高中物理概念热力学
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高中物理热力学问题中的焓和熵的概念及计算热力学是物理学中的一个重要分支,它研究的是物质的热现象和能量转化。
在高中物理课程中,热力学是一个重要的内容,其中焓和熵是两个基本概念。
本文将重点介绍焓和熵的概念及计算方法,并通过具体题目的分析和解答来帮助高中学生更好地理解和应用这些概念。
一、焓的概念及计算焓是热力学中的一个重要物理量,它表示系统在恒压条件下的内能和对外做功的总和。
在化学反应和热力学过程中,焓的变化可以帮助我们判断反应的放热或吸热性质。
焓的计算公式为:H = U + PV其中,H表示焓,U表示内能,P表示压强,V表示体积。
焓的单位是焦耳(J)。
例如,某个系统的内能为1000J,压强为2Pa,体积为0.5m³。
那么这个系统的焓为多少?根据焓的计算公式,我们可以得到:H = U + PV = 1000J + 2Pa × 0.5m³ = 1000J+ 1J = 1001J因此,这个系统的焓为1001焦耳。
二、熵的概念及计算熵是热力学中描述系统无序程度的物理量,也是一个衡量系统混乱程度的指标。
熵的增加表示系统的无序程度增加,熵的减少表示系统的有序程度增加。
熵的计算公式为:ΔS = Q/T其中,ΔS表示熵的变化量,Q表示系统吸收或释放的热量,T表示温度。
熵的单位是焦耳/开尔文(J/K)。
例如,某个系统吸收了500J的热量,温度为300K。
那么这个系统的熵变是多少?根据熵的计算公式,我们可以得到:ΔS = Q/T = 500J / 300K = 1.67 J/K因此,这个系统的熵变为1.67焦耳/开尔文。
三、题目分析与解答下面我们通过具体的题目来进一步说明焓和熵的应用。
题目一:某个物体的焓变为300J,压强为1Pa,体积为0.2m³。
求该物体的内能变化量。
解答:根据焓的计算公式,我们可以得到:H = U + PV将已知数据代入公式,可得:300J = U + 1Pa × 0.2m³解方程,可得:U = 300J - 0.2J = 299.8J因此,该物体的内能变化量为299.8焦耳。
物理知识点高中归纳总结一、热力学1. 温度、热能和热量2. 热传导、热对流和热辐射3. 热力学定律4. 理想气体状态方程5. 热效率和热功二、力学1. 运动学- 位移、速度和加速度- 匀速直线运动和变速直线运动- 圆周运动- 向心加速度和向心力2. 力学基本定律- 牛顿三定律- 惯性和惯性力- 弹性力、摩擦力和张力3. 动能和势能- 机械能守恒定律- 动能和势能的转化4. 力的合成和分解- 力的平衡- 多个力的合力和分解5. 粒子的平衡- 平衡条件- 平衡力和平衡条件6. 圆周运动- 圆周运动的基本概念- 向心加速度和向心力的关系 - 圆周运动的动能和势能三、波动1. 波的传播- 机械波和电磁波- 波的传播方向和方式- 波的叠加原理2. 声波- 声波的产生和传播- 声波的频率、波长和速度 - 声波的强度和声级- 多普勒效应3. 光波- 光波的产生和传播- 光的直线传播和光的反射 - 光的折射和光的色散- 光的干涉和衍射四、电磁学1. 静电场- 电荷和电场- 电场强度和电势- 高斯定理- 电场中的电势能和电势差2. 电流和电路- 电流和电流密度- 电阻和电阻率- 串联和并联电路- 电功和电功率3. 磁场- 磁场和磁力线- 磁感应强度和磁通量- 洛伦兹力和安培环路定理 - 磁场的能量和磁场的磁化4. 电磁感应- 法拉第电磁感应定律- 汤姆孙电磁感应定律- 自感和互感- 交流电和直流电五、光学1. 光的反射- 镜面反射和平面镜成像- 曲面镜成像和光的像位置 - 光的成像公式2. 光的折射- 斯涅尔定律和正弦近似定律 - 牛顿环和光的全反射- 折射率和光的色散3. 光的波动性- 单缝衍射和双缝干涉- 光的波长和干涉条纹- 光的偏振和光的衍射综上所述,高中物理知识点主要包括热力学、力学、波动、电磁学和光学五个方面。
