7分子动理论 气体及热力学定律
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大学物理第六版第七章气体动理论基础总结
1. 气体分子模型:气体由大量无限小的分子组成,分子之间几乎没有相互作用,分子运动是无规则的。
2. 气体分子的运动:气体分子具有随机热运动,并遵循牛顿力学定律。
分子的速度和方向是随机的。
3. 气体的压强:气体分子与容器壁的碰撞会产生压强。
气体的压强与分子的速度、分子间平均自由程、分子总数等因素有关。
4. 理想气体状态方程:理想气体状态方程描述了气体的状态。
PV = nRT,其中P为气体压强,V为体积,n为物质的量,R为气体常数,T为温度。
5. 分子平均动能:气体分子的平均动能与气体的温度成正比。
分子平均动能与分子质量无关。
6. 温度和热力学温度:温度是描述物体热平衡状态的物理量。
热力学温度是温度的定量度量,它与分子平均动能的平方成正比。
7. 气体分子的速率分布:气体分子的速率分布服从麦克斯韦-波尔兹曼分布。
分子速率分布与温度相关,高温下分子速率分布图会变得更加平坦。
总结起来,第七章主要介绍了气体动理论的基本概念和定律,包括气体分子的运动、气体压强、气体状态方程、分子平均动能、温度和速率分布等内容。
高考物理选修3-3公式
对于涉及气体实验定律的问题,以下是一些与分子动理论、气体实验定律、固体和液体、热力学定律相关的常用公式:
1. 玻意耳-马略特定律(理想气体状态方程):
PV = nRT
其中,P 是气体的压强,V 是气体的体积,n 是气体的物质量(摩尔数),R 是气体常数,T 是气体的绝对温度。
2. 查理定律(等压定律):
V₁/T₁ = V₂/T₂
在恒定压力下,气体的体积与绝对温度成正比关系。
3. 盖吕落差定律(等体定律):
P₁/T₁ = P₂/T₂
在恒定体积下,气体的压强与绝对温度成正比关系。
4. 法尔查多定律(等物质量定律):
V₁/n₁ = V₂/n₂
在恒定物质量下,气体的体积与摩尔数成正比关系。
5. 熵变公式:
ΔS = Q/T
其中,ΔS 是系统的熵变,Q 是系统吸收或放出的热量,T 是系统的绝对温度。
6. 热力学第一定律(能量守恒定律):
ΔU = Q - W
其中,ΔU 是系统内能的变化,Q 是系统吸收的热量,W 是系统对外界做的功。
这些公式是在研究气体实验定律、分子动理论和热力学过程时经常使用的,它们可以用来描述气体的性质、行为以及能量转化等方面的问题。
请根据具体题目要求选择适当的公式进行运用,并确保对这些公式有深入的理解和熟练的应用。
【分子动理论 气体与热力学定律】专题讲练一、考纲要求六.分子动理论、热和功、气体热学局部在高考理综中仅仅以一道选择题的形式出现,分值:6分。
知识要点是分子动理论、内能、热力学三定律及能量守恒定律和气体的性质。
二、典例分类评析1、分子的两种模型及宏观量、微观量的计算〔1〕分子的两种模型①球体模型:常用于固体、液体分子。
V=1/6πd 3②立方体模型:常用于气体分子。
V=d3 〔2〕宏观量、微观量的计算在此所指的微观量为:分子体积0V ,分子的直径d ,分子的质量0m .宏观物理量为:物质的体积V 、摩尔体积mol V 、物质的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度ρ。
阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。
由宏观量去计算微观量,或由微观量去计算宏观量,都要通过阿伏加德罗常数建立联系.所以说阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁.①计算分子的质量:0mol A AV M m N N ρ== ②计算分子的体积:0mol A A V M V N N ρ==,进而还可以估算分子的直径(线度) d ,把分子看成小球,由30432d V π⎛⎫= ⎪⎝⎭,得d =〔注意:此式子对固体、液体成立〕 ③计算物质所含的分子数:A A A mol m V V n N N N M V Mρ===. 例1、以下可算出阿伏加德罗常数的一组数据是 〔 〕A .水的密度和水的摩尔质量B .水的摩尔质量和水分子的体积C .水分子的体积和水分子的质量D .水分子的质量和水的摩尔质量例2、只要知道以下哪一组物理量,就可以估算出气体中分子间的平均距离 〔 〕A.阿伏加德罗常数,气体摩尔质量和质量B .阿伏加德罗常数,气体摩尔质量和密度C .阿伏加德罗常数,气体质量和体积D .该气体的密度、体积和摩尔质量例3、某固体物质的摩尔质量为M ,密度为ρ,阿伏加德罗常数为A N ,那么每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是 〔 〕A .A N M 、A N M ρB .A M N 、A MN ρC .A N M 、 A M N ρD .A M N 、 A N Mρ 例4、假设以 μ表示水的,υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积, ρ为表示在标准状态下水蒸气的密度,N A 为阿伏加德罗常数,m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积,下面是四个关系式中正确的选项是 〔 〕A . N A = ─── υρ mB .