第七章：分子动理论
内容1、物体是由大量分子组成的
内容2、 分子永不停息的做无规则热运动
内容3、分子间同时存在相互作用的引力和斥力
一、物体是由大量分子组成的
阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1：联系微观量与宏观量的桥梁。
微观量: 分子体积v 0、分子直径d 、分子质量m 0 分子总个数N
宏观量: 物质体积v 、摩尔体积V 、物质质量m 、摩尔质量M
物质密度ρ、物质的量n 。
分子质量m 0=摩尔质量M/阿伏加德罗常数N A 即m 0= M/N A
分子质量m 0=物质密度ρ*摩尔体积V/阿伏加德罗常数N A 即m 0= ρV/N A
分子质量数量级10－26kg
分子体积v 0=摩尔体积V/阿伏加德罗常数N A ：v 0=V/N A
分子体积v 0=摩尔质量M/物质密度ρ*阿伏加德罗常数N A 即v 0=M/ρN A （对气体，v 0应为气体分子占据的空间大小）分子直径：（数量级10－10m ）
○1球体模型．V d =3)2
(34π （固体、液体一般用此模型） ○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型 固体、液体估算直径也可）（对气体，
d 应理解为相邻分子间的平均距离）
分子的数量：N=n N A =m/m 0 =v/v 0 n=m/M n=v/V ( n=ρv/M n=m/ρV )
(*对气体，v 0应理解为气体分子所占空间体积*)
固体、液体分子可估算分子大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子不可估算大小，只能估算分子间平均距离、所占空间体积
油膜法测油酸分子直径 （利用宏观量求微观量）
原理：d= V/S
d: 单分子油膜层厚度
v: 1滴油酸酒精溶液中油酸体积=N滴油酸酒精溶液总体积*浓度/N
s:单分子油膜面积(查格数：多于半格算一个格，少于半格不算）
二、分子永不停息的做无规则热运动
分子永不停息的无规则运动叫热运动------（微观运动）
1、扩散现象：不同物质彼此进入对方。温度越高，扩散越快。
(扩散现象由于分子热运动引起的，是宏观现象，不是分子的热运动)
应用举例：向半导体材料掺入其它元素
扩散现象不是外界作用引起的，是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动宏观反映
间接说明：分子间有间隙
2、布朗运动：悬浮在液（气）体中的固体小微粒的无规则运动，要用显微镜来观察．布朗运动发生的原因是固体小微粒受到周围微粒的
液（气）体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而布朗运动说明了（与固体小微粒接触的液体或气体）分子在永不停息地做无规则运动．
（1）布朗运动不是固体微粒中分子的无规则运动．
（2）布朗运动不是液体分子的运动．
（3）课本中所示的是固体小微粒不同时刻位置连线，不是运动轨迹．
（4）微粒越小不平衡性越明显，温度越高，布朗运动越明显．
注意：房间里一缕阳光下的灰尘的运动不是布朗运动．热水里的胡椒粉的运动是由于对流引起的（眼睛能看到）不是布朗运动。
3）扩散现象是分子运动的直接证明但不是分子的热运动；布朗运动间接证明了液体或气体分子的无规则运动
三、分子间的作用力
分子间存在相互作用的引力和斥力
分子间有空隙：酒精和水混合体积变小说明分子间有空隙
但固体液体很难被压缩，说明有斥力，很难被拉伸，说明有引力
破镜难复原，说明分子间有斥力
1）分子间引力和斥力一定同时存在，且都随分子间距离的增大而减小（但斥力减小的快），随分子间距离的减小而增大（但斥力增大的快）
2）实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。随分子间距离的增大，分子力先变小后变大再变小。
（注意：这是指r从小于r0开始到增大到无穷大）
3）分子力的表现及变化，注意r0（10－10m）与10r0两个位置。
①当分子间距离为r0（约为10－10m）时，分子力为零，分子势能最小
②当分子间距离r＞r0时，分子力表现为引力。当分子间距离由r0增大时，分子力先增大后减小r＞10r0分子力变得很微弱，可忽略，为0
③当分子间距离r＜r0时，分子力表现为斥力。当分子间距离由r0减小时，分子力不断增大
4）注意：压缩气体也需要力，不说明分子间存在斥力作用，压缩气体需要的力是用来反抗大量气体分子频繁撞击容器壁（活塞）时对容器壁（活塞）产生的压力。
温度和温标
1、平衡态：在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态
参量（P、T）就不在变化，这种情况下我们就说容器内的气体达到平衡态，否则就是非平衡态。（指的是一个系统的状态）
2、热平衡：两个系统相互接触，经过一段时间以后，状态参量就不再变化了，这说明两个系统对于传热来说已经达到了平衡，这种平衡叫做热平衡（指的是两个系统之间的关系）
3、热平衡定律：如果两个热力学系统各自与第三个热力学系统处于热平衡，则它们彼此也必处于热平衡。这一实验结论叫做热平衡定律。（热平衡定律又叫热力学第零定律）
4、温度：反映物体冷热程度的物理量（是一个宏观统计概念），是物体分子热运动平均动能的标志。（确切的说是物体分子热运动平均平动动能的量度）
任何相同温度的物体，其分子平均动能相同。
（1）只有大量分子组成的物体才谈得上温度，不能说某几个氧分子的温度是多少多少。因为这几个分子运动是无规则的，某时刻它们的平均动能可能较大，另一时刻它们的平均动能也可能较小，无稳定的“冷热程度”。
（2）1℃的氧气和1℃的氢气分子平均动能相同，1℃的氧气分子平均速率小于1℃的氢气分子平均速率。
2）热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系为：T＝t+273.15（K）
说明：①两种温度数值不同，但改变1 K和1℃的温度差相同
②０K是低温的极限，只能无限接近，但不可能达到。
（绝对0度不可达到--热力学第三定律）
③这两种温度每一单位大小相同，只是计算的起点不同。摄氏温度把1大气
压下冰水混合物的温度规定为0℃，热力学温度把1大气压下冰水混合物的温
度规定为273K（即把－273℃规定为0K），所以T=t+273.
