高中物理選修三各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)考點(diǎn)及重點(diǎn)

高中物理選擇性必修第三冊(cè)全冊(cè)知識(shí)點(diǎn)匯總

第一章分子動(dòng)理論...............................................................1

1.分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容...............................................1

2.實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)油酸分子的大小...................................7

3.分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律...............................................10

第二章氣體、固體和液體........................................................21

1.溫度和溫標(biāo).........................................................21

2.氣體的等溫變化....................................................28

3.氣體的等壓變化和等容變化..........................................33

4.固體...............................................................45

5.液體...............................................................50

第三章熱力學(xué)定律..............................................................55

1.功、熱和內(nèi)能的改變................................................55

2.熱力學(xué)第一定律....................................................61

3.能量守恒定律......................................................61

4.熱力學(xué)第二定律....................................................66

第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性...................................................72

1.普朗克黑體輻射理論................................................72

2.光電效應(yīng)...........................................................72

3.原子的核式結(jié)構(gòu)模型................................................81

4.氫原子光譜和玻爾的原子模型........................................88

5.粒子的波動(dòng)性和量子力學(xué)的建立......................................96

第五章原子核.................................................................101

1.原子核的組成.....................................................101

2.放射性元素的衰變.................................................107

3.核力與結(jié)合能.....................................................114

4.核裂變與核聚變...................................................120

5."基本”粒子.........................................................120

第一章分子動(dòng)理論

1.分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容

一、物體是由大量分子組成的

1.分子：把組成物體的微粒統(tǒng)稱為分子。

2.1mol水中含有水分子的數(shù)量就達(dá)6.02XI023個(gè)。

二、分子熱運(yùn)動(dòng)

1.擴(kuò)散

(1)擴(kuò)散：不同的物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。

(2)產(chǎn)生原因：由物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。

(3)發(fā)生環(huán)境：物質(zhì)處于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)時(shí),都能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。

(4)意義：證明了物質(zhì)分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。

(5)規(guī)律：溫度越高,擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。

2.布朗運(yùn)動(dòng)

(1)概念：把懸浮微粒的這種無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫作布朗運(yùn)動(dòng)。

(2)產(chǎn)生的原因：大量液體(氣體)分子對(duì)懸浮微粒撞擊的不平衡造成的。

(3)布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：永不停息、無(wú)規(guī)則。

(4)影響因素：微粒越小,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。

(5)意義:布朗運(yùn)動(dòng)間接地反映了液體(氣體)分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性。

3.熱運(yùn)動(dòng)

(1)定義：分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。

(2)宏觀表現(xiàn)：擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)。

⑶特點(diǎn)

①永不停息；

②運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)則;

③溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越激烈。

三、分子間的作用力

1.分子間有空隙

(1)氣體分子的空隙：氣體很容易被壓縮，說(shuō)明氣體分子之間存在著很大的

空隙。

(2)液體分子間的空隙：水和酒精混合后總體積會(huì)減小,說(shuō)明液體分子間有

空隙。

(3)固體分子間的空隙：壓在一起的金片和鉛片，各自的分子能擴(kuò)散到對(duì)方

的內(nèi)部，說(shuō)明固體分子間也存在著空隙。

2.分子間作用力

(1)當(dāng)用力拉伸物體時(shí)，物體內(nèi)各部分之間要產(chǎn)生反抗拉伸的作用力，此時(shí)

分子間的作用力表現(xiàn)為引力。

(2)當(dāng)用力壓縮物體時(shí)，物體內(nèi)各部分之間會(huì)產(chǎn)生反抗壓縮的作用力，此時(shí)

分子間的作用力表現(xiàn)為斥力。

說(shuō)明：分子間的作用力指的是分子間相互作用引力和斥力的合力。

四'分子動(dòng)理論

1.內(nèi)容：物體是由大量分子組成的,分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),分

子之間存在著相互作用力。

2.由于分子熱運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的,對(duì)于任何一個(gè)分子都具有偶然性,但對(duì)大

量分子的整體而言，表現(xiàn)出規(guī)律性。

泊點(diǎn)1分子熱運(yùn)動(dòng)

教材P4“思考與討論”答案提示：因?yàn)榛ǚ畚⒘Ｔ诟鱾€(gè)瞬間受到較強(qiáng)撞擊

的方向是無(wú)規(guī)則的，所以花粉微粒的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，微粒越小，某時(shí)刻與它

相撞的分子數(shù)越少，來(lái)自各方向的沖擊力越不易平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。

冬天在我國(guó)北方很多地方易出現(xiàn)霧霾天氣，如圖所示。

霧霾

霧霾極大地影響了人們的視線，也給交通帶來(lái)不便，你知道霾的小顆粒在

做什么運(yùn)動(dòng)嗎？這種運(yùn)動(dòng)與小顆粒大小有關(guān)嗎？

提示：霾的小顆粒做布朗運(yùn)動(dòng)。顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。

一對(duì)擴(kuò)散的理解

(1)影響擴(kuò)散現(xiàn)象明顯程度的因素

①物態(tài)

I.氣態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散最快、現(xiàn)象最顯著。

n.固態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散最慢，短時(shí)間內(nèi)現(xiàn)象非常不明顯。

in.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。

②溫度：在兩種物質(zhì)一定的前提下，擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生的顯著程度與物質(zhì)的溫

度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著。

③濃度差：兩種物質(zhì)的濃度差越大，擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著。

(2)分子運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)特點(diǎn)

①永不停息：不分季節(jié)，也不分白天和黑夜，分子每時(shí)每刻都在運(yùn)動(dòng)。

②無(wú)規(guī)則：?jiǎn)蝹€(gè)分子的運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)則，但大量分子的運(yùn)動(dòng)又具有規(guī)律性，總

體上分子由濃度大的地方向濃度小的地方運(yùn)動(dòng)。

2.布朗運(yùn)動(dòng)

(1)無(wú)規(guī)則性

懸浮微粒受到液體分子在各個(gè)方向上撞擊的不平衡是形成布朗運(yùn)動(dòng)的原

因。由于液體分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，使微粒受到較強(qiáng)撞擊的方向也不確定，