ρ = ─── μA N ΔC . m = ─── μA ND .Δ= ─── υAN 例5、地球半径约为6.4×106 m ,空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球外表大气在标准状况下的体积为 〔 〕A.4×1016 m 3B.4×1018 m 3C. 4×1030 m 3D. 4×1022 m 32、分子热运动和布朗运动(1)布朗运动①布朗运动是指悬浮小颗粒的运动,布朗运动不是一个单一的分子的运动——单个分子是看不见的,悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子,形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体、气体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡,因此,布朗运动不是分子运动,但它间接证明了周围液体、气体分子在永不停息地做无规那么运动,②布朗运动与扩散现象是不同的现象.布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规那么运动.其运动的剧烈程度与微粒的大小和液体的温度有关.扩散现象是两种不同物质在接触时,没有受到外力影响。
分子动理论的基本内容
分子动理论是研究物质微观结构和宏观性质之间关系的理论,它是热力学和统计物理学的基础,对于理解物质的热力学性质和运动规律具有重要意义。
分子动理论的基本内容包括分子的运动状态、分子间的相互作用以及与宏观性质的关联等方面。
首先,我们来看分子的运动状态。
根据分子动理论,分子具有三种基本的运动状态,即平动、转动和振动。
平动是指分子沿各个方向做直线运动,转动是指分子围绕自身中心进行旋转运动,振动是指分子内部原子相对位置的周期性变化。
这些运动状态决定了物质的宏观性质,如固体、液体和气体的状态。
其次,分子间的相互作用也是分子动理论的重要内容。
分子之间存在各种相互作用力,包括范德华力、静电力、共价键和离子键等。
这些相互作用力决定了物质的热力学性质,如融化点、沸点、热容等。
此外,分子间的相互作用还决定了物质的化学性质,如溶解度、反应活性等。
最后,分子动理论还涉及到分子与宏观性质之间的关联。
根据分子动理论,宏观性质可以通过分子的平均运动状态来描述,如温度可以看作是分子平均动能的度量,压强可以看作是分子对容器壁的撞击力。
因此,分子动理论为我们提供了一种从微观角度理解宏观性质的方法,为热力学和统计物理学的发展提供了重要的理论基础。
总之,分子动理论是研究物质微观结构和宏观性质之间关系的重要理论,它涉及到分子的运动状态、分子间的相互作用以及与宏观性质的关联。
通过深入理解分子动理论的基本内容,我们可以更好地理解物质的性质和行为,为科学研究和工程实践提供理论指导。
【高中物理】分子动理论热功气知识点【高中物理】分子动理论、热、功、气知识点1.分子动理论(1)物质就是由大量分子共同组成的分子直径的数量级通常就是10-10m。
(2)分子永不停息地做无规则热运动。
①蔓延现象:相同的物质互相碰触时,可以彼此步入对方中回去。
温度越高,蔓延越慢。
②布朗运动:在显微镜下看见的漂浮在液体(或气体)中微小颗粒的无规则运动,就是液体分子对微小颗粒喷发促进作用的不能均衡导致的,就是液体分子永不停歇地无规则运动的宏观充分反映。
颗粒越大,布朗运动越显著;温度越高,布朗运动越显著。
(3)分子间存在着相互作用力分子间同时存有着引力和排斥力,引力和排斥力都随其分子间距离减小而增大,但排斥力的变化比引力的变化慢,实际整体表现出的就是引力和排斥力的合力。
2.物体的内能(1)分子动能:搞冷运动的分子具备动能,在热现象的研究中,单个分子的动能就是并无研究意义的,关键的就是分子热运动的平均值动能。
温度就是物体分子热运动的平均值动能的标志。
(2)分子势能:分子间具有由它们的相对位置影响的势能,叫做分子势能。
分子势能随着物体的体积变化而变化。
分子间的作用表现为引力时,分子势能随着分子间的距离增大而增大。
分子间的作用表现为斥力时,分子势能随着分子间距离增大而减小。
对实际气体来说,体积增大,分子势能增加;体积缩小,分子势能减小。
(3)物体的内能:物体里所有的分子的动能和势能的总和叫作物体的内能。
任何物体都存有内能,物体的内能跟物体的温度和体积有关。
(4)物体的内能和机械能有着本质的区别。
物体具有内能的同时可以具有机械能,也可以不具有机械能。
3.发生改变内能的两种方式(1)做功:其本质是其他形式的能和内能之间的相互转化。
(2)热传递:其本质是物体间内能的转移。
(3)作功和热传递在发生改变物体的内能上就是耦合的,但存有本质的区别。
4.能量转化和守恒定律5.热力学第一定律(1)内容:物体内能的增量(δu)等于外界对物体做的功(w)和物体吸收的热量(q)的总和。