学生在学习物理知识时,需要掌握这些基本概念和原理,并且能够进行相关的计算和实验操作。
通过学习物理知识,可以帮助学生更好地理解自然界的运行规律,培养科学思维和实践能力。
高中物理热力学问题中的热容和热功的计算方法热力学是物理学中的一个重要分支,研究物质在热平衡状态下的性质和相互关系。
在高中物理中,热力学是一个重要的考点,其中热容和热功的计算方法是学生们经常遇到的难点。
本文将详细介绍热容和热功的计算方法,并通过具体题目举例,帮助读者更好地理解和应用这些知识。
一、热容的计算方法热容是物质吸收或释放单位温度变化时所吸收或释放的热量。
具体计算方法如下:1. 对于固体和液体物质,热容可以通过以下公式计算:Q = mcΔT其中,Q是物质吸收或释放的热量,m是物质的质量,c是物质的比热容,ΔT是温度变化。
2. 对于气体物质,热容的计算方法略有不同。
在等压条件下,热容可以通过以下公式计算:Q = nCpΔT其中,Q是物质吸收或释放的热量,n是物质的摩尔数,Cp是物质的摩尔热容,ΔT是温度变化。
举例说明:假设有一块质量为0.5kg的铁块,其初始温度为20℃,加热后的最终温度为80℃。
已知铁的比热容为450J/(kg·℃),求铁块吸收的热量。
解析:根据热容的计算方法,可以使用公式Q = mcΔT来计算。
代入已知条件,得到:Q = 0.5kg × 450J/(kg·℃) × (80℃ - 20℃) = 13500J因此,铁块吸收的热量为13500J。
二、热功的计算方法热功是物质通过热量传递做的功。
具体计算方法如下:1. 对于等容过程,热功可以通过以下公式计算:W = 02. 对于等压过程,热功可以通过以下公式计算:W = PΔV其中,W是热功,P是压强,ΔV是体积变化。
3. 对于绝热过程,热功可以通过以下公式计算:W = Q其中,W是热功,Q是吸收或释放的热量。
举例说明:假设有一摩尔的理想气体,初始体积为V1,初始压强为P1,最终体积为V2,最终压强为P2。
已知该过程是等压过程,求气体所做的热功。
解析:根据热功的计算方法,可以使用公式W = PΔV来计算。
高中物理知识点总结:热学和热力学第一定律高中物理知识点总结:热学和热力学第一定律知识要点物质是由大量分子组成的;分子都在永不停息的做无规则热运动;分子间存在着相互作用力。
(1)分子动能:做热运动的分子具有动能,在热现象的研究中,单个分子的动能是无研究意义的,重要的是分子热运动的平均动能。
(2)分子势能:分子间具有由它们的相对位置决定的势能,叫做分子势能。
分子势能随着物体的体积的变化而变化。
*理想气体无分子势能,所以一定质量的理想气体,内能只跟温度有关,物体的内能和机械能有着本质的区别,物体的内能指物体内分子热运动的能量,而机械能是物体做机械运动所具有的能量。
(1)做功和热传递都能改变物体的内能。
对外界做了多少功,物体的内能就减少多少,外界对物体做了多少功,物体的内能就增加多少。
(2)热力学第一定律即即内能增加,内能减少外界对物体做功,物体对外界做功物体吸热,*功不是能量的一种形式,而是能量转化多少的量度,功和能不能相互转化,热量也不是能量的一种形式,而是内能转化多少的量度。
(1)描述气体状态的物理量(状态参量)②体积:气体分子所占据的空间,也就是气体所充满的容器的容积。
*数值上等于单位时间内器壁单位面积上受到气体分子的总冲量b.决定因素:一定气体的压强的大小,微观上决定于分子运动速度和分子密度。
宏观上决定于气体的温度T,体积V。
