看成等溫膨脹過程第一次:第二次:

………(4)關(guān)于灌氣問題

個大容器里的氣體分裝到多個小容器的問題,也是一個典型的變質(zhì)量問題。①研究對象:大容器的氣體和多個小容器中的氣體看做整體作為研究對象。②表達(dá)式:?！镜热葑兓?.等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體,在體積保持不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化過程。2.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)與熱力學(xué)溫度成正比表達(dá)式②或說明一定質(zhì)量的某種氣體在等容變化過程中,壓強(qiáng)跟熱力學(xué)溫度成正比例關(guān)系,但是不與攝氏溫度成正比,壓強(qiáng)的變化量與攝氏溫度的變化量成正比

【等壓變化】

1.等壓變化：一定質(zhì)量的氣體在壓強(qiáng)不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化過程。

2.蓋一呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強(qiáng)不變的情況下,其體積與熱力學(xué)溫度成正比表達(dá)式①②或說明

一定質(zhì)量的某種氣體在等壓變化過程中,與熱力學(xué)溫度成正比,不與攝氏溫度成正比,但體積的變化量與攝氏溫度的變化量成正比【由溫度變化引起的水銀柱移動問題的分析方法】水銀柱移動的方向是熱學(xué)中常見的一類問題。由于氣體溫度的變化引起的水銀柱的移動問題，可以先假定水銀柱兩側(cè)氣體的體積不變。那么,由于溫度的變化,必然會引起氣體壓強(qiáng)的變化,比較這兩部分氣體壓強(qiáng)變化的大小,從而判斷出水銀柱移動的方向。常采用的分析方法有如下三種：1.極限推理法

對上部的氣體壓強(qiáng)進(jìn)行極限推理,認(rèn)為,上部為真空,升溫時,增大,水銀柱上移。反之,降溫時減小,水銀柱下移。

2.假設(shè)法

當(dāng)氣體的狀態(tài)參量發(fā)生變化而使水銀柱可能發(fā)版生移動時,先假定其中一個參量(一般為體積)不變(也就是假設(shè)水銀柱先不動)；以此為前提,再運(yùn)用相應(yīng)的氣體實(shí)驗(yàn)定律(如查理定律)進(jìn)行分析討論,看討論的結(jié)果是否跟假設(shè)相符,若相符,說明原假設(shè)成立；若不相符,出現(xiàn)了矛盾,說明原假設(shè)不成立,解決了此矛盾從而就能推出正確的結(jié)論。分析的關(guān)鍵在于合理選擇研究對象,正確進(jìn)行受力分析,然后通過比較作出判斷。

例如,如圖所示,水銀柱原來處于平衡狀所受合外力為0,即此時兩部分氣體的壓強(qiáng)差。溫度升高時,兩部分氣體的壓強(qiáng)都增大,假設(shè)水銀柱不動,兩部分氣體都為等容變化,可推得。若,則水銀柱所受合外力方向向上,應(yīng)向上移動;若,則水銀柱向下移動;若,則水銀柱不動。顯然如果升高相同的溫度,水銀柱將向上移動。3.圖象法

判斷水銀柱移動還可用圖象法。仍假設(shè)水銀柱不動,兩部分氣體都為等容變化,在同一坐標(biāo)系中畫出兩段氣柱的等容線,如圖所示,在溫度相同時,得氣柱l等容線的斜率較大,當(dāng)兩氣柱升高相同的溫度時,其壓強(qiáng)的增量,所以水銀柱將上移?！纠硐霘怏w狀態(tài)方程】

