高中物理选修热学知识点总结
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高中物理热学知识点总结热学是物理学的重要分支之一,研究传热、热力学和热量转化等问题。
在高中阶段,学生学习物理时,热学知识是必不可少的内容。
下面将对高中物理热学知识点进行总结,帮助学生系统地掌握相关内容。
1. 热量和温度的概念热量是物体内部微观粒子的热运动能量总和,通常用单位焦耳(J)表示;温度是物体内微观粒子平均动能的大小,通常用单位开尔文(K)表示。
热量和温度有密切的联系,但并不完全相同。
2. 热力学第一定律热力学第一定律也称能量守恒定律,它表明能量不会自发产生或消失,只能在热量和功之间相互转化。
数学表达式为:ΔQ=ΔU+ΔW,其中ΔQ表示系统吸收或释放的热量,ΔU表示系统内能的变化,ΔW表示系统对外做功。
3. 热量传递热量可以通过传导、对流和辐射来传递。
传导是在固体、液体和气体中通过分子间碰撞传递热量;对流是流体物质内部和周围环境之间热量传递的方式;辐射是通过电磁波传播进行的热量传递。
4. 热力学第二定律热力学第二定律表明自发热量传递只能从高温物体传递到低温物体,不可能自发实现反向的热量传递。
另外,这个定律也可以解释物质不能永久自行转化为热能,也不能热能完全转化为其他形式的能量。
5. 理想气体的热力学过程理想气体的热力学过程包括等容过程、等压过程、绝热过程和等温过程。
在不同的过程中,气体的压强、温度和体积会发生变化,根据理想气体状态方程,可以计算出气体的各种物理量。
6. 热力学循环热力学循环是指在相同温度下气体做一系列不同的过程后回到起始状态的过程。
常见的热力学循环有卡诺循环、斯特林循环和布雷顿循环等,这些循环在工程实践中有重要的应用。
通过以上总结,我们可以看到高中物理热学知识点的重要性和复杂性。
掌握这些知识对于理解能量守恒、热量传递和热力学循环等问题至关重要。
希望同学们在学习物理的过程中,能够加强对热学知识点的理解和掌握,为今后的学习和科研打下坚实基础。
高三物理知识点总结热学1. 热学基本概念热学是研究热量传递、热能转化和热效应的科学。
在研究热学时,我们需要掌握一些基本概念。
(1) 温度:物体的热平衡状态下,温度是反映物体热运动分子平均动能大小的物理量。
(2) 热量:热量是指物体之间由于温度差异而发生的能量传递。
(3) 内能:内能是指物体中分子和原子运动的总能量。
2. 热学方程热学方程是用来描述热量传递的数学表达式。
常见的热学方程有以下几种:(1) 热传导方程:用来描述物体内部的热量传导过程。
(2) 热传递方程:用来描述物体表面的热量传递过程。
(3) 热辐射方程:用来描述物体通过辐射方式传递热量的过程。
3. 热传导热传导是指物体内部的热量传递过程。
热传导可以通过以下两种方式进行:(1) 导热:在固体中,热量通过传导方式从高温区域向低温区域传递。
(2) 对流传热:在液体和气体中,热量通过流体对流的方式进行传递。
4. 热容与比热容热容是指物体在温度变化时吸收或释放热量的能力。
比热容是指单位质量物体在单位温度变化时吸收或释放热量的能力。
5. 热平衡与热力学第一定律热平衡是指系统内各部分的温度都相等,没有热量传递的现象。
热力学第一定律是能量守恒的原理,它表明能量可以转化形式,但总能量不变。
6. 热效应热效应是指外界对物体施加外力时产生的热量变化。
常见的热效应有以下几种:(1) 等容过程:物体在体积不变的情况下发生的热效应。
(2) 等压过程:物体在压强不变的情况下发生的热效应。
(3) 等温过程:物体在温度不变的情况下发生的热效应。
7. 热机热机是将热能转化为机械能的装置。
常见的热机有以下几种:(1) 热力循环:通过气体的膨胀和压缩来实现能量转化。
(2) 蒸汽机:利用水蒸汽的膨胀来驱动发电机。
(3) 内燃机:利用燃料燃烧产生的高温高压气体对活塞进行推动。
8. 热力学第二定律热力学第二定律是描述自然界热现象发生的方向性的定律。
它表明热量只能从高温物体传递到低温物体,不能反向传递。
热学物理高中知识点1. 热力学基本概念:热量、温度、热容量、比热容、热平衡等。
2. 热力学第一定律:能量守恒定律在热现象中的表现形式,即系统内能的增加等于外界对系统做的功和系统吸收的热量之和。
3. 热力学第二定律:描述了热能转换的方向性,即热量只能自发地从高温物体传递到低温物体,而不可能自发地从低温物体传递到高温物体。
4. 热力学过程:等温过程、等压过程、等容过程、绝热过程等。
5. 理想气体:遵守理想气体状态方程的气体,其分子间无相互作用,分子体积忽略不计。
6. 理想气体状态方程:描述理想气体状态参量(压强、体积、温度)之间关系的方程,即PV=nRT。