5、分子动理论是热现象微观理论的基础
1）热学包括：研究宏观热现象的热力学、研究微观理论的统计物理学
2）统计规律：单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的；大量分子的集体行为受到统计规律的支配
3）气体分子运动接特点：分子数密度巨大、分子间频繁
碰撞、分子运动杂乱无章，某一时刻向各个方向运动的气体
分子数目都相等（有微小差别，可完全忽略）
4）气体温度的微观意义：
一定温度下分子速率分布：中间多、两头少，温度越高，分子的热运动越激烈（图像右移）
内能
1）内能是物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，是状态量．
改变内能的方法有做功和热传递，它们是等效的．三者的关系可由热
力学第一定律得到ΔU＝W+Q
2）决定所有分子势能的因素：体积（分子间距离）
决定所有分子动能的因素：温度（分子总个数、分子平均动能）
3）固体、液体的内能与物体所含物质的多少（分子数）、物体的温度（平均动能）和物体的体积（分子势能）都有关
气体：一般情况下，气体分子间距离较大，不考虑气体分子势能的变化（即不考虑分子间的相互作用力）
4）一个具有机械能的物体，同时也具有内能；一个具有内能的物体不一定具有机械能。它们之间可转化
5）理想气体的内能：
理想气体是一种理想化模型，理想气体分子间距很大，不计分子势能，只考虑：所有分子的动能总合。
理想气体的内能微观：分子总个数、平均动能（不计分子势能）
宏观：质量、温度
由ΔU＝W+Q ：
（1）理想气体与外界做功与否，看体积，体积增大，对外做了功（外界是真空则气体对外不做功属自由扩散）--W取负值，体积减小，则外界对气体做了功--W取负值。
（2）吸热Q取正值、放热Q取负值
（3）理想气体内能变化情况看温度。
6）理解内能概念需要注意几点：
（1）内能是宏观量，只对大量分子组成的物体有意义，对个别分子无意义。
（2）物体的内能由分子数量（物质的量）、温度（分子平均动能）、体积（分子间势能）决定，与物体的宏观机械运动状态无关．内能与机械能没有必然联系．
7）关于分子平均动能和分子势能理解时要注意．
（1）温度是分子平均动能大小的标志，温度相同时任何物体的分
子平均动能相等，但平均速率一般不等（分子质量不同）．
（2）分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加。
（3）分子势能为零一共有两处，一处在无穷远处，另一处小于r 0
分子力为零时分子势能最小，而不是零。
（4）理想气体分子间作用力为零，分子势能为零，只有分子动能。
第八章： 气体（分子无规则运动起主要作用）实验定律 理想气体
1）探究一定质量理想气体压强p 、体积V 、温度T 之间关系，采用的是控制变量法
2）三种变化：玻意耳定律：PV ＝C 查理定律： P / T ＝C 盖—吕萨克定律：V/ T ＝C
(或由C T
pv PV ＝CT=K(P----1/V 图像中) P / T ＝C/V =K V/ T ＝C/P=K K 为图像斜率)
等温变化图线 等容变化图线 等压变化图线
（注意面积代表PV 乘积） （斜率P / T ＝C/V =K ） （斜率V/ T ＝C/P=K ）
提示：①等温变化中的图线为双曲线的一支，等容（压）变化中的图线均为过原点的直线（之所以原点附近为虚线，表示温度太低了，规律不再满足）
②图中双线表示同一气体不同状态下的图线，虚线表示判断状态关系的两种方法 ③对等容（压）变化，如果横轴物理量是摄氏温度t ，则交点坐标为－273.15K
3）理想气体状态方程
理想气体，由于不考虑分子间相互作用力，理想气体的内能仅由温度和分子总数决定 ，与气体的体积无关。 对一定质量的理想气体，有112212p V p V T T =（或C T
pv =） 应用 ： 1.注意研究对象
2.注意两个状态下的P V T
4）气体压强微观解释：由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的，与温度和体积有关。 （１）气体分子的平均动能，从宏观上看由气体的温度决定
（２）单位体积内的分子数(分子密集程度n=N/V)，从宏观上看由气体的质量体积决定
第九章：固体、液体和物态变化
一、 晶体和非晶体 晶体的微观结构
晶体：石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖（粘在一起的糖块是多晶体，单个的是单晶体）、味精等，（雪花是水蒸气凝华形成的六角形图案的晶体、石英晶体：中间
六棱柱，两端是六棱锥）
非晶体：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等
注：各向同性或异性指：导热或导电性能或光学性质同与不同
1）只能用单晶体制作晶体管和集成电路
2）具体到某种晶体，它可能只是某种物理性质各向异性较明显。例：云母片就是导热性明显，方解石则是透光性上明显，方铅矿则在导电性上明显。但笼统提晶体就说各种物理性质是各向异性。单晶体具有各向异性,但对某些特性或者某些切面上不一定就表现各向异性
3）同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形式出现，物质是晶体还是非晶体不是绝对的，在一定条件下可以相互转化。
4）通过X射线在晶体上的衍射实验，发现各种晶体内部的微粒按各自的规则排列，具有空间上的周期性。有的物质组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，因此在不同条件下可以生成不同的晶体。
例如：碳原子由于排列不同可以生成石墨（层状结构，层与层之间距离较大，原子间作用力较弱，质地松软）或金刚石（碳原子间作用力很强，有很大硬度可切割玻璃）。
5）晶体达到熔点后由固态向液态转化，分子间距离要加大。此时晶体要从外界吸收热量来破坏晶体的点阵结构，所以吸热只是为了克服分子间的引力做功，只增加了分子的势能。
二、液体（无规则运动与分子力共同作用）的表面张力现象
液体──非晶体的微观结构跟液体非常相似
在液体内部分子间的距离在r0左右，分１）表面张力：表面层分子比较稀疏，r＞r
子力几乎为零。液体的表面层由于与空气接触，所以表面层里分子的分布比较稀疏、分子间呈引力作用，在这个力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，这个力就是表面张力。
液体表面张力与温度有关：温度升高，力减小。
太空中的液体，形状由表面张力决定，由于使液体表面收缩至最小，故呈球状。２）浸润和不浸润现象：
浸润：液体润湿某种固体并附着在固体表面
不浸润：液体不会润湿某种固体、不附着在固体表面
３）毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象。
对于一定液体和一定材质的管壁，管的内径越细，毛细现象越明显。
（１）管的内径越细，液体越高
（２）土壤锄松，破坏毛细管，保存地下水分；压紧土壤，毛细管变细，将水引上来
（3）由于液体浸润管壁，液面边缘部分的表面张力斜向上方，这个力使管中液体向上运动，当管中液体上升到一定高度，液体所受重力与液面边缘所受向上的力平衡，液面稳定在一定高度。
三、液晶
1）液晶具有流动性、光学性质各向异性．
2）有些物质在特定的温度范围内有液晶态，另一些在适当的溶剂中熔解时，在一定的浓度范围具有液晶态。通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态。天然存在的液晶不多，多数液晶为人工合成．
3）向液晶参入少量多色性染料，染料分子会和液晶分子结合而定向排列，从而表现出光学各向异性。当液晶中电场强度不同时，它对不同颜色的光的吸收强度也不一样，这样就能显示各种颜色．
4）在多种人体结构中都发现了液晶结构．
四、饱和汽和饱和汽压
说明：相对湿度的计算不做要求
１）汽化???→→发生的剧烈的汽化现象在液体表面和内部同时
沸腾的汽化现象在任何温度下都能发生只在液体表面进行并且
蒸发 沸腾只在一定温度下才会发生，液体沸腾时的温度叫做沸点（大气压越高时沸点越高） ２）饱和汽与饱和汽压
在密闭容器中的液面上同时进行着两种相反的过程：
一方面液体分子从液面飞出来；
另一方面由于液面上的蒸气分子不停地做无规则的热运动，有的分子撞到液面上又会回到液体中去。随着液体的不断蒸发，液面上气态分子数不断增多，回到液体中的分子数也逐渐增多。最后，当气态分子的密度增大到一定程度时，就会达到这样的状态：在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数，这时气态分子的密度不再增大，液体也不再减少，液体和气体之间达到了平衡状态，蒸发停止。这种平衡叫做动态平衡。