1.理想氣體定義在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體實(shí)際氣體可看成理想氣體的條件溫度不太低壓強(qiáng)不太大特點(diǎn)宏觀①理想氣體是一種理想化模型,是對實(shí)際氣體的科學(xué)抽象。②理想氣體嚴(yán)格遵從氣體實(shí)驗(yàn)觀定律微觀①理想氣體分子本身的大小可以忽略不計,分子可視為質(zhì)點(diǎn)。②理想氣體分子除碰撞外,無相互作用的引力和斥力。③從能量上看,理想氣體忽略了分子力,故無分子勢能。理想氣體的內(nèi)能等于所有分子熱運(yùn)動的動能之和,一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。2.理想氣體狀態(tài)方程內(nèi)容一定質(zhì)量的某種理想氣體,在從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2時,盡管其、、都可能改變,但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變公式或(為常量)與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系氣體的三個實(shí)驗(yàn)定律是理想氣體狀態(tài)方程的特例。當(dāng)不變時:(玻意耳定律)。當(dāng)不變時:

(查理定律)。當(dāng)不變時:(蓋一呂薩克定律)。說明(1)公式的適用條件:在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低時成立

(2),式中的常量C由氣體的種類和質(zhì)量決定,與其他參量無關(guān)3.應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解題的一般步驟：①明確研究對象,即一定質(zhì)量的理想氣體。②確定初、末狀態(tài)的參量及③根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式求解。當(dāng)不變時:。當(dāng)不變時:

。當(dāng)不變時:。④討論結(jié)果的合理性。

4.應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解決兩部分氣體相關(guān)聯(lián)的問題要注意：(1)要把兩部分氣體分開看待,分別對每一部分氣體分析初、末狀態(tài)的、、情況,分別列出相應(yīng)的方程(應(yīng)用相應(yīng)的定律、規(guī)律),切不可將兩部分氣體視為兩種狀態(tài)。

(2)要找出兩部分氣體之間的聯(lián)系,如總體積不變、平衡時壓強(qiáng)相等等

5.理想氣體狀態(tài)方程的推廣

分態(tài)式理想氣體狀態(tài)方程:,此方程等號兩邊所取氣體的質(zhì)量必須相等。

證明:設(shè)有一定質(zhì)量的理想氣體,其壓強(qiáng)為,體積為,熱力學(xué)溫度為,保持各容器內(nèi)的壓強(qiáng)為,溫度不變,將該氣體分裝于個體積分別為、、…、的容器內(nèi),則有。對于每一個容器內(nèi)的氣體來說,狀態(tài)分別變?yōu)?、、…?則對每部分氣體應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程有,，…，，所以有。

6.理想氣體三種狀態(tài)變化圖象的描逃

名稱圖象特點(diǎn)其他圖象等溫線(其中為常量,下同),即之積越大的等溫線溫度越高,線離原點(diǎn)越遠(yuǎn),斜率,即斜率越大,溫度越高等容線,斜率,即

斜率越大,體積越小圖線的延長線不均過點(diǎn)，斜率越大，對應(yīng)的體積越小等壓線,斜率,即

斜率越大,壓強(qiáng)越小與呈線性關(guān)系圖線的延長線均過點(diǎn),斜率越大，對應(yīng)的壓強(qiáng)越小，圖中【氣體熱現(xiàn)象的微觀意義】

1.（1）氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)

自由性：分子很小，間距很大，除碰撞外,不受力,做勻速直線運(yùn)動。

無序性：分子密度大，碰撞頻繁，分子運(yùn)動雜亂無章。

規(guī)律性：分子能充滿到達(dá)的空間,向各個方向運(yùn)動的分子數(shù)相等,分子速率分布“中間多、兩頭少”。（2）理解氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)

①氣體分子速率分布規(guī)律是大量氣體分子遵從的統(tǒng)計規(guī)律,個別分子的運(yùn)動具有不確定性。

②溫度是分子平均動能的標(biāo)志,不同氣體分子,只要溫度相同,其平均動能就相同。

③理想氣體間作用力忽略不計,沒有分子勢能,理想氣體的內(nèi)能等于所有分子動能之和,所以一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。