7. 热力学温标:根据热力学第二定律建立的温度计量标准,如开尔文温标和摄氏温标。
8. 热膨胀:物体在温度变化时,由于内部分子运动加剧而引起的体积变化现象。
9. 热传导:热量通过物体内部分子间的碰撞和摩擦而传递的现象。
10. 热对流:液体或气体中,由于温度差引起的密度差而导致的流动现象。
11. 热辐射:物体通过电磁波形式向外传递热量的现象。
12. 相变:物质在不同相态(固、液、气)之间的转变,如熔化、凝固、蒸发、凝结等。
13. 临界点:物质在一定温度和压强下,气液两相达到平衡的极限状态。
14. 饱和蒸汽压:在一定温度下,与液态物质处于动态平衡的蒸汽的压强。
15. 相对湿度:空气中实际水汽压与同温度下饱和水汽压之比,用以表示空气的湿度。
16. 热力学循环:热力学系统经历一系列状态变化后返回初始状态的过程,如卡诺循环、奥托循环等。
17. 热力学效率:热力学循环中,有用功与投入热量之比,用以评价热机的性能。
18. 熵:描述热力学系统混乱程度的物理量,与热力学第二定律密切相关。
19. 焓:热力学系统中,与系统压力、温度有关的热力学势,用于描述系统的能量状态。
20. 吉布斯自由能:描述热力学系统在恒温恒压条件下能够对外做有用功的能量。
物理选修各章知识点总结第一章:热力学基础知识热力学是研究物质内部能量转化和传递规律的一门学科。
热力学的基本概念包括热量、功、内能、热容等。
热力学第一定律和第二定律是热力学的两个基本定律。
热力学的应用包括热机、制冷机等。
第二章:气体状态方程气体状态方程描述了气体的状态和性质之间的关系。
理想气体状态方程是最简单的气体状态方程,它表示为PV=nRT,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表示绝对温度。
非理想气体的状态方程与理想气体状态方程有所不同,需要根据实际情况做适当修正。
第三章:热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律,它表明能量可以从一种形式转化成另一种形式,但总能量保持不变。
热力学第一定律可以表示为ΔU=Q-W,其中ΔU表示系统内能的变化,Q表示系统所吸收或放出的热量,W表示系统所做的功。
热力学第一定律是热力学基本定律之一,它对于热机、制冷机等热力学装置的工作原理和性能有重要作用。
第四章:热力学第二定律热力学第二定律是能量转化的方向性定律,它表明热量只能从高温物体传递到低温物体,不可能从低温物体传递到高温物体。
热力学第二定律可以由卡诺热机和卡诺制冷机的热效率公式推导出来,它对于热机、制冷机的性能分析和提高具有重要意义。
第五章:热力学循环热力学循环是指热机和制冷机在工作过程中所经历的一组特定的状态变化。
常见的热力学循环包括卡诺循环、朗肯循环、布雷顿循环等。
这些循环有各自的特点和应用,对于了解热机和制冷机的工作原理和性能分析有重要意义。
第六章:热传导热传导是指热量从高温区传递到低温区的过程。
热传导的速率和方式与物质的性质、温度差、厚度等因素有关。
常见的热传导方式包括导热、对流、辐射等,它们在日常生活和工业中都有着重要的应用。
第七章:内能和焓内能是体系所有微观粒子在宏观上所具有的热运动能量的总和。
焓是在恒定压力下定义的,它表示体系所具有的热运动能量和压缩能量的总和。
选修3-3《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。
(1)分子质量:A A ==N VN m ρμ (2)分子体积:A A 10PN N V V μ== 分 子 动 理 论热力学 固体 热力学定律 液体 气体(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 Mn 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。
高中热学知识点总结热学基本概念- 温度:物体内部粒子的平均动能的度量- 热量:物体之间传递的能量,引起温度变化- 热平衡:物体之间没有热量交换,温度相同- 热传导:物体内部颗粒之间的能量传递- 热辐射:通过电磁波传播的热能- 热容:物体温度改变所需要吸收或释放的热量热学定律1. 热力学第一定律(能量守恒定律):能量不会被创造或消失,只会转化为其他形式。
2. 热力学第二定律:自然界中热量只能从高温物体传递到低温物体,不会自行从低温物体传递到高温物体。
3. 波尔兹曼定律:辐射能流密度与物体的温度的四次方成正比。
4. 导热定律:导热速率正比于导热系数、截面积和温度梯度的乘积。
热力学过程1. 等温过程:温度不变,内能改变,热量与功相等。