我们把跟液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽，把没有达到饱和状态的汽叫做未饱和汽。在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫做饱和汽压。未饱和汽的压强小于饱和汽压。
饱和汽压
（1）饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分气压，与其他气体的压强无关。 （容器中混合气体的压强等于在同样济度、同样体积条件下混合气体各成分单独存在时的分压强之和--道尔顿分压定律）
（2）饱和汽压与温度和物质种类有关。（在同一温度下，不同液体的饱和气压一般不同，挥发性大的液体饱和气压大；同一种液体的饱和气压随温度的升高而迅速增大。）
[对于某种液体而言单位时间、单位面积（液面）飞出的液体分子数只与温度有关]
（3）将不饱和汽变为饱和汽的方法：
①降低温度②减小液面上方的体积③等待（最终此种液体的蒸气必然处于饱和状态）
3）空气的湿度
（1）空气的绝对湿度：用空气中所含水蒸气的压强P 1来表示的湿度叫做空气的绝对
湿度。
（2）空气的相对湿度：同温度下水的饱和汽压
水蒸气的实际汽压相对湿度=
=P 1/P S
相对湿度更能够描述空气的潮湿程度，影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受。
相对湿度大，人感觉潮湿；人们感到干爽是指相对湿度小。离饱和程度越远，空气相对湿度越小
4）能量交换：蒸发吸热、液化放热、熔化吸热、凝固放热
（某种晶体）熔化热：熔化过程能量与质量之比（不同晶体熔化热不同，非晶体没有确定的熔化热）
汽化热：某种液体汽化成同温度的气体时所需能量和其质量之比。（水的汽化热随温度升高而减小P46图）
液体汽化时体积会增大很多，分子吸收的能量不只是用于挣脱其他分子的束缚，还用于体积膨胀时克服外界气压做功，所以汽化热还与外界气体的压强有关。
第十章热力学定律
一、做功和热传递是改变物体内能的两种方式
1）绝热过程：系统只通过做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热
焦耳的两个实验：
⑴机械能转化为内能：重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升
⑵电能转化为内能：通过电流的热效应给水加热。
2）热传递三种方式：热传导、热对流、热辐射
3）热量和内能
⑴不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量，热量是过程量，对应一个过程。离开了热传递，无法谈热量。不能说“物体温度越高，所含热量越多”。
⑵改变物体内能的两种方式：做功和热传递。
做功是内能与其他形式的能发生转化
热传递是不同物体（或同一物体的不同部分）之间内能的转移
它们改变内能的效果是相同的。
二、热力学第一定律能量守恒定律
1）热力学第一定律：
（1）内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
（2）数学表达式为：ΔU＝W+Q 绝热：Q＝0既不吸热也不放热；
等温：对气体ΔU＝0，如果是气体向真空扩散，W＝0
（3）符号法则：
2）能量守恒定律：
（1）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。这就是能量守恒定律。
（2）第一类永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机。
根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的
三、热力学第二定律
1）可逆与不可逆过程(方向性)
（1）热传导的方向性：热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行，但相反方向却不能自发地进行，即热传导具有方向性，是一个不可逆过程。
（2）说明：
①“自发地”过程就是在不受外来干扰的条件下进行的自然过程。
②热量可以自发地从高温物体传向低温物体，热量却不能自发地从低温物体传向高温物体。
③要将热量从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助”，就是要由外界对其做功才能完成。电冰箱、空调就是例子。
2）热力学第二定律的两种表述
①克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
②开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
但：可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功（但有或产生其它变化或影响）乒乓球浇沸水恢复原状，被压缩的导热气缸恢复原状过程
其它表述：气体向真空的自由膨胀是不可逆的第二类永动机不可能制成
3）热机(机械能能自发的完全转化为内能,但内能不能自发的完全转化为机械能)
①热机是把内能转化为机械能的装置。其原理是热机从热源吸收热量Q
1
，推动活
塞做功W，然后向冷凝器释放热量Q
2
。
②由能量守恒定律可得： Q
1=W+Q
2
③热机效率，用η表示η= W / Q
1
热机做的功和它从热源吸收的热量的比值热机效率不可能达到100%
4）第二类永动机
①设想：只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。
②第二类永动机不可能制成，表示尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化成机械能而不引起其他变化；机械能和内能的转化过程具有方向性。
5）热力学第二定律的微观解释
①热力学第二定律的微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行。（例如：气体向真空中的扩散）
②熵增加原理：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小
（Ω表示宏观状态对应微观状态的数目，熵S=klnΩ即Ω越大熵S也越大，熵S 是系统内分子运动无序性的量度）
一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展。因此热力学第二定律也叫做熵增加原理。
6）热力学第三定律：不可能通过有限的过程把一个物体冷却到绝对零度。热力学第三定律不阻止人们想办法尽可能地接近绝对零度。
四、能源和可持续发展
能量耗散：各种形式的能量最终都向内能转化（自动、全额发生），无序程度较小的状态向无序程度较大的状态转化（熵增加原理）。
能量耗散虽然不会使能的总量不会减少，却会导致能的品质降低（反映自然界宏观过程的方向性），（无法避免）
它实际上将能量从可用的形式降级为不大可用的形式，煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。故能量虽然不会减少但能源会越来越少，所以要节约能源。
三种常规能源是：煤、石油、天然气。石油和煤燃烧产生的二氧化碳增加了大气中的二氧化碳的含量，产生了温室效应，引发了一系列问题，如：两极的冰雪融化，海平面上升，海水倒灌，耕地盐碱化……这些都是自然对人类的报复。还有一些问题，如：煤燃烧时形成的二氧化硫等物质使雨水形成“酸雨”。
开发和利用新能源：新能源主要指太阳能、生物质能、风能、水能、核能等。
太阳能相对人类历史来说：取之不尽、用之不竭，对环境的影响很小，最有前途的领域通过太阳能电池将太阳能直接转换成电能。
生物质能：指绿色植物通过光合作用储存在生物内的太阳能，储存形式是生物分子的化学能。（例如沼气的应用）