2.氣體溫度的微觀意義

（1）當(dāng)溫度升高時,速率大的分子數(shù)增多,速率小的分子數(shù)減少,分子的平均速率增大,平均動能也增大。

（2）理想氣體的熱力學(xué)溫度與分子的平均動能成比,即,是比例常數(shù)。

3.氣體壓強(qiáng)的微觀意義產(chǎn)生原因大量氣體分子無規(guī)則運(yùn)動碰撞器壁，形成對容器各處均勻持續(xù)的壓力而產(chǎn)生壓強(qiáng)決定因素微觀因素①氣體分子的密集程度:氣體分子密集程度大,在單位時間內(nèi),與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多,氣體壓強(qiáng)就越大。②氣體分子的平均動能:氣體的溫度觀高,氣體分子的平均動能就大,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；從另一方定面講,分子的平均速率大,在單位時間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就多,氣體壓強(qiáng)就越大。宏觀因素①與溫度有關(guān):在體積不變的情況下,溫度越高,氣觀體分子的平均動能越大,氣體的壓強(qiáng)越大。②與體因積有關(guān):在溫度不變的情況下,體積越小,氣體分子素的密度越大,氣體的壓強(qiáng)越大。理解氣體壓強(qiáng)的微觀意義

(1)氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是大量氣體分子無規(guī)則運(yùn)動碰撞器壁的結(jié)果,如果單位時間內(nèi)碰撞到單位面積器壁上的分子數(shù)目越多,每次碰撞的沖力越大,氣體的壓強(qiáng)就越大。

(2)對有關(guān)氣體壓強(qiáng)微觀意義的問題的分析,要抓住氣體壓強(qiáng)的兩個微觀決定因素,即分子平均動能和分子密集程度。4.氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋玻意耳定律一定質(zhì)量的氣體,溫度保持不變時,分子的平均動能是一定的。在這種情況下,體積減小時,分子的密集程度增大,氣體的壓強(qiáng)就增大查理定律一定質(zhì)量的氣體,體積保持不變時,分子的密集程度保持不變。在這種情況下,溫度升高時,分子的平均動能增大,氣體的壓強(qiáng)就增大蓋一呂薩克定律一定質(zhì)量的氣體,溫度升高時,分子的平均動能增大。只有氣體的體積同時增大,使分子的密集程度減小,才能保持壓強(qiáng)不變氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋:氣體實(shí)驗(yàn)定律反映了描述氣體狀態(tài)的三個宏觀物理量溫度、體積、壓強(qiáng)之間的關(guān)系,有關(guān)氣體實(shí)驗(yàn)定律微觀解釋的問題關(guān)鍵是要明確三個狀態(tài)參量的決定因素:溫度—分子平均動能,體積—分子密集程度,壓強(qiáng)—分子平均動能和分子密集程度?！揪w和非晶體】晶體非晶體單晶體多晶體熔點(diǎn)有無外形有規(guī)則無規(guī)則無規(guī)則物理性質(zhì)各向異性各向同性各向同性分子排列有規(guī)則無規(guī)則代表物質(zhì)石英、云母、明礬、食鹽

、硫酸銅、蔗糖、味精等玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等形成與轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在不同的條件下能夠形成不同的形態(tài),同一種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同形成與轉(zhuǎn)化的形態(tài)出現(xiàn),也就是一種物質(zhì)是晶體還是非晶體,并不是絕對的。許多非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體。

晶體與非晶體的區(qū)別主要表現(xiàn)在有無確定的熔點(diǎn),而不能靠是否有規(guī)則的幾何形狀來辨別。

1.晶體的微觀結(jié)構(gòu)

①組成晶體的物質(zhì)微粒(分子、原子或離子)是依照一定的規(guī)律在空間整齊地排列的。

②微粒的熱運(yùn)動特點(diǎn)表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動。

實(shí)驗(yàn)證實(shí):人們用Ⅹ射線和電子顯微鏡對晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究后,證實(shí)了這種假說是正確的。

③晶體中物質(zhì)微粒的相互作用很強(qiáng),微粒的熱運(yùn)動不足以克服它們間的相互作用而遠(yuǎn)離。

晶體的微觀結(jié)構(gòu)決定了其宏觀物理性質(zhì),改變物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)從而改變物質(zhì)的屬性,如碳原子可以組成性質(zhì)差別很大的石墨和金剛石,有些晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。