2. 绝热过程:热量不传递,内能不变,功可以进行。
3. 等压过程:压强不变,内能改变,热量与功不等。
4. 等体过程:体积不变,内能改变,热量与功不等。
5. 绝热绝热过程:既无热量传递,也无功的过程。
热力学循环1. 卡诺循环:由绝热和等温两个过程组成的理想化循环,工作于两个恒定温度之间。
2. 斯特林循环:由绝热和等容两个过程组成的循环,用于冰箱和热泵。
3. 奥托循环:内燃机中的循环过程,由等容、绝热、等容和等温四个过程组成。
热力学方程和公式1. 热功定理:热量和功之间的关系,ΔQ = ΔU + W。
2. 理想气体状态方程:PV = nRT,其中P为压强,V为体积,n为物质的物质量,R为气体常数,T为温度。
3. 热力学第二定律的数学表达:ΔS ≥ 0,熵的增加不小于零。
4. 卡诺热机效率:η = 1 - (Tc/Th),其中η为效率,Tc为低温源的温度,Th为高温源的温度。
热学应用1. 热传导的应用:隔热材料、散热器等。
2. 热辐射的应用:太阳能电池、红外线热成像等。
3. 温度测量:温度计、红外线测温仪等。
4. 热力学循环的应用:汽车发动机、空调、冰箱等。
以上是高中热学知识点的简要总结,希望对您有所帮助。
高中物理热学必背知识点
热学是高中物理中的重要内容,是物理学中的一个重要分支。
掌握热学的必背知识点对于高中生来说是非常重要的。
下面是高中物理热学必背知识点:
1. 温度和热量的概念:温度是反映物体热状况的物理量,是物体分子平均动能的度量;热量是能量的一种形式,是热传递的基本形式。
2. 热传递的三种方式:传导、对流和辐射。
传导是指热量通过物质内部的传递;对流是指热量通过气体或液体的运动传递;辐射是指热量通过空气中的辐射传递。
3. 热平衡和热传导:热平衡是指物体内部各部分温度相等的状态;热传导是指热量从高温处传导到低温处的过程。
4. 热容和比热容:热容是物体吸热量与温度升降之积;比热容是单位质量物体升高1℃所需要的热量。
5. 热力学第一定律:能量守恒定律,能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量守恒。
6. 热力学第二定律:熵增定律,热量不能自发地从低温物体传递给高温物体,熵永远增加。
7. 理想气体状态方程:PV=nRT,P是气体压强,V是气体体积,n 是气体的物质量,R是气体常数,T是气体的绝对温度。
8. 热功转化关系:热功是热能转化为功的过程,热力建立在热量传导的基础之上。
以上就是高中物理热学的必背知识点,掌握这些知识点对于高中物理学习及考试备考都有很大帮助。
希望同学们认真学习,加深理解,提高掌握水平,取得优异成绩。
高中热学知识点总结热学是研究热现象及其规律的科学,是物理学的重要分支之一。
在高中物理教学中,热学知识点包括热力学基本定律、热能和内能、热传导、热辐射等内容,对于理解物质内部微观运动以及热现象的发生具有重要意义。
下面将对高中热学知识点进行总结。
1. 热力学基本定律(1)热力学第一定律热力学第一定律是热力学中最基本的定律之一,也称能量守恒定律。
它表明了热能的转换规律,即在系统内,热能和功都可以转化为内能,但总能量守恒。
数学上表示为ΔU=Q-W,即系统内能的增加等于热量减去做功。
这一定律对于理解能量转化和利用具有重要作用。
(2)热力学第二定律热力学第二定律是指热力学过程中不可逆性的定律,它表明了有关热能转化中存在的一种不可逆现象。
热力学第二定律有很多表述形式,其中最常见的是克劳修斯表述和开尔文表述。
克劳修斯表述表明了热量自发只能从高温物体传递到低温物体,而不能反之。
开尔文表述则是指不可能从单一热源中取热而将其完全转化为功而不产生其他影响。
这两个表述都揭示了热力学中存在的一种不可逆现象,即热能转化中存在一种自发趋势,不可能逆转。
2. 热能和内能热能是指物体由于温度差异而具有的能量,是热现象的产物。
热能的传递有几种方式,主要包括传导、对流和辐射。
传导是指物体直接接触而能量传递,对流是指流体内部通过对流运动而进行的能量传递,辐射是指通过电磁辐射而进行的能量传递。
通常情况下,在热学的研究中,会对不同物体之间的热能传递进行分析。
内能是指系统由于其微观粒子运动而具有的能量,是与物体内部微观结构、组成有关的能量。
内能的改变与热量、做功有关,具体表现为ΔU=Q-W。
在高中物理教学中,常常会涉及到内能的概念,以及内能与热力学过程中的关系。
3. 热传导热传导是指物体之间由于温度差异而进行的热能传递方式,是热学中研究的重要内容之一。
热传导有几种基本规律,包括傅里叶热传导定律和导热系数等。
傅里叶热传导定律表明了热传导速率与温度梯度成正比,与物体材料的导热能力有关。