概 念 部 分 汇 总 复 习 第一章 热力学的基本规律 1、热力学与统计物理学所研究的对象：由大量微观粒子组成的宏观物质系统 其中所要研究的系统可分为三类 孤立系：与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统； 闭系：与外界有能量交换但没有物质交换的系统； 开系：与外界既有能量交换又有物质交换的系统。 2、热力学系统平衡状态的四种参量：几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。 3、一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相；根据相的数量，可以分为单相系和复相系。 4、热平衡定律(热力学第零定律）：如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡，它们彼此也处在热平衡. 5、符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。 6、范德瓦尔斯方程是考虑了气体分子之间的相互作用力（排斥力和吸引力）,对理想气体状态方程作了修正之后的实际气体的物态方程。 7、准静态过程：过程由无限靠近的平衡态组成，过程进行的每一步，系统都处于平衡态。 8、准静态过程外界对气体所作的功：，外界对气体所作的功是个过程量。 9、绝热过程：系统状态的变化完全是机械作用或电磁作用的结果而没有受到其他影响。绝热过程中内能U 是一个态函数： A B U U W -= 10、热力学第一定律（即能量守恒定律）表述：任何形式的能量，既不能消灭也不能创造，只能从一种形 式转换成另一种形式，在转换过程中能量的总量保持恒定；热力学表达式：Q W U U A B +=-；微分 形式：W Q U d d d += 11、态函数焓H ：pV U H +=，等压过程：V p U H ?+?=?，与热力学第一定律的公式一比较 即得：等压过程系统从外界吸收的热量等于态函数焓的增加量。 12、焦耳定律：气体的内能只是温度的函数，与体积无关，即)(T U U =。 13．定压热容比：p p T H C ??? ????=；定容热容比：V V T U C ??? ????= 公式：nR C C V p =- 14、绝热过程的状态方程： const =γpV ；const =γ TV ； const 1 =-γ γT p 。 15、卡诺循环过程由两个等温过程和两个绝热过程组成。正循环为卡诺热机，效率2 11T T - =η，逆循环 为卡诺制冷机，效率为2 11T T T -= η （只能用于卡诺热机）。 16、热力学第二定律：克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体 而不引起其他变化（表明热传导过程是不可逆的）； 开尔文（汤姆孙）表述：不可能从单一热源吸收热量使之完全变成有用的功而不引起其他变化（表明功变热的过程是不可逆的）； 另一种开氏表述：第二类永动机不可能造成的。 17、无摩擦的准静态过程是可逆过程。 18、卡诺定理：所有工作于两个一定温度T 1与T 2之间的热机，以可逆机的效率为最高。并且所有的可逆机 的效率η都相等21 1T T - =η ，与工作物质无关，只与热源温度有关。 19、热机的效率：1 21Q Q -=η，Q 1为热机从高温热源吸收的热量，Q 2 为热机在低温热源放出的热量。 20、克劳修斯等式与不等式：02 211≤+T Q T Q 。 21、可逆热力学过程0=?T dQ ，不可逆热力学过程0
热学 一、重点概念和规律 1分子运动论的三条基本理论 ⑴物体由大量分子构成 油膜法估算分子直径：S V D = 阿伏加德罗常熟估算分子直径： 固、液分子体积：3366A A N M D D N M v πρπρ=→== D ：m 1010- 气体分子间距：33A A N M D D N M v ρρ=→== D ：m 910- 分子质量：A N M m = kg 27261010---- ⑵分子在永不停息地做无规则运动---热运动 扩散现象：由于分子的无规则运动，相互接触的物体的分子彼此进入对方的现象。温度越高，扩散越快。气体扩散速度＞液体扩散速度＞固体扩散速度。 布朗运动：悬浮在液体中的微小固体颗粒的永不停息的无规则运 动。 原因：液体分子无规则运动，对微小固体颗粒的碰撞不平衡。 决定布朗运动剧烈程度的因素：a ：颗粒越小越剧烈，b ：温度越高越剧烈。 ⑶分子间存在着相互作用力 ①分子间同时存在引力和斥力，都随分子间距离的增大而减小，但斥 机械能 及其转化 定义：机械能是指动能和势能的总和。 转化：动能和势能之间相互转化。 机械能守恒：无阻力，动能和势能之间总量不变。
力减小得快。分子力F 是它们的合力。 当r ＜0r 时 F 表现为斥力 当r ＝0r 时 F=0 当100r ＞r ＞0r 时 F 表现为引力 当r ＞100r 时 F=0 2 物体的内能 ⑴分子热运动的动能：分子由于做无规则运动而具有的动能。 分子热运动的平均动能：n E E ki k ∑ =- ，所有分子热运动的动能的 总和比分子总数。 温度是分子热运动的平均动能的标志。 ⑵分子势能：分子间存在相互作用，由分子间距离决定的能量。 分子力做功和分子势能的关系：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。 分子势能与分子间距离r 的关系： 当r ＞100r 时，p E =0； 当100r ＞r ＞0r 时，r 减小p E 当r ＝0r 时，p E 最小； 当r ＜0r 时，r 减小p E 增大。 ∑+=- pi k E E n U 3气体分子运动特点及内能 r E
《热学》 一、知识网络 分子直径数量级 物质是由大量分子组成的 阿伏加德罗常数 油膜法测分子直径 分子动理论 分子永不停息地做无规则运动 扩散现象 布朗运动 分子间存在相互作用力，分子力的F －r 曲线 分子的动能；与物体动能的区别 物体的内能 分子的势能；分子力做功与分子势能变化的关系；E P －r 曲线 物体的内能；影响因素；与机械能的区别 单晶体——各向异性（热、光、电等） 晶体 多晶体——各向同性（热、光、电等） 有固定的熔、沸点 非晶体——各向同性（热、光、电等）没有固定的熔、沸点 浸润与不浸润现象——毛细现象——举例 饱和汽与饱和汽压 液晶 体积V 气体体积与气体分子体积的关系 温度T （或t ） 热力学温标 分子平均动能的标志 压强的微观解释 压强P 影响压强的因素 求气体压强的方法 改变内能的物理过程 做功 ——内能与其他形式能的相互转化 热传递——物体间（物体各部分间）内能的转移 热力学第一定律 能量转化与守恒 能量守恒定律 热力学第二定律（两种表述）——熵——熵增加原理 能源与环境 常规能源．煤、石油、天然气 新能源．风能、水能、太阳能、核能、地热能、海洋能等 二、考点解析 考点64 物体是由大量分子组成的 阿伏罗德罗常数 要求：Ⅰ 阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1）是联系微观量与宏观量的桥梁。 设分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ；宏观量为．物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ。 分 子 动 理 论 固体 液体 热力 学 气 体 热力学定律
（1）分子质量：A A ==N V N m ρμ （2）分子体积：A A 10PN N V V μ＝＝ （对气体，V 0应为气体分子占据的空间大小） （3）分子直径：○1球体模型．V d N =)2(343A π 303A 6=6=ππV N V d （固体、液体一般用此模 型）○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型）（对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离） （4）分子的数量：A 1A 1A A ====N V V N V M N V N M n ρμρμ固体、液体分子可估算分子质量、 大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。 考点65 用油膜法估测分子的大小（实验、探究） 要求：Ⅰ 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，有下列操作步骤，请补充实验步骤C 的内容及实验步骤E 中的计算式： A ．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，记下滴入1mL 的油酸酒精溶液的滴数N ； B ．将痱子粉末均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面足够大，且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n ； C ．________________________________________________________________________ D ．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长1cm 的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数m （超过半格算一格，小于半格不算） E ．用上述测量的物理量可以估算出单个油酸分子的直径 d = _______________ cm ． 考点66 分子热运动 布朗运动 要求：Ⅰ 1）扩散现象：不同物质彼此进入对方（分子热运动）。温度越高，扩散越快。 扩散现象说明：组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈；分子间有间隙 2）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动！ 