2.用微觀結(jié)構(gòu)理論解釋單晶體的特性(1)對各向異性的微觀解釋：

如圖所示,這是在一個平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情況。從圖中可以看出,在沿不同方向所畫的等長直線AB、AC、AD上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同。直線AB上物質(zhì)微粒較多,直線AD上較少,直線AC上更少。正因?yàn)樵诓煌较蛏衔镔|(zhì)微粒的排列情況不同,才引起單晶體在不同方向上的物理性質(zhì)的不同。

(2)對熔點(diǎn)的解釋：給晶體加熱到一定溫度時,一部分微粒具有足夠大的動能克服微粒間的相互作用,離開振動的平衡位置,使規(guī)則的排列被破壞,晶體開始熔化,熔化時晶體吸收的熱量全部用來破壞規(guī)則的排列(從能量角度來看是增加了分子勢能),溫度并不發(fā)生變化。

(3)對物質(zhì)能形成幾種晶體的解釋：

同一種物質(zhì)能形成幾種晶體,這是由于它們的物質(zhì)微粒能夠形成不同的晶體結(jié)構(gòu),例如碳原子按不同的結(jié)構(gòu)排列可形成石墨和金剛石,二者在物理性質(zhì)上有很大不同。

(4)多晶體的微觀結(jié)構(gòu)及對其性質(zhì)的解釋：

多晶體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體(晶粒)組成的。平常見到的各種金屬材料都是多晶體。把純鐵做成的樣品放在顯微鏡下觀察,可以看到它是由許許多多晶粒組成的。晶粒有大有小,最小的只有10-5cm,最大的也不超過10-3cm。每個晶粒都是一個小單晶體,具有各向異性的物理性質(zhì)和規(guī)則的幾何形狀,因?yàn)榇罅烤Яｋs亂無章地排列,所以多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀,也不顯示各向異性。它在不同方向的物理性質(zhì)是相同的,即各向同性。

3.晶體微觀結(jié)構(gòu)的理解

物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)決定了其宏觀性質(zhì),晶體分子(或原子、離子)的規(guī)則排列,組成多晶體的小晶粒的無規(guī)則排列,非晶體微粒的無規(guī)則排列決定了它們宏觀物理性質(zhì)的不同。

【液體的表面張力】形成分子分布特點(diǎn)由于蒸發(fā)現(xiàn)象,液體表面層分子分布比內(nèi)部分子稀疏分子力特點(diǎn)液體內(nèi)部分子間引力、斥力基本上相等,而液體表面層分子之間距離較大,分子力表現(xiàn)為引力表面特性表面層分子之間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力使液體表面好像一層繃緊的膜。如果在液體表面任意畫一條線MN,線兩側(cè)的液體之間的作用力是引力,它的作用是使液體表面繃緊,所以叫做液體的表面張力方向與液面相切,垂直于液面上的各條分界線作用表面張力（實(shí)質(zhì)是液體表面層內(nèi)各部分間的相互吸引力是分子力的宏觀表現(xiàn)）使液體表面具有收縮趨勢,使液體表面積趨于最小,而在體積相同的條件下,球形的表面積最小大小表面張力的大小除跟邊界的長度有關(guān)外,還跟液體的種類、溫度有關(guān)注：表面張力是液體表面層大量分子力的宏觀表現(xiàn)；表面張力使液面有收縮的趨勢,故往往會誤認(rèn)為收縮后。實(shí)質(zhì)上液體表面張力是液體表面居分子間距離大于分子間平衡距離時表現(xiàn)出的分子間的吸引力?！疽壕А慷x有些有機(jī)化合物像液體一樣具有流動性,而其光學(xué)性質(zhì)與定義某些晶體相似,具有各向異性,人們把處于這種狀態(tài)的物質(zhì)叫液晶。性質(zhì)(1)液晶具有液體的流動性(2)液晶具有晶體的各向異性(3)液晶分子的排列特點(diǎn):從某個方向上看液晶分子的排列比較整齊,但是從另一個方向看,液晶分子的排列是雜亂無章的。(4)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響(如電場、壓力、光照、溫度等)下發(fā)生改變。應(yīng)用液晶在生物醫(yī)學(xué)、電子工業(yè)、航空工業(yè)中都有重要作用【飽和氣與飽和汽壓】1.動態(tài)平衡的實(shí)質(zhì)：密閉容器中的液體,單位時間逸出液面的分子數(shù)和返回液面的分子數(shù)相等,即處于動態(tài)平衡,并非分子運(yùn)動停止。