所以布朗運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的。

(2)影響因素

①微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯：懸浮微粒越小，某時(shí)刻與它相撞的分子數(shù)

越少，來(lái)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)生的加速度越大。因此，微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。

②溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈：溫度越高，液體分子的運(yùn)動(dòng)(平均)速率越

大，對(duì)懸浮于其中的微粒的撞擊作用也越大，產(chǎn)生的加速度也越大，因此溫度

越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。

(3)實(shí)質(zhì)

布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，而是懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性反

映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性；布朗運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，表明液體分子運(yùn)動(dòng)的激

烈程度與溫度有關(guān)。

【例1】(多選)如圖所示是做布朗運(yùn)動(dòng)的小顆粒的運(yùn)動(dòng)路線記錄的放大

圖，以小顆粒在N點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，每隔30s記下小顆粒的一個(gè)位置，得到5、

C、D、E、F、G等點(diǎn)，關(guān)于小顆粒在75s末時(shí)的位置，以下敘述中正確的是

A.一定在CO連線的中點(diǎn)

B.一定不在連線的中點(diǎn)

C.可能在C。連線靠近C的位置

D.可能在C。連線上，但不一定是。＞連線的中點(diǎn)

CD［布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，從顆粒運(yùn)動(dòng)到Z點(diǎn)計(jì)時(shí)，每隔

30s,記下顆粒的一個(gè)位置，其連線并不是小顆粒運(yùn)動(dòng)的軌跡，所以在75s末

時(shí)，其所在位置不能在圖中確定，故C、D正確。］

布朗運(yùn)動(dòng)中微粒的運(yùn)動(dòng)是“無(wú)規(guī)則”的，即實(shí)驗(yàn)中不同時(shí)刻微粒位置的連

線并非其運(yùn)動(dòng)軌跡，而是人為畫出的，這是理解該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。

分子間的作用力

把一塊洗干凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平接觸水面如圖所

示，現(xiàn)在要想使玻璃板離開水面，所用的拉力比其重力大，還是相等？

提示：大于重力。在玻璃板被提起時(shí)，要受到水面上的水分子的引力，所

以拉力要大于玻璃板的重力。

一分子力：在任何情況下，分子間總是同時(shí)存在著引力和斥力，而實(shí)際表

現(xiàn)出來(lái)的分子力是分子引力和斥力的合力。

2.分子力與分子間距離變化的關(guān)系：

(1)平衡位置：分子間距離廠=勺時(shí)，引力與斥力大小相等，分子力為零。

平衡位置即分子間距離等于々(數(shù)量級(jí)為lOTOm)的位置。

(2)分子間的引力和斥力隨分子間距離r的變化關(guān)系：分子間的引力和斥力

都隨分子間距離r的增大而減小，但斥力減小得更快。

(3)分子力與分子間距離變化的關(guān)系及分子力模型

分子力E隨分子間距離分子間

分子力分子力模型

r的變化關(guān)系圖像距離

-0零

、箕K/=/o,尸=0力

表現(xiàn)為斥力，

且分子力隨分尸—F

—*1kIo,尸向外1**—

r<r0

子間距的增大彈簧壓縮

而減小

表現(xiàn)為引力，

且分子力隨分

O-^^oFooooo￡o^-O

r>r0子間距的增H-2>/o,F向里T

彈簧拉伸

大，先增大后

減小

【例2】如圖所示，設(shè)有一分子位于圖中的坐標(biāo)原點(diǎn)。處不動(dòng)，另一分

子可位于正x軸上不同位置處，圖中縱坐標(biāo)表示這兩個(gè)分子間分子力的大小，

兩條曲線分別表示斥力或引力的大小隨兩分子間距離變化的關(guān)系，e為兩曲線

的交點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是()

A.線表示引力，cd線表示斥力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)約為IO"5m

B.ab線表示斥力，cd線表示引力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)約為m

C.ab線表示引力,cd線表不斥力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)約為1OT。m

D.ab線表示斥力，cd線表不引力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)約為IO—5m

B［由于分子間斥力的大小隨兩分子間距離變化比引力快，所以圖中曲線

就表示斥力，cd表示引力，e點(diǎn)引力和斥力平衡，分子間距為々，數(shù)量級(jí)為10

T°m,故選項(xiàng)B正確。］

分子間作用力問(wèn)題的分析方法

(1)首先要清楚分子間同時(shí)存在分子引力和分子斥力。

(2)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，斥力減小得更快。

(3)分子力是指分子間引力和斥力的合力。

(4)分子力比較復(fù)雜，要抓住兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是r=々時(shí)，分子力為零，此

時(shí)分子間引力和斥力大小相等，均不為零；二是々時(shí)，分子力很小，引

力、斥力均可近似看作零。

2.實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)油酸分子的大小

一、實(shí)驗(yàn)思路

把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，使油酸在水面上形成單分子油膜，則油

膜厚度即為油酸分子的直徑。

二、實(shí)驗(yàn)步驟

1.在淺盤中倒入約2cm深的水，將爽身粉均勻撒在水面上。

2.用注射器往小量筒中滴入1mL油酸酒精溶液，記下滴入的滴數(shù)〃，算

出一滴油酸酒精溶液的體積外。

3.將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上。

4.待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃放在淺盤上，用水彩筆(或鋼筆)畫出油

酸薄膜的形狀。

5.將玻璃放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S；或者玻璃板上有邊長(zhǎng)為

1cm的方格，則也可通過(guò)數(shù)方格數(shù)，算出油酸薄膜的面積S。

6.根據(jù)已配好的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的

體積兀

V

7.計(jì)算油酸薄膜的厚度”=-,即為油酸分子直徑的大小。

S

三、注意事項(xiàng)

1.實(shí)驗(yàn)前，必須把所有的實(shí)驗(yàn)用具擦洗干凈，實(shí)驗(yàn)時(shí)吸取油酸、酒精和溶

液的移液管要分別專用，不能混用，否則會(huì)增大誤差，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.待測(cè)油酸面擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，擴(kuò)散后又收縮有兩個(gè)