布朗运动发生的原因是受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而布朗运动说明了分子在永不停息地做无规则运动． （1）布朗运动不是固体微粒中分子的无规则运动．（2）布朗运动不是液体分子的运动．（3）课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹．（4）微粒越小，温度越高，布朗运动越明显． 3）扩散现象是分子运动的直接证明；布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动 考点67 分子间的作用力 要求：Ⅰ 1）分子间引力和斥力一定同时存在，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化快。 2）实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。随分 子间距离的增大，分子力先变小后变大再变小。（注意：这 是指 r 从小于r 0开始到增大到无穷大）。 3）分子力的表现及变化，对于曲线注意两个距离，即r 0（10 －10m ）与10r 0。①当分子间距离为r 0（约为10－10m ）时，分 子力为零，分子势能最小；②当分子间距离r ＞r 0时，分子 力表现为引力。当分子间距离由r 0增大时，分子力先增大后 减小；③当分子间距离r ＜r 0时，分子力表现为斥力。当分子间距离由r 0减小时，分子力不断增大 考点68 温度和内能 要求：Ⅰ 温度和温标：1）温度：反映物体冷热程度的物理量（是一个宏观统计概念） ，是物体分子平均动能大小的
工程热力学大总结 '
… 第一章基本概念 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。 ) 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 } 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。
原子物理 一、波粒二象性 1、热辐射：一切物体均在向外辐射电磁波。这种辐射与温度有关。故叫热辐射。 特点：1）物体所辐射的电磁波的波长分布情况随温度的不同而不同；即同时辐射各种 波长的电磁波，但某些波长的电磁波辐射强度较强，某些较弱，分布情况与 温度有关。 2）温度一定时，不同物体所辐射的光谱成分不同。 2、黑体：一切物体在热辐射同时，还会吸收并反射一部分外界的电磁波。若某种物体，在热辐射的同时能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体叫做黑体(或绝对黑体)。在自然界中，绝对黑体实际是并不存在的，但有些物体可近似看成黑体，例如，空腔壁上的小孔。 注意，黑体并不一定是黑色的。 热辐射特点 吸收反射特点 一般物体 辐射电磁波的情况与温度，材 料种类及表面状况有关 既吸收，又反射，其能力与材料的种类及入射光波长等因素有关 黑体 辐射电磁波的强度按波长的 分布只与黑体温度有关 完全吸收各种入射电磁波，不反射 黑体辐射的实验规律： 1）温度一定时，黑体辐射的强度，随波长分布有一个极大值。 2）温度升高时，各种波长的辐射强度均增加。 3）温度升高时，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 4、能量子:上述图像在用经典物理学解释时与该图像存在严重的不符（维恩、瑞利的解释）。普朗克认为能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．νεh = )1063.6(34叫普朗克常量s J h ??=?。由量子理论得出的结果与黑体的辐射强度 图像吻合的非常完美，这印证了该理论的正确性。 5光电效应：在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象。发 射出来的电子叫光电子。光电效应由赫兹首先发现。 爱因斯坦指出: ① 光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份能量子叫做一个光子．光子的能量为ε＝h ν，其中h=6.63×10－34 J ·s 叫普朗克常量，ν是光的频率； ② 当光照射到金属表面上时，一个光子会被一个电子吸收，吸收的过程是瞬间的（不超过10-9 s ）。电子在吸收光子之后，其能量变大并向金属外逃逸，从而产生光电效应现象；
知识点热力学与料热力学部分
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热力学与材料热力学部分 热力学：用能量转化和守恒的观点来研究物质热运动的客观规律；以实验事实为基础，总结研究系统状态变化过程中的功能转化和热力学过程的方向性问题。 热力学研究能(energy)和能的转变(transformations)规律 材料研究的每个过程离不开热力学 1、材料服役性能 2、材料制备 3、材料微观组织 材料热力学是热力学基本原理在材料设计、制备与使用过程中的应用。 材料热力学是材料科学的重要基础之一。 材料学的核心问题是求得材料成分－组织结构－各种性能之间的关系。问题的前半部分，即材料成分－组织结构的关系要服从一个基本的科学规则，这个基本规则就是材料热力学。在材料的研究逐渐由“尝试法”走向“定量设计”的今天，材料热力学的学习尤其显得重要。 材料热力学是经典热力学和统计热力学理论在材料研究方面的应用，其目的在与揭示材料中的相和组织的形成规律。固态材料中的熔化与凝固以及各类固态相变、相平衡关系和相平衡成分的确定、结构上的物理和化学有序性以及各类晶体缺陷的形成条件等是其主要研究对象。 现代材料科学发展的主要特征之一是对材料的微观层次认识不断进步。利用场离子显微镜和高分辨电子显微镜把这一认识推进到了纳米和小于纳米的层次，已经可以直接观察到从位错形态直至原子实际排列的微观形态。这些成就可能给人们造成一种误解，以为只有在微观尺度上对材料的直接分析才是深刻把握材料组织结构形成规律的最主要内容和最主要途径；以为对那些熵、焓、自有能、活度等抽象概念不再需要更多的加以注意。其实不然，不仅热力学的主要长处在于它的抽象性和演绎性，而且现代材料科学的每一次进步和发展都一直受到经典热力学和统计热力学的支撑和帮助。材料热力学的形成和发展正是材料科学走向成熟的标志之一。工业技术的进步在拉动材料热力学的发展，而材料热力学的发展又在为下一个技术进步准备基础和条件。 材料热力学是热力学理论在材料研究、材料生产活动中的应用。因此这是一门与实践关系十分密切的科学。学习这门课程，不能满足于理解书中的内容，而应当多进行一些对实际材料问题的分析与计算，开始可以是一些简单的、甚至是别人已经解决的问题，然后由易渐难，循序渐进。通过不断的实际分析与计算，增进对热力学理论的理解，加深对热力学的兴趣，进而有自己的心得和成绩。 热力学最基本概念： 1、焓变 enthalpy
第七章：分子动理论 内容1、物体是由大量分子组成的 内容2、 分子永不停息的做无规则热运动 内容3、分子间同时存在相互作用的引力和斥力 一、物体是由大量分子组成的 阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1：联系微观量与宏观量的桥梁。 微观量: 分子体积v 0、分子直径d 、分子质量m 0 分子总个数N 宏观量: 物质体积v 、摩尔体积V 、物质质量m 、摩尔质量M 物质密度ρ、物质的量n 。 分子质量m 0=摩尔质量M/阿伏加德罗常数N A 即m 0= M/N A 分子质量m 0=物质密度ρ*摩尔体积V/阿伏加德罗常数N A 即m 0= ρV/N A 分子质量数量级10－26kg 分子体积v 0=摩尔体积V/阿伏加德罗常数N A ：v 0=V/N A 分子体积v 0=摩尔质量M/物质密度ρ*阿伏加德罗常数N A 即v 0=M/ρN A （对气体，v 0应为气体分子占据的空间大小）分子直径：（数量级10－10m ） ○1球体模型．V d =3)2(34π （固体、液体一般用此模型） ○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型 固体、液体估算直径也可）（对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离） 分子的数量：N=n N A =m/m 0 =v/v 0 n=m/M n=v/V ( n=ρv/M n=m/ρV ) (*对气体，v 0应理解为气体分子所占空间体积*) 固体、液体分子可估算分子大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子不可估算大小，只能估算分子间平均距离、所占空间体积 油膜法测油酸分子直径 （利用宏观量求微观量） 原理： d= V/S d: 单分子油膜层厚度 v: 1滴油酸酒精溶液中油酸体积=N 滴油酸酒精溶液总体积*浓度/N s:单分子油膜面积(查格数：多于半格算一个格，少于半格不算） 二、 分子永不停息的做无规则热运动 分子永不停息的无规则运动叫热运动------（微观运动） 1、扩散现象：不同物质彼此进入对方。 温度越高，扩散越快。 (扩散现象由于分子热运动引起的，是宏观现象，不是分子的热运动) 应用举例：向半导体材料掺入其它元素 扩散现象不是外界作用引起的，是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动宏观反映 间 接 说 明：分子间有间隙 2、布朗运动：悬浮在液（气）体中的固体小微粒的无规则运动，要用显微镜来观察． 布朗运动发生的原因是固体小微粒受到周围微粒的 液（气）体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而布朗运动说明了（与固体小微粒接触的液体或气体）分子在永不停息地做无规则运动． （1）布朗运动不是固体微粒中分子的无规则运动．