2.動態(tài)平衡是有條件的,外界條件變化時,原來的動態(tài)平衡狀態(tài)被破壞,經(jīng)過一段時間才能達(dá)到新的平衡。3.對動態(tài)平衡的理解：處于動態(tài)平衡時的蒸汽密度與溫度有關(guān),溫度越高,達(dá)到動態(tài)平衡時的蒸汽密度越大；在密閉容器中的液體,最后必定與上方的蒸汽達(dá)到動態(tài)平衡狀態(tài)。4.影響飽和汽壓的因素：在一定溫度下,飽和汽的分子數(shù)密度是一定的,因而飽和汽的壓強(qiáng)也是一定的,這個壓強(qiáng)叫做這種液體的飽和汽壓。

說明：(1)飽和汽壓跟液體的種類有關(guān)(2)飽和汽壓跟溫度有關(guān),飽和汽壓隨溫度的升高而增大。

(3)飽和汽壓跟體積無關(guān)。(4)液體沸騰的條件就是飽和汽壓與外部壓強(qiáng)相等（液體的沸點(diǎn)是液體的飽和汽壓與外界壓強(qiáng)相等時的溫度）5.把未飽和汽變成飽和汽的方法

(1)在體積不變的條件下,降低未飽和汽的溫度,可以使在較高的溫度時的未飽和汽變成較低溫度時的飽和汽。如果繼續(xù)降低溫度,飽和汽會液化成液體。

(2)在溫度不變的條件下,增大壓強(qiáng)可以使未飽和汽變成飽和汽。

注意：有些氣體,只采用增大壓強(qiáng)的方法不能將其液化,只有溫度降到足夠低時,才可能液化。在這個溫度以上,無論怎樣增大壓強(qiáng),都不可能使其液化,這個溫度叫做臨界溫度。一些氣體的臨界溫度很低,因此獲得低溫是使某些氣體液化的前提。

【相對濕度】

1.絕對濕度：空氣的濕度可以用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)來表示,這樣表示的濕度叫做空氣的絕對濕度。

2.相對濕度：常用空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時水的飽和汽壓之比來描述空氣的潮濕程度,并把這個比值叫做空氣的相對濕度,即

3.在絕對濕度不變的情況下,溫度越高,相對濕度越小,人感覺越干燥；溫度越低,相對濕度越大,人感覺越潮濕。人們感受到的潮濕程度取決于相對濕度,而不是絕對濕度?！竟蛢?nèi)能】

1.功與系統(tǒng)內(nèi)能改變的關(guān)系:做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能。

(1)外界對系統(tǒng)做功,系統(tǒng)的內(nèi)能增加,在絕熱過程中,內(nèi)能的增量就等于外界對系統(tǒng)做的功,即(2)系統(tǒng)對外界做功,系統(tǒng)的內(nèi)能減少。在絕熱過程中,系統(tǒng)對外界做多少功,內(nèi)能就減少多少,即。

2.在絕熱過程中,功是系統(tǒng)內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度。

3.功和內(nèi)能的區(qū)別

(1)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,是過程量,而內(nèi)能是狀態(tài)量。

(2)做功過程中,能量一定會發(fā)生轉(zhuǎn)化,而內(nèi)能不一定變化。(3)內(nèi)能變化時不一定有力做功,也可能是傳熱改變了物體的內(nèi)能。物體的內(nèi)能大,并不意味著做功多。

4.做功與物體內(nèi)能變化的關(guān)系

功改變物體內(nèi)能的過程是其他形式的能(如機(jī)械能)與內(nèi)能互轉(zhuǎn)化的過程。在絕熱過程中,外界對物體做多少功,就有少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,物體的內(nèi)能就增加多少。