因密闭容器中的气体密度一般很小,由气体自身重力产生的压强极小,可忽略不计,所以气体压强由气体分子碰撞器壁产生,气体对上下左右器壁的压强都是大小相等的。
5.气体分子动理论(2)决定气体压强的两个因素:分子的平均速率(温度)和单位体积内分子个数。
温度越高,单位体积内的分子个数越多,气体的压强就越大。
实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法来估测分子的大小四.规律和技巧2.对能量守恒定律的理解:能量守恒定律是自然界中的最基本规律,任何自然现象都遵守能量守恒定律是没有条件的。
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。
热力学与热平衡热力学是研究物体热现象与能量转化规律的科学,它与自然界中的热平衡密切相关。
热平衡是指当物体间无能量交换或能量交换达到平衡时,物体间的温度保持恒定的状态。
本文将从热力学的概念、热力学定律以及热平衡的含义和应用等方面进行论述。
一、热力学概述热力学是研究热现象与能量转化规律的一门学科,它研究物质的热力现象、热力平衡以及能量转化等规律。
热力学是一门极其重要的学科,对于了解自然界中的能量变换和守恒至关重要。
二、热力学定律热力学定律是热力学研究中的基础定律,它们对于分析热平衡状态以及能量转化具有重要的指导意义。
热力学定律主要包括以下几条:1. 热力学第一定律:能量守恒定律热力学第一定律表明能量在物体间的转换是按照一定的规律进行的。
能量可以从一个物体转移到另一个物体,但总能量守恒。
这个定律在能量转移与热平衡中起着重要的作用。
2. 热力学第二定律:熵增定律热力学第二定律是热力学中一个重要的定律,也称为熵增定律。
它说明自然界中的某些现象是不可逆的,系统的熵会不断增加。
熵是系统无序程度的度量,热力学第二定律对于研究能量转化的方向和过程具有重要的指导作用。
三、热平衡的含义和应用热平衡是指物体间无能量交换或能量交换达到平衡时,物体间的温度保持恒定的状态。
热平衡是热力学的重要概念,它在科学研究和实际应用中有着广泛的应用。
热平衡的含义:在一个封闭系统中,当物体间无能量交换或能量交换达到平衡时,物体间的温度保持恒定,称为热平衡。
在热平衡状态下,物体内部的能量转换和交换均达到平衡状态。
热平衡的应用:1. 热力学实验设计在进行热力学实验时,热平衡是一个重要的考虑因素。
为了确保实验的准确性和可重复性,需要将系统中各个物体达到热平衡状态,以消除外界干扰和温度梯度对实验结果的影响。
2. 工业生产与能源利用在工业生产和能源利用过程中,热平衡的控制对于提高能量利用效率和降低能量损失具有重要意义。
通过优化热平衡状态,可以减少系统的能量损耗,提高生产效率。
高中物理公式及知识点汇总-热学高中物理中,热学是一个重要的领域,涉及到热传导、热膨胀、热力学等内容。
下面我将为大家整理出一些常见的物理公式和知识点。
热力学1. 热力学第一定律(能量守恒定律):ΔU = Q - W其中,ΔU表示系统内能的变化,Q表示系统吸收的热量,W表示系统对外做功。
2. 内能的计算公式:ΔU = nCΔT其中,ΔU表示内能的变化,n表示物质的摩尔数,C表示摩尔定容热容,ΔT表示温度的变化。
3. 理想气体状态方程:PV = nRT其中,P表示气体的压强,V表示气体的体积,n表示气体的摩尔数,R表示气体常数,T表示气体的温度。
4. 热力学第二定律(克劳修斯表述):热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。
5. 熵的变化与热量传递的关系:ΔS = Qrev/T其中,ΔS表示熵的变化,Qrev表示可逆过程中的吸收的热量,T表示温度。