原因：一是水面受油酸液滴的沖擊凹陷后又恢復(fù)；二是酒精揮發(fā)后液面收縮。

3.本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)量級(jí)符合要求即可。

4.爽身粉不宜撒得過(guò)厚，油酸酒精溶液的濃度以小于」一為宜。

1000

5.向水面滴油酸酒精溶液時(shí)，應(yīng)靠近水面，不能離水面太高，否則油膜輪

廓難以形成。

四、數(shù)據(jù)分析

計(jì)算方法：

1.一滴油酸溶液的平均體積

-N滴油酸溶液的體積

V=-------------------------------°

2.一滴油酸溶液中含純油酸的體積

%=%X油酸溶液的體積比。（體積比=要黑黑）

溶液的體積

3.油膜的面積XIcm2。（〃為有效格數(shù)，小方格的邊長(zhǎng)為1cm）

V

4.分子直徑d=—（代入數(shù)據(jù)時(shí)注意統(tǒng)一單位）。

S

【例1】配制好的油酸酒精溶液為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸

0.6mLo用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加1mL。若

把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)

定后形成單分子油膜的形狀如圖所示。

（1）若每一小方格的邊長(zhǎng)為30mm,則油酸薄膜的面積為多少平方米?

（2）每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為多少立方米？

(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑為多少米。

思路點(diǎn)撥：

「T含純油酸的體積

一滴油酸油酸分子

酒精溶液的直徑

U油膜的面積)一

［解析］(1)數(shù)出在油膜范圍內(nèi)的格數(shù)(面積大于半個(gè)方格的算一個(gè)，不足半

個(gè)的舍去)為85個(gè)，油膜面積約為S=85X(3.OX1CT2)2m2=7.65X10-2m2。

(2)因50滴油酸酒精溶液的體積為1mL,且溶液含純油酸的濃度為p=

0.06%,故每滴油酸酒精溶液含純油酸的體積為"&X1X10-6m3=

N50

1.2X10T1m3o

(3)把油酸薄膜的厚度視為油酸分子的直徑，可估算出油酸分子的直徑為d

V°_1,2X10-11

m-L57X10-I0m

S~7.65X10-2o

［答案］(1)7.65XIO-2m2(2)L2X10Tim3

(3)1.57X10-10m

【例2】在“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，按照油酸與酒

精的體積比為機(jī)：〃配制油酸酒精溶液，用注射器滴取該溶液，測(cè)得左滴溶液

的總體積為V,將一滴溶液滴入淺盤，穩(wěn)定后將油酸膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上，

如圖所示。已知坐標(biāo)紙上每個(gè)小正方形的邊長(zhǎng)為°。

(1)求油膜的面積；

(2)估算油酸分子的直徑。

［解析］(1)估算油膜面積時(shí)以超過(guò)半格按一格計(jì)算，小于半格就舍去的原

則，估算出31格，則油酸薄膜面積為5=314。

芹由酸my

(2)根據(jù)公式%油酸=dS可得d=——=o

8(加十〃)

mV

［答案］(l)31a2(2)-

31a2k(m+ri)

油膜法估測(cè)分子大小的解題思路

(1)首先要按比例關(guān)系計(jì)算出1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積兀

(2)其次采用“互補(bǔ)法”計(jì)算出油膜的面積S。

V

(3)最后利用公式d=—求出分子的直徑。

S

(4)計(jì)算時(shí)注意單位要統(tǒng)一。

3.分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律

一、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

1.隨機(jī)事件與統(tǒng)計(jì)規(guī)律

(1)必然事件：在一定條件下，若某事件必然出現(xiàn),這個(gè)事件叫作必然事

件。

(2)不可能事件：若某事件不可能出現(xiàn),這個(gè)事件叫作不可能事件。

(3)隨機(jī)事件：若在一定條件下某事件可能出現(xiàn),也可能不出現(xiàn),這個(gè)事件

叫作隨機(jī)事件。

(4)統(tǒng)計(jì)規(guī)律：大量隨機(jī)事件的整體往往會(huì)表現(xiàn)出一定的規(guī)律性,這種規(guī)律

叫作統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

2.氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

(1)運(yùn)動(dòng)的自由性：由于氣體分子間的距離比較大，分子間作用力很弱，通

常認(rèn)為，氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做勻速直線運(yùn)

動(dòng)，氣體充滿它能達(dá)到的整個(gè)空間。

(2)運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性：分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無(wú)章，在某一時(shí)刻，向著任何一個(gè)方向

運(yùn)動(dòng)的分子都有，而且向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目幾乎想笠。

說(shuō)明：常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達(dá)到數(shù)百米每秒，在數(shù)量級(jí)上相當(dāng)

于子彈的速率。

二、分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像

1.圖像如圖所示。

產(chǎn)3)百分比

Y低溫分布

溫分布

。V

2.規(guī)律：在一定溫度下,不管個(gè)別分子怎樣運(yùn)動(dòng)，氣體的多數(shù)分子的速率

都在某個(gè)數(shù)值附近，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律。當(dāng)溫度升高時(shí),

“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律不變，氣體分子的速率增大,分布曲線的峰值

向速率大的一方移動(dòng)。

3.溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。

說(shuō)明：溫度升高不是每個(gè)分子的速率都變大，而是速率大的占的百分比變

大。

三、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋

1.產(chǎn)生原因

氣體的壓強(qiáng)是由氣體中大量做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的分子對(duì)器壁不斷地碰撞產(chǎn)生

的。壓強(qiáng)就是在器壁單位面積上受到的壓力。

2.從微觀角度來(lái)看，氣體壓強(qiáng)的決定因素

(1)一方面是氣體分子的平均速率。

(2)另一方面是氣體分子的數(shù)密度。

13—點(diǎn)ly氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

畬情境引入?助學(xué)助教

1859年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來(lái)有許多

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一規(guī)律。若以橫坐標(biāo)0表示分子速率，縱坐標(biāo)人0)表示各速率區(qū)