體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動的動能和分子勢能和。當(dāng)物體溫度變化時,分子平均動能變化；物體體積變時,分子勢能發(fā)生變化,即物體的內(nèi)能是由它的狀態(tài)決定的,且物體的內(nèi)能變化只由初、末狀態(tài)決定,與中間過程及式無關(guān)。【熱和內(nèi)能】

1.傳熱與內(nèi)能改變的關(guān)系

(1)不僅對系統(tǒng)做功可以改變系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài),單純的對系統(tǒng)傳熱也能改變系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài),所以熱量是在單純的傳熱過程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度。

(2)在單純傳熱中,系統(tǒng)從外界吸收多少熱量,系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少；系統(tǒng)向外界放出多少熱量,系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少。即

2.傳熱改變物體內(nèi)能的過程是物體間內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過程。

3.內(nèi)能與熱量的區(qū)別

內(nèi)能是一個狀態(tài)量,一個物體在不同的狀態(tài)下具有不同的內(nèi)能,而熱量是一個過程量,它表示由于傳熱而引起的內(nèi)能變化過程中轉(zhuǎn)移的能量,即內(nèi)能的改變量。如果沒有傳熱就無所謂熱量,但此時物體仍有一定的內(nèi)能。例如,我們不能說“某物體在某溫度時具有多少熱量”。

4.做功和傳熱在改變物體內(nèi)能上的比較做功傳熱內(nèi)能變化外界對物體做功,物體的內(nèi)能增加；物體對外界做功,物體的內(nèi)能減少物體吸收熱量,內(nèi)能增加；物體放出熱量,內(nèi)能減少物理實(shí)質(zhì)其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化不同物體間或同一物體的不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移相互聯(lián)系做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是等效的5.傳熱與物體內(nèi)能改變的關(guān)系

內(nèi)能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體或者從一個物體的高溫部分轉(zhuǎn)移到低溫部分,在這個過程中,吸收熱量的物體內(nèi)能增加,放出熱量的物體內(nèi)能減少,內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少由熱量來量度,即。6.“溫度”“熱量”“功”“內(nèi)能”四個量之間的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別聯(lián)系熱量和溫度熱量是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度,而溫度是系統(tǒng)內(nèi)部大量分子做無規(guī)則熱運(yùn)動的劇烈程度的標(biāo)志。雖然傳熱的前提是兩個系統(tǒng)之間要有溫度差但是傳遞的是熱量,不是溫度傳熱過程中放出的熱量多少與溫度差有一定的

關(guān)系熱量和功功與熱量的物理本質(zhì)不同(1)功與內(nèi)能的關(guān)系宏觀運(yùn)動分子熱運(yùn)動(2)熱量與內(nèi)能的關(guān)系分子熱運(yùn)動分子熱運(yùn)動熱量和功都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度,都是過程量內(nèi)能和溫度從宏觀看,溫度表示的是物體的冷熱程度;從微觀看,溫度反映了分子熱運(yùn)動的劇烈烈程度,是分子平均動能的標(biāo)志。只升高物體的溫度,其內(nèi)能一定增加兩者相比,溫度高的物體內(nèi)能不一定大；反過來內(nèi)能大的物體,溫度也不一定高【熱力學(xué)第一定律】1.內(nèi)容：

一個熱力學(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它所做的功的和。

2.表達(dá)式

：3.熱力學(xué)第一定律的符號規(guī)定做功熱量內(nèi)能的改變?nèi)≌怠?”外界對系統(tǒng)做功系統(tǒng)從外界吸收熱量系統(tǒng)的內(nèi)能增加取負(fù)值“一”系統(tǒng)對外界做功系統(tǒng)向外界放出熱量系統(tǒng)的內(nèi)能減少注意：判斷是否做功的方法:一般情況下外界對物體做功與否,需看物體的體積是否變化。