第一章分子动理论1、物质是由大量分子组成的(1)单分子油膜法测量分子直径(2)1mol任何物质含有的微粒数相同N A=6.02x1023mol-1(3)对微观量的估算:分子的两种模型:球形和立方体(固体液体通常看成球形,空气分子占据的空间看成立方体)利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量Ⅰ.微观量:分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.Ⅱ.宏观量:物体的体积V、摩尔体积V m,物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.特别提醒:1、固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的。
分子的体积V0=NA Vm ,仅适用于固体和液体,对气体不适用,仅估算了气体分子所占的空间。
2、对于气体分子,的值并非气体分子的大小,而是两个相邻的气体分子之间的平均距离.2、分子永不停息的做无规则的热运动(布朗运动 扩散现象)(1)扩散现象:不同物质能够彼此进入对方的现象,说明了物质分子在不停地运动,同时还说明分子间有空隙,温度越高扩散越快。
可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间(2)布朗运动:它是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动,是在显微镜下观察到的。
①布朗运动的三个主要特点:永不停息地无规则运动;颗粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越明显。
②产生布朗运动的原因:它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。
③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动,布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。
(3)热运动:分子的无规则运动与温度有关,简称热运动,温度越高,运动越剧烈3、分子间的相互作用力(1)分子间同时存在引力和斥力,两种力的合力又叫做分子力。
(2)分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小,随分子间距离的减小而增大。
但总是斥力变化得较快。
(3)图像:两条虚线分别表示斥力和引力;实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。
r0位置叫做平衡位置,r0的数量级为10-10m。
高中物理选修热学知识点总结一、分子运动论1.物质是由大量分子组成的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)XXX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)XXX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XXX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XXX运动的原因。
(5)影响XXX运动激烈程度的因素固体微粒越小,温度越高,固体微粒周围的液体分子运动越不规则,对微粒碰撞的不平衡性越强,XXX运动越激烈。
(6)能在液体(或气体)中做布朗运动的微粒都是很小的,一般数目级在,这类微粒肉眼是看不到的,必须借助于显微镜。
3.分子间存在着相互作用力(1)分子间的引力和斥力同时存在,实践表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。
分子间的引力和斥力只与分子间距离(相对位置)有关,与分子的运动状态无关。
(2)分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小,随分子间的距离r的减小而增大,但斥力的变化比引力的变化快。
(3)分子力F和距离r的关系如下图4.物体的内能(1)做热运动的分子具有的动能叫分子动能。
温度是物体分子热运动的平均动能的标志。
(2)由分子间相对位置决定的势能叫分子势能。
分子力做正功时分子势能减小;分子力作负功时分子势能增大。
当r=r0即分子处于平衡位置时分子势能最小。
不论r从r0增大还是减小,分子势能都将增大。