間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，試作出圖像。從圖像中可以看出什么分布規(guī)

律？

提不：圖像:

2.分子間的碰撞十分頻繁：頻繁的碰撞使每個(gè)分子速度的大小和方向頻繁

地發(fā)生改變，造成氣體分子做雜亂無(wú)章的熱運(yùn)動(dòng)。

3.分子的速率分布規(guī)律：大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)中間多（占有分子

數(shù)目多）兩頭少（速率大或小的分子數(shù)目少）的規(guī)律。當(dāng)溫度升高時(shí)，“中間多”

的這一“高峰”向速率大的一方移動(dòng)。即速率大的分子數(shù)目增多，速率小的分

子數(shù)目減少，分子的平均速率增大，分子的熱運(yùn)動(dòng)劇烈。

【例1】（多選）根據(jù)氣體分子動(dòng)理論，氣體分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有

關(guān)，下列表格中的數(shù)據(jù)是研究氧氣分子速率分布規(guī)律而列出的。

按速率大小各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百

劃分的區(qū)間分比（%）

（m/s）0℃100℃

100以下1.40.7

100—2008.15.4

200-30017.011.9

300-40021.417.4

400~50020.418.6

500~60015.116.7

600—7009.212.9

700~8004.57.9

800~9002.04.6

900以上0.93.9

依據(jù)表格內(nèi)容，以下四位同學(xué)所總結(jié)的規(guī)律正確的是（）

A.不論溫度多高，速率很大和很小的分子總是少數(shù)

B.溫度變化，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律要改變

C.某一溫度下，速率都在某一數(shù)值附近，離開這個(gè)數(shù)值越遠(yuǎn)，分子越少

D.溫度增加時(shí)，速率小的分子數(shù)減少了

ACD［溫度變化，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律是不會(huì)改變的，

選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律可知，選項(xiàng)A、C、D正確。］

氣體分子速率分布規(guī)律

(1)在一定溫度下，所有氣體分子的速率都呈“中間多、兩頭少”的分布。

(2)溫度越高，速率大的分子所占比例越大。

(3)溫度升高，氣體分子的平均速率變大，但具體到某一個(gè)氣體分子，速率

可能變大也可能變小，無(wú)法確定。

【一題多變】試作出例題中的分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像。

［解析］分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像如圖所示：

各速率區(qū)間的分子數(shù)

占總分子數(shù)的百分比

橫坐標(biāo)：表示分子的速率

縱坐標(biāo)：表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。

氣體壓強(qiáng)的微觀解釋

畬倩境引入?助學(xué)助教

借助鉛筆，把氣球塞進(jìn)一只瓶子里，并拉大氣球的吹氣口，反扣在瓶口

上，如右圖所示，然后給氣球吹氣，無(wú)論怎么吹，氣球不過(guò)大了一點(diǎn)，想把氣

球吹大，非常困難，為什么？

提示：由題意“吹氣口反扣在瓶口上”可知瓶?jī)?nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣。

當(dāng)氣球稍吹大時(shí)，瓶?jī)?nèi)空氣的體積縮小，空氣分子的數(shù)密度變大，壓強(qiáng)變大，

阻礙了氣球的膨脹，因而再要吹大氣球是很困難的。

1.氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生

大量氣體分子不斷地和器壁碰撞，對(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)的壓力，作用在器壁單

位面積上的壓力就是氣體的壓強(qiáng)。

2.氣體壓強(qiáng)的決定因素

單位體積內(nèi)分子數(shù)越多，單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)就越

多，壓強(qiáng)越大；溫度越高，則分子的平均速率越大，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，一方面

使單位時(shí)間內(nèi)碰到器壁單位面積上的分子數(shù)增多，另一方面也使一個(gè)分子與器

壁碰撞一次時(shí)對(duì)器壁的平均沖擊力增大，使壓強(qiáng)增大。所以氣體壓強(qiáng)的大小宏

觀上看跟溫度和氣體分子的數(shù)密度有關(guān)；微觀上看跟單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分

子的平均速率有關(guān)。

3.大氣壓強(qiáng)的產(chǎn)生及影響因素

大氣壓強(qiáng)由氣體的重力產(chǎn)生，如果沒(méi)有地球引力的作用，地球表面上就沒(méi)

有大氣，也就沒(méi)有大氣壓強(qiáng)。由于地球引力與距離的平方成反比，所以大氣壓

力與氣體的高度、密度有關(guān)，在地面上空不同高度處，大氣壓強(qiáng)不相等。

【例2】關(guān)于密閉容器中氣體的壓強(qiáng)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.是由氣體受到的重力產(chǎn)生的

B.是由大量氣體分子不斷地碰撞器壁而產(chǎn)生的

C.壓強(qiáng)的大小只取決于氣體分子數(shù)量的多少

D.容器運(yùn)動(dòng)的速度越大，氣體的壓強(qiáng)也越大

B［氣體的壓強(qiáng)是大量氣體分子不斷地碰撞器壁而產(chǎn)生的，A錯(cuò)誤，B正

確；壓強(qiáng)的大小取決于氣體分子的平均動(dòng)能和分子的數(shù)密度，與物體的宏觀運(yùn)

動(dòng)無(wú)關(guān)，C、D錯(cuò)誤。］

氣體壓強(qiáng)的分析方法

(1)明確氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因一大量做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子對(duì)器壁頻繁、持

續(xù)地碰撞。壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。

(2)明確氣體壓強(qiáng)的決定因素一氣體分子的數(shù)密度與平均速率。

(3)只有知道了兩個(gè)因素的變化，才能確定壓強(qiáng)的變化，任何單個(gè)因素的變

化都不能決定壓強(qiáng)是否變化。

4.分子動(dòng)能和分子勢(shì)能

一、分子動(dòng)能

i.分子動(dòng)能

做熱運(yùn)動(dòng)的分子也具有動(dòng)能,這就是分子動(dòng)能。

2.分子的平均動(dòng)能

熱現(xiàn)象研究的是大量分子運(yùn)動(dòng)的整體表現(xiàn)，重要的不是系統(tǒng)中某個(gè)分子的

動(dòng)能大小，而是所有分子的動(dòng)能的平均值，叫作分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。