热传导1. 热传导的热流量公式:Q/t = kAΔT/L其中,Q/t表示单位时间内传导的热量,k表示热传导系数,A 表示传热面积,ΔT表示温度差,L表示传热长度。
2. 热传导的热阻公式:R = L/ (kA)其中,R表示热阻,L表示传热长度,k表示热传导系数,A 表示传热面积。
3. 热传导的导热方程:∂Q/∂t = -k∇²T其中,∂Q/∂t表示单位时间内通过单位面积的热流量,k为热传导系数,∇²T表示温度在空间中的二阶偏导数。
热膨胀1. 线膨胀的计算公式:ΔL = αL₀ΔT其中,ΔL表示长度的变化,α表示线膨胀系数,L₀表示初始长度,ΔT表示温度的变化。
2. 面膨胀的计算公式:ΔA = 2αA₀ΔT其中,ΔA表示面积的变化,α表示面膨胀系数,A₀表示初始面积,ΔT表示温度的变化。
3. 体膨胀的计算公式:ΔV = βV₀ΔT其中,ΔV表示体积的变化,β表示体膨胀系数,V₀表示初始体积,ΔT表示温度的变化。
热辐射1. 斯特藩—玻尔兹曼定律:P = εσA(T² - T₀²)其中,P表示单位时间内通过单位面积的辐射功率,ε表示发射率,σ为斯特藩—玻尔兹曼常数,A表示面积,T为温度,T₀为参考温度。
高中物理| 10.3热力学第一定律能量守恒定律详解热力学第一定律能量守恒定律热力学是研究物质世界中有关热现象的宏观理论,它不涉及物质的微观结构,而是将一物质系统中大量粒子看作一个整体,研究系统所表现的各种宏观性质和规律。
热力学第一定律是热力学的基本定律,是一个包括热现象在内的能量守恒与转化的定律。
热力学第一定律首先涉及到内能功热量的基本概念内能功热量内能广义上的内能,是指某物体系统由其内部状态所决定的能量。
某给定理想气体系统的内能,是组成该气体系统的全部分子的动能之和,其值为,由状态参量T决定,内能E=E(T),是状态参量T的单值函数。
真实气体的内能除了其全体分子的动能外还包括分子之间的引力势能。
实验证明人,真实气体的内能,是状态参量T 和V (或ρ)的函数,即E=E(T,V)或E=E(T,P)。
总之,某给定气体系统的内能。
只由该系统的状态所决定,在热力学中内能是一个重要的状态量。
功气体系统体积变化过程所做的功(体积功)元功气体膨胀dV>0 系统对外做正功dA>0气体被压缩 dV<0 系统对外做负功dA<0体积从 Va变到Vb系统所做的功沿a c d过程的功不等于沿a d b过程的功系统通过体积变化实现作功。
热力学中的功是与系统始末状态和过程都有关的一种过程量。
热量热量是系统与外界仅由于温度不同而传递的能量。
若改用摩尔热容C,即1mol的物质温度升高1K时所吸收的热量则系统由温度T1 变到温度T2的过程中所吸收的热量系统吸收的热量为正Q>0。
若计算结果Q<0则表示系统放热。
热量必须与过程相联系,只有发生过程才有吸收或放出热量可言。
系统从某一状态变到另一状态,若其过程不同,则吸或放的热量也会不同。
故热量也是过程量内能功热量的国际标准单位都是焦耳(J )热力学第一定律在任何一个热力学过程中,系统所吸收的热量等于系统内能的增量E2-E1与系统对外作功 A 之和。
Q=E2-E1+A热力学第一定律是包括热现象在内的能量守恒与转化定律的一种表达形式。
高中物理热力学问题中的热机和热效率的计算方法热力学是高中物理中的一个重要内容,其中涉及到热机和热效率的计算方法。
本文将以具体的题目为例,分析热机和热效率的概念、计算方法以及解题技巧,帮助高中学生和他们的父母更好地理解和应用这些知识。
一、热机和热效率的概念热机是将热能转化为机械能的装置,例如汽车引擎、蒸汽机等。
热效率是热机转化热能为机械能的效率,即输出的机械能与输入的热能之比。
热效率通常用符号η表示,计算公式为:η = (输出的机械能 / 输入的热能) × 100%二、热效率的计算方法1. 题目一:某台汽车引擎的输出功率为100 kW,输入燃料的热值为45 MJ,求该汽车引擎的热效率。