如果以分子间距离为无穷远时分子势能为零,则分子势能随分子间距离而变的图象如上图。
高中物理选修热学知识点总结
一、分子运动论
1.物质是由大量分子组成的
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
固体微粒越小,温度越高,固体微粒周围的液体分子运动越不规则,对微粒碰
撞的不平衡性越强,布朗运动越激烈。
(6)能在液体(或气体)中做布朗运动的微粒都是很小的,一般数量级在,这种微粒肉眼是看不到的,必须借助于显微镜。
3.分子间存在着相互作用力
(1)分子间的引力和斥力同时存在,实际表现出来的分子力是分子引力和斥
力的合力。
分子间的引力和斥力只与分子间距离(相对位置)有关,与分子的运动状态无关。
(2)分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小,随分子间的距离r的减小而增大,但斥力的变化比引力的变化快。
(3)分子力F和距离r的关系如下图
4.物体的内能
(1)做热运动的分子具有的动能叫分子动能。
温度是物体分子热运动的平均动能的标志。
(2)由分子间相对位置决定的势能叫分子势能。
分子力做正功时分子势能减小;
分子力作负功时分子势能增大。
当r=r0即分子处于平衡位置时分子势能最小。
不论r从r0增大还是减小,分子势能都将增大。
如果以分子间距离为无穷远时分子势能为零,则分子势能随分子间距离而变的图象如上图。
(3)物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
物体的内能跟物体的温度和体积及物质的量都有关系,定质量的理想气体的内能只跟温度有关。
(4)内能与机械能:运动形式不同,内能对应分子的热运动,机械能对于物体的机械运动。
物体的内能和机械能在一定条件下可以相互转化。
二、固体
1.晶体和非晶体
(1)在外形上,晶体具有确定的几何形状,而非晶体则没有。
(2)在物理性质上,晶体具有各向异性,而非晶体则是各向同性的。
(3)晶体具有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点。
(4)晶体和非晶体并不是绝对的,它们在一定条件下可以相互转化。
例如把晶体硫加热熔化(温度不超过300℃)后再倒进冷水中,会变成柔软的非晶体硫,再过一段时间又会转化为晶体硫。
2.多晶体和单晶体
单个的晶体颗粒是单晶体,由单晶体杂乱无章地组合在一起是多晶体。
多晶体具有各向同性。
3.晶体的各向异性及其微观解释
在物理性质上,晶体具有各向异性,而非晶体则是各向同性的。
通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性能等。
晶体的各向异性是指晶体在不同方向上物理性质不同,也就是沿不同方向去测试晶体的物理性能时测量结果不同。
需要注意的是,晶体具有各向异性,并不是说每一种晶体都能在各物理性质上都表现出各向异性。
晶体内部结构的有规则性,在不同方向上物质微粒的排列情况不同导致晶体具有各向异性。
4.晶体与非晶体、单晶体与单晶体的比较
三、液体
1.液体的微观结构及物理特性
(1)从宏观看
因为液体介于气体和固体之间,所以液体既像固体具有一定的体积,不易压缩,又像气体没有形状,具有流动性。
(2)从微观看有如下特点
①液体分子密集在一起,具有体积不易压缩;
②分子间距接近固体分子,相互作用力很大;
③液体分子在很小的区域内有规则排列,此区域是暂时形成的,边界和大小随时改变,并且杂乱无章排列,因而液体表现出各向同性;
④液体分子的热运动虽然与固体分子类似,但无长期固定的平衡位置,可在液体中移动,因而显示出流动性,且扩散比固体快。
2.液体的表面张力
如果在液体表面任意画一条线,线两侧的液体之间的作用力是引力,它的作用是使液体面绷紧,所以叫液体的表面张力。
特别提醒:
(1)表面张力使液体自动收缩,由于有表面张力的作用,液体表面有收缩到最小的趋势,表面张力的方向跟液面相切。
(2)表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大,分子间的相互作用表现为引力。
(3)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外,还跟液体的种类、温度有关。
四、液晶
1.液晶的物理性质
液晶具有液体的流动性,又具有晶体的光学各向异性。
2.液晶分子的排列特点
液晶分子的位置无序使它像液体,但排列是有序使它像晶体。
3.液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷
液晶分子的排列是不稳定的,外界条件和微小变动都会引起液晶分子排列的变化,因而改变液晶的某些性质,例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等,都可以改变液晶的光学性质。
如计算器的显示屏,外加电压液晶由透明状态变为混浊状态。
五、气体
1.气体的状态参量
(1)温度:温度在宏观上表示物体的冷热程度;在微观上是分子平均动能的标志。
热力学温度是国际单位制中的基本量之一,符号T,单位K(开尔文);摄氏温度是导出单位,符号t,单位℃(摄氏度)。
关系是t=T-T0,其中T0=273.15K
两种温度间的关系可以表示为:T = t+273.15K和ΔT =Δt,要注意两种单位制下每一度的间隔是相同的。
0K是低温的极限,它表示所有分子都停止了热运动。
可以无限接近,但永远不能达到。
气体分子速率分布曲线:
图像表示:拥有不同速率的气体分子在总分子数中所占的百分比。
图像下面积可表示为分子总数。
特点:同一温度下,分子总呈“中间多两头少”的分布特点,即速率处中等的分子所占比例最大,速率特大特小的分子所占比例均比较小;温度越高,速率大的分子增多;曲线极大值处所对应的速率值向速率增大的方向移动,曲线将拉宽,高度降低,变得平坦。
(2)体积:气体总是充满它所在的容器,所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的容积。
3)压强:气体的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的。
(4)气体压强的微观意义:大量做无规则热运动的气体分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强。
单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁地碰撞器壁,就对器壁产生持续、均匀的压力。
所以从分子动理论的观点来看,气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。
(5)决定气体压强大小的因素:
①微观因素:气体压强由气体分子的密集程度和平均动能决定:
A.气体分子的密集程度(即单位体积内气体分子的数目)越大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就越多;
B.气体的温度升高,气体分子的平均动能变大,每个气体分子与器壁的碰撞(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就大;从另一方面讲,气体分子的平均速率大,在单位时间里撞击器壁的次数就多,累计冲力就大。
②宏观因素:气体的体积增大,分子的密集程度变小。
在此情况下,如温度不变,气体压强减小;如温度降低,气体压强进一步减小;如温度升高,则气体压强可能不变,可能变化,由气体的体积变化和温度变化两个因素哪一个起主导地位来定。
2.气体实验定律
3.对气体实验定律的微观解释
(1)玻意耳定律的微观解释
一定质量的理想气体,分子的总数是一定的,在温度保持不变时,分子的平均动能保持不变,气体的体积减小到原来的几分之一,气体的密集程度就增大到原来的几倍,因此压强就增大到原来的几倍,反之亦然,所以气体的压强与体积成反比。
(2)查理定律的微观解释
一定质量的理想气体,说明气体总分子数N不变;气体体积V不变,则单位体积内的分子数不变;当气体温度升高时,说明分子的平均动能增大,则单位时间内跟器壁单位面积上碰撞的分子数增多,且每次碰撞器壁产生的平均冲力增大,因此气体压强p将增大。
(3)盖·吕萨克定律的微观解释
一定质量的理想气体,当温度升高时,气体分子的平均动能增大;要保持压强不变,必须减小单位体积内的分子个数,即增大气体的体积。
3.对气体实验定律的微观解释
(1)玻意耳定律的微观解释
一定质量的理想气体,分子的总数是一定的,在温度保持不变时,分子的平均动能保持不变,气体的体积减小到原来的几分之一,气体的密集程度就增大到原来的几倍,因此压强就增大到原来的几倍,反之亦然,所以气体的压强与体积成反比。
(2)查理定律的微观解释
一定质量的理想气体,说明气体总分子数N不变;气体体积V不变,则单位体积内的分子数不变;当气体温度升高时,说明分子的平均动能增大,则单位时间内跟器壁单位面积上碰撞的分子数增多,且每次碰撞器壁产生的平均冲力增大,因此气体压强p将增大。
(3)盖·吕萨克定律的微观解释
一定质量的理想气体,当温度升高时,气体分子的平均动能增大;要保持压强不变,必须减小单位体积内的分子个数,即增大气体的体积。