3.溫度的微觀解釋

溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。

說(shuō)明：溫度相同，分子平均動(dòng)能相等，而不同種類的分子平均速率不相

等。

二、分子勢(shì)能

1.定義：分子間存在相互作用力，可以證明分子間的作用力所做的功與路

徑無(wú)關(guān),分子組成的系統(tǒng)具有分子勢(shì)能。

2.決定因素

(1)宏觀上：分子勢(shì)能的大小與物體的體積有關(guān)。

(2)微觀上：分子勢(shì)能與分子間的距離有關(guān)。

3.分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系

(1)當(dāng)心々時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力,若r增大，需克服引力做功，分子勢(shì)能

增加。

(2)當(dāng)時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力,若r減小，需克服斥力做功，分子勢(shì)能

增力口。

(3)當(dāng)廠=々時(shí)，分子力為零，分子勢(shì)能最小。

三、內(nèi)能

1.定義：物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和。

2.內(nèi)能的普遍性：組成任何物體的分子都在做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng),所以任何

物體都具有內(nèi)能。

3.決定因素

(1)物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定。

(2)分子的熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能由溫度決定。

(3)分子勢(shì)能與物體的體積有關(guān),故物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共

同決定，同時(shí)受物態(tài)變化的影響。

注意：物體的內(nèi)能與機(jī)械能無(wú)關(guān)。

2^1/分子動(dòng)能

相同溫度的氧氣和氫氣，哪一個(gè)平均動(dòng)能大？哪一個(gè)平均速率大？

提示：溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度相同，任何物體分子的平

均動(dòng)能都相等。由匠=；破？可知?dú)錃夥肿拥钠骄俾蚀笮?/p>

-1.單個(gè)分子的動(dòng)能

(1)物體由大量分子組成，每個(gè)分子都有分子動(dòng)能且不為零。

(2)分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，每個(gè)分子動(dòng)能大小不同并且時(shí)刻在

變化。

(3)熱現(xiàn)象是大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)個(gè)別分子的動(dòng)能沒(méi)有實(shí)際

意義。

2.分子的平均動(dòng)能

(1)溫度是大量分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義。溫度升高，

分子平均動(dòng)能增大，但不是每一個(gè)分子的動(dòng)能都增大。個(gè)別分子動(dòng)能可能增大

也可能減小，個(gè)別分子甚至幾萬(wàn)個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能大小不受溫度影響，但總

體上所有分子的動(dòng)能之和一定是增加的。

(2)只要溫度相同，任何分子的平均動(dòng)能都相同。由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量

不一定相同，所以同一溫度下，不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)的平均速率大小一般不相

同。

【例1】對(duì)不同的物體而言，下列說(shuō)法中正確的是()

A.高溫物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能一定比低溫物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能大

B.高溫物體內(nèi)每一個(gè)分子的動(dòng)能一定大于低溫物體內(nèi)每一個(gè)分子的動(dòng)能

C.高溫物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的平均速率一定比低溫物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的平均速

率大

D.高溫物體內(nèi)每一個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的速率一定大于低溫物體內(nèi)每一個(gè)分子運(yùn)

動(dòng)的速率

A［溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度高的物體，分子的平均動(dòng)能一定

大，但分子的平均速率不一定大，因?yàn)椴煌镔|(zhì)分子的質(zhì)量不同；對(duì)單個(gè)分子

的速率、動(dòng)能討論溫度是沒(méi)有意義的，因?yàn)闇囟仁谴罅糠肿颖憩F(xiàn)出的宏觀規(guī)

律；B、C、D錯(cuò)誤，A正確。］

理解分子動(dòng)能的三點(diǎn)注意

(1)溫度是分子平均動(dòng)能的“標(biāo)志”或者說(shuō)“量度”，溫度只與物體內(nèi)大量

分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)意義上的平均動(dòng)能相對(duì)應(yīng)，與單個(gè)分子的動(dòng)能沒(méi)有關(guān)系。

(2)每個(gè)分子都有分子動(dòng)能且不為零，熱現(xiàn)象是大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)

規(guī)律，對(duì)個(gè)別分子動(dòng)能沒(méi)有實(shí)際意義。

(3)溫度高的物體，分子的平均速率不一定大，還與分子質(zhì)量有關(guān)。

冷點(diǎn)2分子勢(shì)能

教材P14“思考與討論”答案提示：若選定分子間距離外為無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)的分子

勢(shì)能穌為0,則當(dāng)廠=々時(shí)，分子勢(shì)能最小。

-分子力F、分子勢(shì)能穌與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示(取無(wú)窮遠(yuǎn)處分

子勢(shì)能穌=0)。

(1)當(dāng)時(shí)，分子間表現(xiàn)為什么力？若r增大，分子力做什么功？分子勢(shì)

能怎么變化？

(2)當(dāng)時(shí)，分子間表現(xiàn)為什么力？若r減小，分子力做什么功？分子勢(shì)

能怎么變化？

(3)當(dāng)時(shí)，分子勢(shì)能有什么特點(diǎn)？

提示：(1)分子力為引力，若r增大，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大。

(2)分子力為斥力，若r減小，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大。

(3)分子勢(shì)能最小。

1.分子勢(shì)能的變化規(guī)律及判斷依據(jù)

分子力做正功，分子勢(shì)能減少，分子力做了多少正功，分子勢(shì)能就減少多

少；分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，克服分子力做了多少功，分子勢(shì)能就增加

多少。

(1?>々時(shí)，外增大，分子勢(shì)能增加，反之，減少。

(2)r<o時(shí)，r增大,分子勢(shì)能減少，反之，增加。

(3?—8時(shí)，分子勢(shì)能為零；升=勺時(shí)，分子勢(shì)能最小。

2.分子勢(shì)能的“彈簧一小球”模型

分子勢(shì)能隨分子間距離的變化類似于彈簧一小球模型，彈簧的原長(zhǎng)相當(dāng)于

分子間的距離小。彈簧在原長(zhǎng)的基礎(chǔ)上無(wú)論拉伸還是壓縮，勢(shì)能都會(huì)增加。

3.分子勢(shì)能曲線

分子勢(shì)能曲線如圖所示，規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能為

零。分子間距離從無(wú)窮遠(yuǎn)逐漸減小至々的過(guò)程，分子間

的合力為引力，合力做正功，分子勢(shì)能不斷減小，其數(shù)