解析:根据热效率的计算公式,我们可以得到:η = (输出的机械能 / 输入的热能) × 100%= (100 kW / 45 MJ) × 100%≈ 0.222 × 100%≈ 22.2%因此,该汽车引擎的热效率约为22.2%。
2. 题目二:某台蒸汽机的热效率为40%,输入的热能为60 MJ,求该蒸汽机的输出功率。
解析:根据热效率的计算公式,我们可以得到:热效率 = (输出的机械能 / 输入的热能) × 100%40% = (输出的机械能 / 60 MJ) × 100%输出的机械能 = 40% × 60 MJ输出的机械能≈ 0.4 × 60 MJ输出的机械能≈ 24 MJ因此,该蒸汽机的输出功率约为24 MJ。
三、解题技巧与应用1. 利用单位换算:在计算热效率时,输入的热能和输出的机械能往往使用不同的单位,需要进行单位换算。
例如,输入的热能常用的单位有焦耳(J)和兆焦耳(MJ),而输出的机械能常用的单位有瓦特(W)和千瓦(kW)。
2. 利用已知条件:在解题过程中,可以利用已知条件进行计算。
例如,已知某台汽车引擎的输出功率和输入热值,可以直接套用热效率的计算公式进行求解。
一、分子动理论①基本观点:①物质是由大量分子组成的。
①阿伏伽德罗常量:在12克碳单质中,所含有的碳-12分子个数。
其符号是N A。
我们将此定义为1mol(读作:摩尔,简称:摩。
),其值为×1023mol-1。
单位是:mol-1。
我们将1mol分子的质量叫做摩尔质量,其符号是M。
单位是kg/mol。
1g/mol=1×10-3kg/mol。
②单分单分子质量的数量级是10-27~10-26(kg)。
③分子体积(此公式不适用于气体)V mol是一摩尔物质所对应的体积(摩尔体积)理想气体的摩尔体积恒为22.4L/mol④分②分子在永不停息地做热运动。
①扩散现象:不同物质能够相互渗透的现象。
扩散现象说明了:分子在永不停息地做热运动,温度越高,扩散越快。
分子之间存在间隙。
②布朗运动:悬浮微粒在流体中永不停息地做无规则运动的现象。
微粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越激烈。
它间接地反映了液体分子的运动是永不停息的、无规则的。
③热运动:分子的永不停息、无规则运动。
③分子间存在相互作用力。
①分子间同时存在分子引力和分子斥力,表现的分子间作用力是其合力。
②小,但斥力减小更快。
当某一分子受力平衡时,此时的分子间距r0叫做平衡距离。
③内能:分子势能和分子动能的统称。
分子势能与两分子间距离有关,分子距离越大,分子势能越大。
分子动能与温度有关,温度越高,分子动能越大。
内能可通过热传递和做功的方式改变。
分子间各作用力的图像如下:②分子运动速率统计:①无论是低温还是高温,其分子运动速率统计图像都呈“中间多,两头少”的分布规律,它表明了在某一温度下一定数量的分子,其值和最大值的分子个数远远小于单个分子速率为分子平均速率的分子个数。
②物体的分子平均速率与温度有关,温度越高,平均速率越大。
分子运动速率统计图如下:气体的性质一、气体状态参量①气体状态参量:①概念:用来描述气体状态的物理量。
②气体状态参量有温度、体积和压强。
一、分子动理论
①基本观点:
①物质是由大量分子组成的。
①阿伏伽德罗常量:在12克碳单质中,所含有的碳-12分子个数。
其符号是N A。
我们将此定义为1mol(读作:摩尔,简称:摩。
),其值为×1023mol-1。
单位是:mol-1。
我们将1mol分子的质量叫做摩尔质量,其符号是M。
单位
是kg/mol。
1g/mol=1×10-3kg/mol。
②