Φ-=B A c t t R 1211k R h h δλ=++传热学与工程热力学的关系： a 工程热力学研究平衡态下热能的性质、热能与机械能及其他形式能量之间相互转换的规律， 传热学研究过程和非平衡态热量传递规律。 b 热力不考虑热量传递过程的时间，而传热学时间是重要参数。 c 传热学以热力学第一定律和第二定律为基础。 传热学研究内容 传热学是研究温差引起的热量传递规律的学科，研究热量传递的机理、规律、计算和测试方法。 热传导 a 必须有温差 b 直接接触 c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量，不发生宏观的相对位移 d 没有能量形式的转化 热对流 a 必须有流体的宏观运动，必须有温差； b 对流换热既有对流，也有导热； c 流体与壁面必须直接接触； d 没有热量形式之间的转化。 热辐射： a 不需要物体直接接触，且在真空中辐射能的传递最有效。 b 在辐射换热过程中，不仅有能量的转换，而且伴随有能量形式的转化。 c ．只要温度大于零就有．．．．．．．．．能量．．辐射。．．． d ．物体的．．．辐射能力与其温度性质．．．．．．．．．．有关。．．． 传热热阻与欧姆定律 在一个串联的热量传递的过程中，如果通过各个环节的热流量相同，则各串联环节的的总热阻等于各串联环节热阻之和（I 总=I1+I2，则R 总=R1+R2） 第二章 温度场：描述了各个时刻．．．．物体内所有各点．．．．的温度分布。 稳态温度场：：稳态工作条件下的温度场，此时物体中个点的温度不随时间而变 非稳态温度场：工作条件变动的温度场，温度分布随时间而变。 等温面：温度场中同一瞬间相同各点连成的面 等温线：在任何一个二维的截面上等温面表现为 肋效率：肋片的实际散热量ф与假设整个肋表面．．．处于肋基温度．．．．时的理想散热量ф0 之比 接触热阻 Rc :壁与壁之间真正完全接触，增加了附加的传递阻力 三类边界条件 第一类：规定了边界上的温度值 第二类：规定了边界上的热流密度值 第三类：规定了边界上物体与周围流体间的表面．．传热系数．．．．h 及周围．．流体的温度．．．．． 。 导热微分方程所依据的基本定理 傅里叶定律和能量守恒定律 傅里叶定律及导热微分方程的适用范围 适用于：热流密度不是很高，过程作用时间足够长，过程发生的空间尺度范围足够大 不适用的：a 当导热物体温度接近0k 时b 当过程作用时间极短时c 当过成发生的空间尺度极小，与微观粒子的平均自由程相接近时
热学复习大纲 等温压缩系数 K^-1 (dV )T V d P 体膨胀系数 P p = -( dV )p p V dT p 压强系数O V =2(业)V p dT =1 ('d L)p 通常 ot v =3。 l dT 热力学第零定律 B 没有接触，它们仍然处于热平衡状态，这种规律被称为热力学第零定律。 1) f 选择某种测温物质，确定它的测温属性; 经验温标三要素: ) 选定固定点; 经验温标：理想气体温标、华氏温标、兰氏温标、摄氏温标 (热力学温标是国际实用温标不是经验温标 理想气体物态方程 p 0V 0 R=-— =8.31J / mol K T 0 ?M = Nm ,M m = N A m k = R 1.3^10^3 J / K n 为单位体积内的数密度 N A N A =6.02 X1023 个 /mol 理想气体微观模型 1分子本身线度比起分子间距小得多而可忽略不计 23 洛喜密脱常数 ：n o = — m A = 2.7Xio 25 m A 22.4X10 距离： 1 1 "3 Q =( 25 )3 m =3.3X10 m 2.7X10 1 1 3 3 3M m 3 二0 r =( --- ) =(—-—)3 =2.4X10 m '4 兀 n '4 兀 PN A 2、 除碰撞一瞬间外，分子间互作用力可忽略不计。分子在两次碰撞之间作自由的匀速直线 运动； 3、 处于平衡态的理想气体，分子之间及分子与器壁间的碰撞是完全弹性碰撞； 4、 分子的运动遵从经典力学的规律 ：在常温下，压强在数个大气压以下的气体，一般都能 很好地满足理 3) 进行分度，即对测温属性随温度的变化关系作出规定。 线膨胀系数a :在不受外界影响的情况下，只要 A 和B 同时与C 处于热平衡，即使 A 和 空/亘量 T pV =\RT =—RT M m p = nkT 标准状态下分子间平均 1 U)3 n o 氢分子半径
初中物理热学知识点总结 1．温度：是指物体的冷热程度。 2．温度计使用：(1)使用前应观察它的量程和最小刻度值；(2)使用时温度计玻璃泡要全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁；(3)待温度计示数稳定后再读数；(4)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计中液柱的上表面相平。 3．固体、液体、气体是物质存在的三种状态。 第二、分子运动论初步知识 1．分子运动论的内容是：（1）物质由分子组成；（2）一切物体的分子都永不停息地做无规则运动。（3）分子间存在相互作用的引力和斥力。 2．扩散：不同物质相互接触，彼此进入对方现象。 3．固体、液体压缩时分子间表现为斥力大于引力。 固体很难拉长是分子间表现为引力大于斥力。 4．内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫内能。。一切物体都有内能。内能单位：焦（内能也称热能） 5．物体的内能与温度有关：物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈，内能就越大。 6．热运动：物体内部大量分子的无规则运动。 7．改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的。 8．物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。 9．物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小。 10．所有能量的单位都是：焦耳。 11．热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫热量。（物体含有多少热量的说法是错误的） 12．比热（c ）：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热。 13．比热是物质的一种属性，它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变，只要物质相同，比热就相同。 14．比热的单位是：焦耳/(千克?℃)，读作：焦耳每千克摄氏度。