值將比零還小，為負(fù)值。當(dāng)分子間距離到達(dá)々以后再繼

續(xù)減小，分子作用的合力為斥力，在分子間距離減小過(guò)

程中，合力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，其數(shù)值將從負(fù)值逐漸變大至零，甚至為正

值，故外=々時(shí)分子勢(shì)能最小。

從曲線上可看出：（1）在處，曲線比較陡，這是因?yàn)榉肿娱g的斥力隨分

子間距的減小而增加得快，分子勢(shì)能的增加也就快。（2）在處，曲線比較

緩，這是因?yàn)榉肿娱g的引力隨分子間距的增大而變化得慢，分子勢(shì)能的增加也

就變慢。（3）在r=o處，分子勢(shì)能最小，但不一定為零，因?yàn)榱銊?shì)能的位置是

任意選定的。一般取無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能為零，則分子勢(shì)能最小位置是在r=o

處，且為負(fù)值，故分子勢(shì)能最小與分子勢(shì)能為零絕不是一回事。

4.分子勢(shì)能與體積的關(guān)系

由于物體分子間距離變化的宏觀表現(xiàn)為物體的體積變化，所以微觀的分子

勢(shì)能變化對(duì)應(yīng)于宏觀的物體體積變化。例如，同樣是物體體積增大，有時(shí)體現(xiàn)

為分子勢(shì)能增加（在廠>r0范圍內(nèi)）；有時(shí)體現(xiàn)為分子勢(shì)能減少（在右。范圍內(nèi)）；一

般我們說(shuō)，物體體積變化了，其對(duì)應(yīng)的分子勢(shì)能也變化了。但分析與判定的關(guān)

鍵要看體積變化過(guò)程中分子力是做正功，還是做負(fù)功。

【例2】（多選）如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)。，乙分子位于x軸

上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間的距離的關(guān)系如圖中曲線所示。F>0

為斥力，/<0為引力。a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置?，F(xiàn)把乙分子從。

處由靜止釋放，則（）

A.乙分子由。到6做加速運(yùn)動(dòng)，由b到。做減速運(yùn)動(dòng)

B.乙分子由。到c做加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)c時(shí)速度最大

C.乙分子由。到b的過(guò)程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直減小

D.乙分子由6到d的過(guò)程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直增大

思路點(diǎn)撥：（1）分子在平衡位置時(shí)分子勢(shì)能最小，分子力為零，分子加速度

為零。

（2）根據(jù)分子力做功的正負(fù)分析判斷分子勢(shì)能的變化。

BC［乙分子由a運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程，一直受到甲分子的引力作用而做加速

運(yùn)動(dòng)，到c時(shí)速度達(dá)到最大，而后受甲的斥力作用做減速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，B正

確；乙分子由a到b的過(guò)程所受引力做正功，分子勢(shì)能一直減小，C正確；而

乙分子從b到d的過(guò)程，先是引力做正功，分子勢(shì)能減少，后克服斥力做功，

分子勢(shì)能增加，D錯(cuò)誤。］

分子勢(shì)能圖像問(wèn)題的解題技巧

(1)首先要明確分子勢(shì)能、分子力與分子間距離關(guān)系圖像中拐點(diǎn)意義的不

同。分子勢(shì)能圖像的最低點(diǎn)(最小值)對(duì)應(yīng)的距離是分子平衡距離功，而分子力

圖像的最低點(diǎn)(引力最大值)對(duì)應(yīng)的距離大于4。

分子勢(shì)能圖像與r軸交點(diǎn)的距離小于4，分子力圖像與r軸交點(diǎn)表示平衡

距離廠0。

(2)其次要把圖像上的信息轉(zhuǎn)化為分子間距離，再求解其他問(wèn)題。

y點(diǎn)3內(nèi)能

教材P16“思考與討論”答案提示：足球靜止時(shí)，氣體分子仍然有能量，即

有內(nèi)能。

試探究：(1)小孩為什么有這種感覺(jué)？

(2)從能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的角度解釋一下？

提示：(1)小孩的臀部，內(nèi)能增加，溫度升高，感覺(jué)熱。

(2)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

1.內(nèi)能的決定因素

(1)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(gè)因素

決定。

(2)從微觀上看：物體的內(nèi)能由組成物體的分子總數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)

能和分子勢(shì)能三個(gè)因素決定。

2.內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)系

項(xiàng)目?jī)?nèi)能機(jī)械能

對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)

微觀分子熱運(yùn)動(dòng)宏觀物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)

形式

能量常見(jiàn)形

分子動(dòng)能、分子勢(shì)能物體動(dòng)能、重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能

式

能量存在的物體內(nèi)大量分子的熱運(yùn)動(dòng)由于物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)和物體發(fā)生

原因和分子間存在相互作用力彈性形變或被舉高

物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、離地高

物質(zhì)的量、物體的溫度和

影響因素度（或相對(duì)于參考平面的高度）或

體積

彈性形變量

能否為零永遠(yuǎn)不能等于零一定條件下可以等于零

聯(lián)系在一定條華「下可以相互轉(zhuǎn)化

3.物態(tài)變化對(duì)內(nèi)能的影響

一些物質(zhì)在物態(tài)發(fā)生變化時(shí)，例如冰的熔化、水在沸騰時(shí)變?yōu)樗魵?，?/p>

度不變，此過(guò)程中分子的平均動(dòng)能不變，由于分子間的距離變化，分子勢(shì)能變

化，所以物體的內(nèi)能變化。

【例3】（多選）下列有關(guān)溫度與分子動(dòng)能、物體內(nèi)能的說(shuō)法中正確的是

（）

A.溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能一定都變大

B.溫度升高，分子的平均速率一定變大

C.溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定變大

D.溫度降低，物體的內(nèi)能必然變小

思路點(diǎn)撥：物體的內(nèi)能由溫度、體積、物質(zhì)的量及物態(tài)共同決定。

BC［溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定變大，即平均速率增大，但每個(gè)

