物理熱學教學讓學生必須弄清幾個關(guān)系

物理熱學教學讓學生必須弄清幾個關(guān)系

1.應弄清分子運動與布朗運動的關(guān)系布朗運動是大量液體分子對固體微粒撞擊的集體行為的結(jié)果，個別分子對固體微粒的碰撞不會產(chǎn)生布朗運動。而布朗運動的激烈程度與固體微粒的大小、液體的溫度等有關(guān)，固體微粒越小，液體分子對它各部分碰撞的不均勻性性越明顯；質(zhì)量越小，它的慣性越小，越容易改變運動狀態(tài)，所以運動越激烈。液體溫度越高，固體微粒周圍的液體分子運動越不規(guī)則，對微粒碰撞的不均勻性越明顯，布朗運動越激烈，但要注意布朗運動是懸浮的固體微粒的運動，不是單個分子的運動，但布朗運動證實了周圍液體分子無規(guī)則運動。2.應弄清分子力與引力和斥力的關(guān)系分子之間雖然有空隙，大量分子卻能聚集在一起或固體或液體，說明分子之間還存在著引力，而分子間有空隙，沒有緊緊吸在一起，說明分子之間還存在著斥力。分子間同時存在著引力和斥力，且都隨分子之間距離的變化而變化，但是，由于斥力比引力變化得快，便出現(xiàn)了“斥力大于引力”、“斥力和引力恰好相等”、“引力大于斥力”等情況，當分子間距離R很大時，可認為引力和斥力均等于零，而分子力是指分子引力和斥力的合力，分子間距離為R0時分子力為零，并不是分子間無引力和斥力。3.應弄清分子力做功與分子勢能變化得關(guān)系與重力、彈力相似，分子力做功與路徑無關(guān)，可以引進分子勢能的概念。分子間所具有的勢能由他們的相對位置決定，分子力做正功時分子勢能減小，分子力做負功時分子勢能增加。通常選取無窮遠處（分子間距離R>>R0），分子勢能為零，當兩分子逐漸移近時（R>R0），分子做正功，分子勢能減?。划敺肿泳嚯xR=R0時，分子勢能最小（且為負值），；當兩個分子靠近是（R<R0）時，分子力作負功，分子勢能增大。4.應弄清溫度與分子動能的關(guān)系物質(zhì)分子由于不停地運動而具有的能叫分子動能。分子運動是雜亂的，同一物體內(nèi)各個分子的速度大小和方向是不同的，從大量分子的總體來看，速率越大和速率越小的分子數(shù)比較少，具有中等速率的分子數(shù)比較多。在研究熱現(xiàn)象時，有意義的不是一個分子的動能，而是大量分子的平均動能。從分子運動理論觀點來看，溫度是物質(zhì)分子熱運動平均動能的標志，溫度越高，分子的平均動能就越大；注意同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動能都相同，但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不同，所以分子運動的平均速率不一定相同。5.應弄清物體內(nèi)能與狀態(tài)參量的關(guān)系物體內(nèi)能是指組成物體的所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和。由于溫度越高，分子平均動能越大，所以物體的內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)；由于分子勢能與分子間距離有關(guān)，分子間距離又與物體體積有關(guān)，所以物體的內(nèi)能與物體的體積有關(guān)；由于物體的摩爾數(shù)不同，物體包含的分子數(shù)目就不同，分子熱運動的總動能和分子勢能的總和也會不同，所以物體的內(nèi)能與物體的摩爾系有關(guān)，總之，物體內(nèi)能的多少與物體的溫度、體積和摩爾數(shù)有關(guān)。對于理想氣體來說，由于分子之間沒有相互作用力，就不存在分子勢能，因此，理想氣體的內(nèi)能就是氣體所有分子熱運動的動能的總和。理想氣體的內(nèi)能只跟理想氣體的質(zhì)量、溫度有關(guān)，而與理想氣體的體積無關(guān)，即理想氣體的質(zhì)量和溫度保持不變，其內(nèi)能就保持不變。6.應弄清物體內(nèi)能的變化與做功、熱傳遞的關(guān)系改變物體內(nèi)能的途徑就是改變物體的分子動能和分子勢能，最終達到改變物體內(nèi)能，能夠改變物體內(nèi)能的物理過程有兩種：做功和熱傳遞。做功使物體的內(nèi)能發(fā)生變化的時候，內(nèi)能的變化可以用功的數(shù)值來量度，外界對物體做多少功，物體內(nèi)能的變化就增加多少，物體對外界做多少功，物體內(nèi)能就減少多少。熱傳遞使物體內(nèi)能發(fā)生變化的時候，內(nèi)能的變化是用熱量來量度的，外界給物體傳遞了多少熱量，或者說物體吸收了多少熱量，物體的內(nèi)能就增加多少；物體傳遞給外界多少熱量，或者說物體放出多少熱量，物體內(nèi)能就減少多少。做功和熱傳遞對改變物