概念部分汇总复习 第一章热力学的基本规律 1、热力学与统计物理学所研究的对象：由大量微观粒子组成的宏观物质系统 其中所要研究的系统可分为三类 孤立系：与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统； 闭系：与外界有能量交换但没有物质交换的系统；开系：与外界既有能量交换又有物质交换的系统。 2、热力学系统平衡状态的四种参量：几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。 3、一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相；根据相的数量，可以分为单相系和复相系。 4、热平衡定律（热力学第零定律）：如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡，它们彼此也处在热平衡. 5、符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。 6、范德瓦尔斯方程是考虑了气体分子之间的相互作用力（排斥力和吸引力），对理想气体状态方程作了修正之后的实际气体的物态方程。 7、准静态过程：过程由无限靠近的平衡态组成，过程进行的每一步，系统都处于平衡态。 8准静态过程外界对气体所作的功：dW pdV，外界对气体所作的功是个过程量。 9、绝热过程：系统状态的变化完全是机械作用或电磁作用的结果而没有受到其他影响。绝热过程中内能U 是一个态函数：W =U B _U A 10、热力学第一定律（即能量守恒定律）表述：任何形式的能量，既不能消灭也不能创造，只能从一种形 式转换成另一种形式，在转换过程中能量的总量保持恒定；热力学表达式：U B _U A二W —Q ；微分 形式：dU =dQ dW 11、态函数焓H： H =：U pV，等压过程：. U - p V，与热力学第一定律的公式一比较即得：等压过程系统从外界吸收的热量等于态函数焓的增加量。 12、焦耳定律：气体的内能只是温度的函数，与体积无关，即U =U （T）。 13?疋压热谷比：C p二—；定容热容比：C V公式：C p -C V = nR P W T 丿p ._V p V-4 14、绝热过程的状态方程：pV = con st；TV = con st；———=const。 15、卡诺循环过程由两个等温过程和两个绝热过程组成。正循环为卡诺热机，效率「=1 -卫，逆循环 为卡诺制冷机，效率为—（只能用于卡诺热机） 16、热力学第二定律：克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体 而不引起其他变化（表明热传导过程是不可逆的）； 开尔文（汤姆孙）表述：不可能从单一热源吸收热量使之完全变成有用的功而不引起其他变化（表明功变热的过程是不可逆的）； 另一种开氏表述：第二类永动机不可能造成的。 17、无摩擦的准静态过程是可逆过程。 18、卡诺定理：所有工作于两个一定温度T1与T2之间的热机，以可逆机的效率为最高。并且所有的可逆机的效率都相 等=1-三，与工作物质无关，只与热源温度有关。 T2 19、热机的效率：「二［―Q z Q为热机从高温热源吸收的热量，Q为热机在低温热源放出的热量。 Q1 20、克劳修斯等式与不等式：Q Qz _ 0。 T1 T z 21、可逆热力学过程I dQ = o，不可逆热力学过程dQ ::: o。 L T L T 22、热力学基本方程：dU二TdS-pdV。 23、熵函数是一个广延量，具有可加性；对于可逆过程，熵S是一个态函数，积分与路径无关；对于绝热
热学复习大纲 α αααβ3 )(1 )(1 )(1 )(1 ====- =V p V V p p T T dT dl l dT dp p dT dV V dP dV V K 通常线膨胀系数压强系数体膨胀系数等温压缩系数 热力学第零定律:在不受外界影响的情况下，只要A 和B 同时与C 处于热平衡，即使A 和B 没有接触，它们仍然处于热平衡状态，这种规律被称为热力学第零定律。 为单位体积内的数密度恒量理想气体物态方程 n K J N R k m N M Nm M K mol J T V p R nkT p RT M M RT pV T pV A A m m /1038.1,/31.823000-?===?==???? ? ???? ====νmol N A /1002.623个?= 理想气体微观模型 1、分子本身线度比起分子间距小得多而可忽略不计 m N M n r m m n L m m n A m 10313 1 931 25 31 03 253 3 230104.2)43()43(103.3)107.21()1(:107.210 4.221002.6:-----?===?=?==?=??=πρπ氢分子半径距离标准状态下分子间平均洛喜密脱常数 2、除碰撞一瞬间外，分子间互作用力可忽略不计。分子在两次碰撞之间作自由的匀速直线 运动； 3、处于平衡态的理想气体，分子之间及分子与器壁间的碰撞是完全弹性碰撞； 4、分子的运动遵从经典力学的规律:在常温下，压强在数个大气压以下的气体，一般都能很好地满足理想气体方程。 处于平衡态的气体均具有分子混沌性 单位时间内碰在单位面积器壁上的平均分子数
选修3-3热学知识点归纳 一、分子运动论 1. 物质是由大量分子组成的 （1）分子体积 分子体积很小，它的直径数量级是 （2）分子质量 分子质量很小，一般分子质量的数量级是 （3）阿伏伽德罗常数（宏观世界与微观世界的桥梁） 1摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值： 设微观量为：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ； 宏观量为：物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ． 分子质量： 分子体积: （对气体，V 0应为气体分子平均占据的空间大小） 分子直径: 球体模型: V d N =3A )2(34π 303 A 6=6=ππV N V d （固体、液体一般用此模型） 立方体模型:30=V d （气体一般用此模型）（对气体，d 理解为相邻分子间的平均距离） 分子的数量．A 1 A 1A A N V V N V M N V N M n ====ρμρμ 2. 分子永不停息地做无规则热运动 （1）分子永不停息做无规则热运动的实验事实：扩散现象和布郎运动。 （2）布朗运动 布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动。布朗运动不是分子本身的 运动，但它间接地反映了液体（气体）分子的无规则运动。 （3）实验中画出的布朗运动路线的折线，不是微粒运动的真实轨迹。 因为图中的每一段折线，是每隔30s 时间观察到的微粒位置的连线，就是在这短短的30s 内，小颗粒的运动也是极不规则的。 （4）布朗运动产生的原因 大量液体分子（或气体）永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。简言之：液体（或气体）分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。 （5）影响布朗运动激烈程度的因素
高中物理知识点总结热 力学基础 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
一.教学内容：热力学基础（一）改变物体内能的两种方式：做功和热传递 1. 做功：其他形式的能与内能之间相互转化的过程，内能改变了多少用做功的数值来量度，外力对物体做功，内能增加，物体克服外力做功，内能减少。 2. 热传递：它是物体间内能转移的过程，内能改变了多少用传递的热量的数值来量度，物体吸收热量，物体的内能增加，放出热量，物体的内能减少，热传递的方式有：传导、对流、辐射，热传递的条件是物体间有温度差。 （二）热力学第一定律 1. 内容：物体内能的增量等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q 的总和。 2. 表达式：。 3. 符号法则：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值，吸收热量Q 取正值，物体放出热量Q取负值；物体内能增加取正值，物体内能减少取负值。 （三）能的转化和守恒定律 能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体。在转化和转移的过程中，能的总量不变，这就是能量守恒定律。 （四）热力学第二定律 两种表述：（1）不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。 （2）不可能从单一热源吸收热量，并把它全部用来做功，而不引起其他变化。
热力学第二定律揭示了涉及热现象的宏观过程都有方向性。 （3）热力学第二定律的微观实质是：与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的。 （4）熵是用来描述物体的无序程度的物理量。物体内部分子热运动无序程度越高，物体的熵就越大。 （五）说明的问题 1. 第一类永动机是永远无法实现的，它违背了能的转化和守恒定律。 2. 第二类永动机也是无法实现的，它虽然不违背能的转化和守恒定律，但却违背了热力学第二定律。 （六）能源和可持续发展 1. 能量与环境 （1）温室效应：化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳，使大气中二氧化碳的含量大量提高，导致“温室效应”，使得地面温度上升，两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海地区等不良影响。 （2）酸雨污染：排放到大气中的大量二氧化硫和氮氧化物等在降水过程中溶入雨水，使其形成酸雨，酸雨进入地表、江河、破坏土壤，影响农作物生长，使生物死亡，破坏生态平衡，同时腐蚀建筑结构、工业装备、动力和通讯设备等，还直接危害人类健康。 2. 能量耗散和能量降退 （1）能量耗散：在能量转化过程中，一部分机械能转变成内能，而这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用，这种现象叫做能量的耗散。