分子的動(dòng)能不一定變大，故A錯(cuò)誤、B、C正確；決定物體內(nèi)能的是組成物體

的分子總數(shù)、溫度和體積三個(gè)因素。溫度降低，內(nèi)能可能減小，還有可能不

變，甚至增加，故D錯(cuò)誤。］

對(duì)內(nèi)能的幾點(diǎn)理解

(1)內(nèi)能是一種與分子熱運(yùn)動(dòng)及分子間相互作用相關(guān)的能量形式，與物體宏

觀有序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，它取決于物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)。

(2)研究熱現(xiàn)象時(shí)，一般不考慮機(jī)械能，在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中有摩擦?xí)r，有可能

發(fā)生機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

(3)物體溫度升高，內(nèi)能不一定增加；溫度不變，內(nèi)能可能改變；溫度降

低，內(nèi)能可能增加。

第二章氣體、固體和液體

1.溫度和溫標(biāo)

一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)

1.熱力學(xué)系統(tǒng)：由大量分子組成的系統(tǒng)。

2.外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體。

3.狀態(tài)參量：為確定系統(tǒng)的狀態(tài)所需要的一些量，如：傕積、壓強(qiáng)、溫度

等。

4.平衡態(tài)：無(wú)外界影響，狀態(tài)參量穩(wěn)定的狀態(tài)。

說(shuō)明：平衡態(tài)是狀態(tài)參量，不是過(guò)程量，處于平衡杰的系統(tǒng)，狀態(tài)參量在

較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不發(fā)生變化。

二、熱平衡與溫度

1.熱平衡：如果兩個(gè)系統(tǒng)相互接觸而傳熱，這兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量將會(huì)互

相影響而分別改變。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，各自的狀態(tài)參量不再變化了，即這兩個(gè)系

統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。

2.熱平衡定律：如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)

系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡。

3.溫度：處于熱平衡的系統(tǒng)之間有一“共同熱學(xué)性質(zhì)”，即溫度。這就是

溫度計(jì)能夠用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理。

三、溫度計(jì)與溫標(biāo)

1.溫度計(jì)

名稱原理

水銀溫度計(jì)根據(jù)水銀的熱膨脹的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫.度

金屬電阻溫度計(jì)根據(jù)金屬伯的電阻隨溫度的變化來(lái)測(cè)量溫度

氣體溫度計(jì)根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化來(lái)測(cè)量溫度

熱電偶溫度計(jì)根據(jù)不同導(dǎo)體因遢差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的大小來(lái)測(cè)量溫度

2.溫標(biāo)：定量描述溫度的方法。

(1)攝氏溫標(biāo)：一種常用的表示溫度的方法，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為

0℃,水的沸點(diǎn)為100在0℃刻度與100℃刻度之間均勻分成皿等份,

每一份算作1℃o

(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法，熱力學(xué)溫度。

(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度：

攝氏溫標(biāo)表示的溫度，用符號(hào)L表示，單位是攝氏度,符號(hào)

攝氏溫度

為℃

熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，用符號(hào)1表示，單位是開爾文,符號(hào)

熱力學(xué)溫度

為K

換算關(guān)系7=r+273.15K

注意：變化與變化1K是相等的。

狀態(tài)參量與平衡態(tài)

如圖，將雞蛋放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間，雞蛋處于平衡態(tài)嗎？

提示：雞蛋放在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間其溫度、壓強(qiáng)、體積都不再變

化，是平衡狀態(tài)。

i.熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無(wú)規(guī)則

運(yùn)動(dòng)，只是分子運(yùn)動(dòng)的平均效果不隨時(shí)間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)

間變化，而力學(xué)中的平衡態(tài)是指物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀

心、o

2.平衡態(tài)是一種理想情況，因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。

系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，仍可能發(fā)生偏離平衡態(tài)的微小變化。

3.兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后再把它們分開，如果分開后它們都不受外界影

響，再把它們重新接觸，它們的狀態(tài)不會(huì)發(fā)生新的變化。因此，熱平衡概念也

適用于兩個(gè)原來(lái)沒(méi)有發(fā)生過(guò)作用的系統(tǒng)。因此可以說(shuō)，只要兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)

它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說(shuō)這兩個(gè)系統(tǒng)原來(lái)是處于熱平衡的。

【例1】(多選)下列說(shuō)法中正確的是()

A.狀態(tài)參量是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，故當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)變化時(shí)，其各個(gè)

狀態(tài)參量都會(huì)改變

B.當(dāng)系統(tǒng)不受外界影響，且經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量

將會(huì)達(dá)到穩(wěn)定

C.只有處于平衡態(tài)的系統(tǒng)才有狀態(tài)參量

D.兩個(gè)物體間發(fā)生熱傳遞時(shí)，它們組成的系統(tǒng)處于非平衡態(tài)

思路點(diǎn)撥：(1)各個(gè)系統(tǒng)都有狀態(tài)參量。

(2)當(dāng)處于平衡態(tài)時(shí)，狀態(tài)參量不再變化，非平衡時(shí)，狀態(tài)參量要變化。

BD［由于描述系統(tǒng)的各種性質(zhì)需要不同的物理量，只要其中某個(gè)量變

化，系統(tǒng)的狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化，不一定各個(gè)狀態(tài)參量都發(fā)生變化，選項(xiàng)A錯(cuò)

誤；系統(tǒng)處于平衡態(tài)或非平衡態(tài)，只是狀態(tài)參量有無(wú)變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)系

統(tǒng)不受外界影響時(shí)，系統(tǒng)總要趨于平衡，其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量趨于穩(wěn)定，選