般单分子质量的数量级是10-27~10-26(kg)。
③分子体积(此公式
不适用于气体)其中V mol是一摩尔物质所对应的体积(摩
尔体积)理想气体的摩尔体积恒
为22.4L/mol。
得出。
④
②分子在永不停息地做热运动。
①扩散现象:不同物质能够相互渗透的现象。
扩散现象说明了:分子在永不停息地做热运动,温度越高,扩散越快。
分子之间存在间隙。
②布朗运动:悬浮微粒在流
体中永不停息地做无规则运动的现象。
微粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越激烈。
它间接地反映了液体分子的运动是永不停息的、无规则的。
③热运动:分子的永不停息、无规则运动。
③分子间存在相互作用力。
①分子间同时存在分子引力和分子斥力,表现的分子间作用力是其合力。
②分子引力和分子斥力均随分子间距变大而减小,但斥力减小更快。
当某一分子受力平衡时,此时的分子间距r0叫做平衡距离。
③内能:分子势能和分子动能的统称。
分子势能与两分子间距离有关,分子距离越大,分子势能越大。
分子动能与温度有关,温度越高,分子动能越大。
内能可通过热传递和做功的方式改变。
分子间各作用力的图像如下:
②分子运动速率统计:
①无论是低温还是高温,其分子运动速率统计图像都呈“中间多,两头少”的分布规律,它表明了在某一温度下一定数量的分子,其单个分子速率为其最小值和最大值的分子个数远远小于单个分子速率为分子平均速率的分子个数。
②物体的分子平均速率与温度有关,温度越高,平均速率越大。
分子运动速率统计图如下:
气体的性质
一、气体状态参量
①气体状态参量:
①概念:用来描述气体状态的物理量。
②气体状态参量有温度、体积和压强。
②温度:
①概念:衡量物体冷热程度的物理量,微观上表达了分子平均动能的大小。
②温标:用来衡量物体冷热程度的标准。
①热力学温标:将-273℃作为零度的温标。
符号是T。
单位是开尔文,简称开,写作K。
②热力学温标与摄氏温标的换算:T=t+273K,t
∆。
③绝对零度:
T∆
=
热力学温标中的零点为绝对零度,即0K。
开尔文认为绝对零度只能无限接近,但不能达到。
③体积:气体分子能够达到的空间。
单位:立方米m3。
单位换算:1m3=103dm3(L)=106cm3(mL)
④压强:
①概念:单位面积上所受的压力。
它的大小决定于单位体积内的分子数和分子的平均速率。
单位是帕斯卡,简称帕,写作Pa。
1Pa=1N/m2。
②大气压强:大气压强是由大气重力产生的。
一个标准大气压强为×105 Pa,也可写作为1atm,其中atm表示标准大气压强,是压强的非国际制单位。
实际中常用汞柱长度来表示,其单位是cmHg(读作厘米汞柱)或mmHg(读作毫米汞柱)。
1atm=×105 Pa=76cmHg=760mmHg。
③气体压强:①帕斯卡定律:加在密闭流体上的压强,能够大小不变地由流体向各个方向传递。
②连通器:上端开口,下端相连的容器。
③连通器原理:在连通器中,中间液体不间断的同一液体在同一水平液面上压强相等。
由此可知,在连通器中,开口的处液体面上压强等于大气压强。
④管柱内任意压强规律:某一段液体上方压强加上此段液体压强等于下方压强。
被液体围绕的气体对两液面压强相等。
二、气体状态参量方程
①玻意耳定律(气体的等温变化):
①概念:一定质量的气体,在温度不变时,其压强与体积成反比。
②公式:①②乘积式:2211V p V p =。
③比例式:
③气体的等温判别式:对于其横截面积相等的各气体,当其初始压强和体积一定时,其压强增量与体积增量的关系为:
④气体的等温曲线(简称:等温线):①概念:气体的等温曲线是以体积轴为横轴,气体的压强轴为纵轴的坐标系中,由气体等
温变化方程得到的一条双曲线。
②规律:由V
p 1∝