高中物理热学知识点梳理 一、分子动理论、能量守恒定律 1.阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023/mol；分子直径数量级10-10米 2.油膜法测分子直径d＝V S ｛V:单分子油膜的体积(m3)，S:油膜表面积(m2)｝ 3.分子动理论内容：物质是由大量分子组成的；大量分子做无规则的热运动；分子间存在相互作用力。 4.分子间的引力和斥力(1)r
有机化学 一．有机化合物的命名 1. 能够用系统命名法命名各种类型化合物： 包括烷烃，烯烃，炔烃，烯炔，脂环烃（单环脂环烃和多环置换脂环烃中的螺环烃和桥环烃），芳烃，醇，酚，醚，醛，酮，羧酸，羧酸衍生物（酰卤，酸酐，酯，酰胺），多官能团化合物（官能团优先顺序：－COOH ＞－SO3H ＞－COOR ＞－COX ＞－CN ＞－CHO ＞>C ＝O ＞－OH(醇)＞－OH(酚)＞－SH ＞－NH2＞－OR ＞C ＝C ＞－C ≡C －＞(－R ＞－X ＞－NO2)，并能够判断出Z/E 构型和R/S 构型。 2. 根据化合物的系统命名，写出相应的结构式或立体结构式（伞形式，锯架式，纽曼投影式，Fischer 投影式）。 立体结构的表示方法： 1 ）伞形式：COOH OH 3 2）锯架式：CH 3 OH H H OH 2H 5 3） 纽曼投影式： 4）菲舍尔投影式：COOH 3 OH H 5）构象(conformation) (1) 乙烷构象：最稳定构象是交叉式，最不稳定构象是重叠式。 (2) 正丁烷构象：最稳定构象是对位交叉式，最不稳定构象是全重叠式。 (3) 环己烷构象：最稳定构象是椅式构象。一取代环己烷最稳定构象是e 取代的椅 式构象。多取代环己烷最稳定构象是e 取代最多或大基团处于e 键上的椅式构象。 立体结构的标记方法 1. Z/E 标记法：在表示烯烃的构型时，如果在次序规则中两个优先的基团在同一 侧，为Z 构型，在相反侧，为E 构型。 CH 3 C C H C 2H 5CH 3C C H 2H 5Cl (Z)－3－氯－2－戊烯 (E)－3－氯－2－戊烯 2、 顺/反标记法：在标记烯烃和脂环烃的构型时，如果两个相同的基团在同一侧， 则为顺式；在相反侧，则为反式。 CH 3C C H CH 3H CH 3C C H H CH 3顺－2－丁烯 反－2－丁烯3 3 3顺－1,4－二甲基环己烷反－1,4－二甲基环己烷
第七章：分子动理论 容1、物体是由大量分子组成的 容2、 分子永不停息的做无规则热运动 容3、分子间同时存在相互作用的引力和斥力 一、物体是由大量分子组成的 阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1：联系微观量与宏观量的桥梁。 微观量: 分子体积v 0、分子直径d 、分子质量m 0 分子总个数N 宏观量: 物质体积v 、摩尔体积V 、物质质量m 、摩尔质量M 物质密度ρ、物质的量n 。 分子质量m 0=摩尔质量M/阿伏加德罗常数N A 即m 0= M/N A 分子质量m 0=物质密度ρ*摩尔体积V/阿伏加德罗常数N A 即m 0= ρV/N A 分子质量数量级10－26kg 分子体积v 0=摩尔体积V/阿伏加德罗常数N A ：v 0=V/N A 分子体积v 0=摩尔质量M/物质密度ρ*阿伏加德罗常数N A 即v 0=M/ρN A （对气体，v 0应为气体分子占据的空间大小）分子直径：（数量级10－10m ） ○1球体模型．V d =3)2 (34π （固体、液体一般用此模型） ○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型 固体、液体估算直径也可）（对气体， d 应理解为相邻分子间的平均距离） 分子的数量：N=n N A =m/m 0 =v/v 0 n=m/M n=v/V ( n=ρv/M n=m/ρV ) (*对气体，v 0应理解为气体分子所占空间体积*) 固体、液体分子可估算分子大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子不可估算大小，只能估算分子间平均距离、所占空间体积 油膜法测油酸分子直径 （利用宏观量求微观量） 原理： d= V/S
d: 单分子油膜层厚度 v: 1滴油酸酒精溶液中油酸体积=N滴油酸酒精溶液总体积*浓度/N s:单分子油膜面积(查格数：多于半格算一个格，少于半格不算） 二、分子永不停息的做无规则热运动 分子永不停息的无规则运动叫热运动------（微观运动） 1、扩散现象：不同物质彼此进入对方。温度越高，扩散越快。 (扩散现象由于分子热运动引起的，是宏观现象，不是分子的热运动) 应用举例：向半导体材料掺入其它元素 扩散现象不是外界作用引起的，是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动宏观反映 间接说明：分子间有间隙 2、布朗运动：悬浮在液（气）体中的固体小微粒的无规则运动，要用显微镜来观察．布朗运动发生的原因是固体小微粒受到周围微粒的 液（气）体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而布朗运动说明了（与固体小微粒接触的液体或气体）分子在永不停息地做无规则运动． （1）布朗运动不是固体微粒中分子的无规则运动． （2）布朗运动不是液体分子的运动． （3）课本中所示的是固体小微粒不同时刻位置连线，不是运动轨迹． （4）微粒越小不平衡性越明显，温度越高，布朗运动越明显． 注意：房间里一缕下的灰尘的运动不是布朗运动．热水里的椒粉的运动是由于对流引起的（眼睛能看到）不是布朗运动。 3）扩散现象是分子运动的直接证明但不是分子的热运动；布朗运动间接证明了液体或气体分子的无规则运动 三、分子间的作用力 分子间存在相互作用的引力和斥力 分子间有空隙：酒精和水混合体积变小说明分子间有空隙 但固体液体很难被压缩，说明有斥力，很难被拉伸，说明有引力
物理初三热学知识点总结 1.温度、温度计 --温度：物体的冷热程度 --测量温度的工具——温度计 ℃：摄氏度（冰水混合物的温度规定为0℃，沸水的温度规定为100℃，100等分后每一份为1℃） ℉：华氏度 注意：在做“读出温度计示数”题时应看好温度数值增加是向上还是向下，上则为正度数，下则为负度数 2.熔化&凝固、汽化&液化、升华&凝华 --基本概念 固→液熔化吸热液→气汽化吸热固→气升华吸热 液→固凝固放热气→液液化放热气→固凝华放热 --重要知识点 熔化&凝固：晶体有固定的熔点（凝固点），非晶体没有固定的熔点（凝固点）。 不同的晶体，熔点（凝固点）一般不同。 影响液体蒸发快慢的因素有：①液体温度的高低；②液体表面积的大小；③液体表面空气流动的快慢。 海拔高，气压低，沸点低；海拔低，气压高，沸点高。 液化的两种方法：降低温度&压缩体积。 蒸发的两个条件：温度达到沸点&持续吸热。 蒸发吸热，有致冷作用。 -- 3.分子动理论&内能 --基本概念 分子动理论：①物质是由分子构成的；
②分子在永不停息做无规则运动； ③分子之间有着相互作用的引力与斥力。 （实例：两物体吸在一起拆不开，错例：挂钩吸在墙壁上——压强） 扩散现象：①扩散现象说明了分子在永不停息做无规则运动； ②温度越高，分子运动得越快（剧烈），扩散现象进行越快。 内能：①物体所有分子所具有的分子动能和分子势能的总和； ②改变物体内能的两种方法：做功和热传递。 ③内能改变的两种宏观表现：温度、物态 --易错点 1.物体吸收热量，内能不一定增加（同时对外做功） 2.外界对物体做功，内能不一定增加（同时吸收热量） 3.内能增加，温度不一定上升（晶体熔化时） 4.水达到沸点后，内能增加，温度不再上升 5.做功和热传递改变内能是等效的 6.热传递的实质：内能的转移；做功的实质：能量的转化 4.热量&比热容、燃料&热机 --热量 在热传递的过程中，传递能量的多少，叫热量（热传递时内能变化的量度）。单位焦耳（J） --比热容 单位质量的某种物质，温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量，叫做这种物质的比热容。 公式：Q=cm?t 单位：J/（kg·℃） 比热容是物质的一种特性，同一种物质比热容一般不变，不同物质比热容一般不同。（注：①Q=cm?t中，任意一个量和Q为定值时，其他两个量成反比；②通常情况下水的比热容要比大多物质要大。） --燃料、热机 热值：1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做燃料的热值。 热机：把内能转化为机械能的机器。分为蒸汽机、内燃机（汽油、柴油）、喷气式发动机。汽油机四冲程：吸气（汽油和空气）、压缩（机械→内）、做功（内→机械）、排气 热机效率：转化为机械能的内能÷总内能×100%