項(xiàng)B正確；兩個(gè)物體間發(fā)生熱傳遞時(shí)，兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)內(nèi)部仍存在溫差，

故系統(tǒng)處于非平衡態(tài)，選項(xiàng)D正確。］

處理平衡態(tài)的問(wèn)題要注意以下三點(diǎn)

(1)平衡態(tài)與熱平衡不同，平衡態(tài)指的是一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部達(dá)到的一種動(dòng)態(tài)平

衡。

(2)必須要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)一段時(shí)間，直到系統(tǒng)內(nèi)所有性質(zhì)都不隨時(shí)間變化為止。

(3)系統(tǒng)與外界沒(méi)有能量的交換。

考點(diǎn)2熱平衡與溫度

某工人在拿鐵棒和木頭時(shí)感覺(jué)到鐵棒明顯比木頭涼，由于表示物體冷熱程

度的是溫度，于是這位工人得出當(dāng)時(shí)“鐵棒比木頭溫度低”的結(jié)論，你認(rèn)為他

的結(jié)論對(duì)嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由。

提示：不對(duì)。由于鐵棒和木頭都與周圍的環(huán)境達(dá)到熱平衡，故它們的溫度

是一樣的。之所以感覺(jué)到鐵棒特別涼，是因?yàn)檫@位工人在單位時(shí)間內(nèi)傳遞給鐵

棒的熱量比較多。

(1)宏觀上

①溫度的物理意義：表示物體冷熱程度的物理量。

②與熱平衡的關(guān)系：各自處于熱平衡狀態(tài)的兩個(gè)系統(tǒng)，相互接觸時(shí)，它們

相互之間發(fā)生了熱量的傳遞，熱量從高溫系統(tǒng)傳遞給低溫系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間

后兩系統(tǒng)溫度相同，達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)。

(2)微觀上

①反映物體內(nèi)分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，是大量分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)

O

②溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，是含有統(tǒng)計(jì)意義的，對(duì)個(gè)別分子來(lái)

說(shuō)溫度是沒(méi)有意義的。

2.熱平衡

(1)一切達(dá)到熱平衡的物體都具有相同的溫度。

(2)若物體與Z處于熱平衡，它同時(shí)也與8達(dá)到熱平衡，則Z的溫度等于

B的溫度，這就是溫度計(jì)用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理。

3.熱平衡定律的意義

熱平衡定律又叫熱力學(xué)第零定律，為溫度的測(cè)量提供了理論依據(jù)。因?yàn)榛?/p>

為熱平衡的物體具有相同的溫度，所以比較各物體溫度時(shí)，不需要將各個(gè)物體

直接接觸，只需將作為標(biāo)準(zhǔn)物體的溫度計(jì)分別與各物體接觸，即可比較溫度的

身低。

【例2】關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說(shuō)法中正確的有()

A.只要溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)

B.兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)，它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，說(shuō)明這兩個(gè)系統(tǒng)原來(lái)的

溫度是相等的

C.熱平衡就是平衡態(tài)

D.處于熱平衡的幾個(gè)系統(tǒng)的壓強(qiáng)一定相等

思路點(diǎn)撥：（1）平衡態(tài)的各個(gè)參量都不變化。

（2）熱平衡時(shí)必有相等的溫度。

B［一般來(lái)說(shuō)，描述系統(tǒng)的狀態(tài)參量不只一個(gè)，根據(jù)平衡態(tài)的定義知所有

性質(zhì)都不隨時(shí)間變化，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)，A錯(cuò)誤；根據(jù)熱平衡的定義知，處

于熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)溫度相同，B正確，D錯(cuò)誤；平衡態(tài)是針對(duì)某一系統(tǒng)而言

的，熱平衡是兩個(gè)系統(tǒng)相互影響的最終結(jié)果，C錯(cuò)誤。］

熱平衡與溫度理解的兩個(gè)誤區(qū)

誤區(qū)1：誤認(rèn)為只要溫度不變，系統(tǒng)就處于平衡態(tài)

產(chǎn)生誤區(qū)的原因是沒(méi)有正確理解平衡態(tài)的概念，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)包括溫度在內(nèi)的

所有狀態(tài)參量都不隨時(shí)間變化時(shí)，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)。

誤區(qū)2：誤認(rèn)為平衡態(tài)就是熱平衡

產(chǎn)生誤區(qū)的原因是由于不理解熱平衡與平衡態(tài)的關(guān)系，錯(cuò)誤地認(rèn)為處于平

衡態(tài)的兩個(gè)物體之間一定會(huì)處于熱平衡。其實(shí)各自處于平衡態(tài)的兩個(gè)物體溫度

不一定相同，它們接觸后各自的狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，直到達(dá)到熱平衡為止。

2點(diǎn)”溫度計(jì)與溫標(biāo)

攝氏溫標(biāo)（以前稱為百分溫標(biāo)）是由瑞典天文學(xué)家攝爾修斯設(shè)計(jì)的。如圖所

示，在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把冰點(diǎn)定為0℃,汽化點(diǎn)定為100℃,因此在這兩個(gè)

固定點(diǎn)之間共為100℃,即100等份，每等份代表1攝氏度，用1℃表示，

用℃標(biāo)表示的溫度叫作攝氏溫度，常用/表示。攝氏溫標(biāo)用攝氏度做單位。熱

力學(xué)溫標(biāo)由英國(guó)科學(xué)家威廉?湯姆孫（開爾文）創(chuàng)立，它表示的溫度叫熱力學(xué)溫

度，常用T表示，用K做單位。

100一水的沸點(diǎn)

90

80

70

60

50

40

30

20一室溫

10

0一水的冰點(diǎn)

-10

-20

試探究：1.熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)之間的關(guān)系是什么？

2.如果可以粗略地取一273℃為絕對(duì)零度，在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)

是多少攝氏度，為多少開？水的沸點(diǎn)又是多少攝氏度，為多少開？

提示：1.關(guān)系式為7=1+273』5K

2.冰的熔點(diǎn)為0℃,為2