(1)若物體體積增大,表明物體對外界做功，(2)若物體體積減小、,表明外界對物體做功,

4.對熱力學(xué)第一定律的理解

(1)熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和傳熱這兩種改變內(nèi)能的方式是等效的,而且給出了內(nèi)能的變化量與做功和傳熱之間的定量關(guān)系。(2)幾種特殊情況：

①若過程是絕熱的,即,則,物體內(nèi)能的增加量等于外界對物體做的功，若外界對系統(tǒng)做正功,系統(tǒng)內(nèi)能增加,為正值;若系統(tǒng)對外界做正功,系統(tǒng)內(nèi)能減少,為負(fù)值。

②若過程中不做功,即,則,物體內(nèi)能的增加量等于物體從外界吸收的熱量。

③若過程的始、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變,即,則(或),外界對物體做的功等于物體放出的熱量(或物體吸收的熱量等于物體對外界做的功)5.熱力學(xué)第一定律的理解和應(yīng)用

(1)利用體積的變化分析做功問題,氣體體積增大,氣體對外界做功,氣體體積減小,外界對氣體做功；(2)利用溫度的變化分析理想氣體內(nèi)能的變化,一定量的理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān),溫度升高,內(nèi)能增加,溫度降低,內(nèi)能減少；(3)利用熱力學(xué)第一定律判斷是吸熱還是放熱,由熱力學(xué)第定律,得,若已知?dú)怏w的做功情況和內(nèi)能的變化情況,即可判斷氣體狀態(tài)變化過程是吸熱過程還是放熱過程?！灸芰渴睾愣伞?.內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。2.對能量守恒定律的理解

(1)能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化。各種運(yùn)動形式都有對應(yīng)的能:機(jī)械運(yùn)動有機(jī)械能,分子的熱運(yùn)動有內(nèi)能,還有諸如電磁能、化學(xué)能、原子能等。各種形式的能,通過某種力做功可以相互轉(zhuǎn)化。(2)與某種運(yùn)動形式對應(yīng)的能是否守恒是有條件的,如物體的機(jī)械能守恒,必須是只有重力做功；而能量守恒定律是沒有條件的,它是一切自然界現(xiàn)象都遵守的基本規(guī)律。

3.能量守恒定律的應(yīng)用(1)能量守恒定律的兩種表述形式

①某種形式的能減少,一定有其他形式的能增加,且減少量和增加量一定相等。

②某個物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且減少量和增加量一定相等。

4.熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律的關(guān)系

(1)熱力學(xué)第一定律揭示了功和熱量與內(nèi)能的變化之間的定量關(guān)系,同時也體現(xiàn)了功、熱量和物體內(nèi)能的變化滿足種守恒關(guān)系。因此熱力學(xué)第一定律也是能量守恒定律的一種具體情況。

(2)兩個定律都反映了能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中所遵循的種守恒關(guān)系。熱力學(xué)第一定律常用于熱力學(xué)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移問題,而能量守恒定律則適用于一切能量轉(zhuǎn)化過程,因而其具有更廣泛的意義。具體應(yīng)用時要首先選擇兩個定律的合理表達(dá)式,并確定做功的正負(fù)和能量的增減關(guān)系。

【熱力學(xué)第二定律】

1.熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。即傳熱過程具有方向性?？藙谛匏贡硎龅睦斫猓?/p>

①“自發(fā)”過程就是不受外界影響而進(jìn)行的自然過程。比如:當(dāng)兩個溫度不同的物體接觸時,這個“自發(fā)”的方向是從高溫物體指向低溫物體。

②在有外界影響的條件下,熱量可以從低溫物體傳到高溫物體。比如:夏天,在空調(diào)器(壓縮機(jī))工作時可將室內(nèi)低溫空氣的熱量傳到室外高溫的空氣中去。2.熱力學(xué)第二定律的開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量,使之完全變成功,而不產(chǎn)生其他影響。

開爾文表述的理解：

①單一熱庫:指溫度均勻并且恒定不變的系統(tǒng)。若一系統(tǒng)各部分溫度不相同或者溫度不穩(wěn)定,