得:pV =K (K 是常
量,且与气体的摩尔质量、气体质量及温度有关)温度变高时,K 值增大,p-V 图像就距离坐标轴越远(反比例系数变大),V
p 1-图像就斜率越大(正比例系数变大)。
②查理定律(气体的等容变化):
①概念:一定质量的气体,在体积不变时,其压强与热力学温度成正比。
②公式:①正比式:T p ∝。
② ③气体的等容判别式:①对于其横截面积相等的各气体,当其初始压强和温度一定时,其压强增量与温度增量成正比。
即:
②对于其横截面积不同的各气体,当横截面初始所受压力和温度一定时,横截面所受压力增量与温度增量成正比。
④气体的等容曲线(简称:等容线):①概念:气体的等容曲线是以热力学温度轴为横轴,气体的压强轴为纵轴的坐标系中,由气体等容变化方程得到的一条过原点的倾斜直线。
②规律:由T p ∝得:p =CT (C 是常量,且与气体的摩尔质量、气体质量及体积有关)。
当体积变大时,C 值减小,p -T 图像就斜率越小(正比例系数变小)。
因为开尔文认为绝对零度只能无限接近,但不能达到,故接近0K 的某一段正比例图线可画成虚线。
值得注意的是,气体的等容曲线一定是该点与绝对零度(0K )的连线。
⑤热力学温标的来源:最初法国科学家查理用的是摄氏温标,然而发现:一定质量的气体,在体积不变时,温度每变化1℃,变化的气体压强就等于其0℃时压强的1/273倍。
即:⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=⇔=-2731273000t p p p t p p t t 。
可见它并不与其成正比,而是线性关系。
英国科学家开尔文提出用热力学温标(即开氏温标)来代替摄氏温标,即:T =t +273K 。
则原方程就化为CT T p p t =⋅=273
0(C 为该气体0℃时压强的1/273倍,对于一定质量的气体,C 是不变的),即T p ∝。
在本章中,一律使用热力学温标。
③盖·吕萨克定律(气体的等压变化):
①概念:一定质量的气体,在压强不变时,其体积与热力学温
度成正比。
②公式:①正比式:T
V∝。
②
③气体的等压曲线(简称:等压线):①概念:气体的等压曲线是以热力学温度轴为横轴,气体的体积轴为纵轴的坐标系中,由气体等压变化方程得到的一条过原点的倾斜直线。
②规律:由T
V∝得:V=A T(A是常量,且与气体的摩尔质量、气体质量及压强有关)。
当压强变大时,A值减小,V-T图像就斜率越小(正比例系数变小)。
同样的,接近0K的某一段正比例图线可画成虚线。
值得注意的是,气体的等压曲线一定是该点与绝对零度(0K)的连线。
④理想气体状态方程与克拉伯龙方程
①理想气体:①概念:在任何情况下,气体的状态参量完全按照气体定律变化的气体。
②规律:温度较高,压强较小的气体较接近理想气体。
②理想气体状态方程:①概念:一定质量的同种气体,其压强与体积的乘积,和热力学温度的比值是一个定值。
②公式:
③克拉伯龙方程:①概念:气体压强与体积的乘积,和热力学温度的比值,与该气体的物质的量成正比。
②公式:
其中n是该气体的物质的量,m是该气体的质量,M
是该气体的摩尔质量,R 是普适气体常量,且R =(mol ·K )。
③推论:气体的密度与热力学温度的乘积,和气体压强的比值,与该气体
的摩尔质量成正比④对普适气体常量的理解:我们从理想气体状态方程得到=T
pV 恒量,然而恒量等于多少呢我们可以用1mol 气体在下体积是22.4L 得到这个恒量R 。
对
于1mol 气体来说,K J K
m Pa R /31.815.273104.2210013.13
35=⨯⨯⨯=-,那么n mol 的气体就是n×(mol·K )。
也就是说,单位物质的量的气体升高1开的温度,其内能增量就是。