物理竞赛辅导——热学初步知识

热学部分—自主招生考试一．分子动理论分自动理论的基本内容：物质是由大量分子组成的，分子永不停息地做无规则热运动，分子间存在着相互作用的引力和斥力。

1． 1231002.6N -⨯=mol A 是联系微观世界和宏观世界的桥梁，具体表现在：（1）固体、液体分子微观量的计算（估算） ①分子数：A A A N V v N M m nN 00N === ②每个分子的质量为：A01N M =m ③每个分子体积（分子所占空间）：A A N M N V v ρ001==，其中ρ为固体或液体的密度 ④分子直径的估算：把固体、液体分子看成球形，则分子直径3031/6/6A N V v d ππ==；把固体、液体分子看成立方体，则3031/A N V v d ==.（2）气体分子微观量的估算方法（油膜法估测分子的直径，分子直径的数量级约为10-10m ） ①物质的量4.22n V =，V 为气体在标况下的体积． ②分子间距的估算：设想气体分子的分布均匀，每个分子平均占有一定的体积，假设为立方体，则分子间距30V d =，而每个分子所占体积A mol N V V =0，则分子间距为3Amol N V d =. 2．分子在做永不停歇的无规则的热运动。

扩散现象是分子的运动，布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动引起的．布朗运动的剧烈程度不仅跟颗粒的大小有关，还跟液体或气体的温度有关，颗粒越小、温度越高布朗运动越剧烈。

3．分子间存在相互作用力：引力与斥力，都随距离增加减小，但是斥力对距离更敏感，所以分子力很近的时候体现出斥力，在平衡位置体合力等于零，平衡位置外体现出引力。

二．物体的内能物体内所有分子的动能和势能的总叫物体的内能．1．温度是分子平均动能的标志,理想气体的内能正比于温度与气体的物质的量．2．分子势能的大小与物体的体积有关．3．做功和热传递是改变物体内能的两种方式．三．热力学定律热力学第零定律：如果两个系统分别和第三个系统处于热平衡，那么这两个系统也处于热平衡状态。

物理竞赛必备知识点总结一、力学1. 运动学（1）速度、加速度的定义及其计算方法；（2）匀变速直线运动的相关公式以及应用；（3）平抛运动、倾斜抛体运动的相关公式及其应用。

2. 动力学（1）牛顿三定律及其应用；（2）运动方程的推导和应用；（3）弹簧振子、简谐振动的相关公式及其应用；（4）摩擦力的计算及其应用。

二、热学1. 热力学基本概念（1）热力学系统、热力学平衡和热平衡的含义及其判定方法；（2）内能、热量和做功的关系；（3）理想气体状态方程及其应用。

2. 热力学第一定律（1）热功当量的含义及其计算；（2）绝热过程、等容过程、等压过程、等温过程的基本特征及其应用。

3. 热力学第二定律（1）卡诺循环的原理及其效率；（2）热机和制冷机的效率公式及其应用。

三、电磁学1. 电学基础（1）库仑定律及其应用；（2）电场强度、电势以及电势差的定义及计算方法；（3）电场中带电粒子的运动方程及其应用。

2. 磁学基础（1）洛伦兹力的计算及其应用；（2）电流和磁场的相互作用；（3）安培环路定理、比奥-萨伐特定律及其应用。

3. 电磁感应（1）法拉第电磁感应定律的条件和公式；（2）楞次定律的应用；（3）自感系数和互感系数的计算及其应用。

四、光学1. 几何光学（1）光的直线传播及其应用；（2）折射定律、全反射定律及其应用；（3）薄透镜成像公式、放大倍数计算及其应用。

2. 波动光学（1）双缝干涉、多缝干涉及其应用；（2）多普勒效应的计算和应用；（3）光的偏振和光栅原理及其应用。

五、原子物理1. 光电效应（1）光电效应的基本概念和实验事实；（2）光电发射功函数及其与光强的关系；（3）反光电效应及其应用。

2. 波尔模型（1）原子光谱的特点及其解释；（2）氢原子光谱的解释及其能级计算。

六、现代物理1. 相对论（1）相对论长度收缩及其推导；（2）相对论时间膨胀及其推导；（3）相对论动量和能量的变化及其应用。

2. 量子力学（1）波粒二象性及其实验事实；（2）薛定谔方程的基本概念及其应用；（3）不确定性原理的解释及其应用。

初三物理竞赛知识点初三物理竞赛通常涵盖了初中物理的多个重要知识点，以下是一些关键的知识点：1. 力学基础：- 力的概念和分类（重力、摩擦力、弹力等）- 力的合成与分解- 牛顿运动定律（第一、二、三定律）- 动量守恒定律- 功和能量（动能、势能、机械能守恒）2. 运动学：- 描述运动的基本概念（位移、速度、加速度）- 匀速直线运动和匀变速直线运动的公式- 曲线运动（如平抛运动）3. 压强和流体力学：- 压强的定义和计算- 液体压强的分布规律- 帕斯卡定律- 流体的连续性方程和伯努利方程4. 热学：- 温度和热量的概念- 热传递的三种方式（传导、对流、辐射）- 理想气体状态方程- 热机的工作原理和效率5. 光学：- 光的直线传播、反射和折射- 光的色散现象- 透镜成像规律- 光的波动性和干涉、衍射现象6. 电学基础：- 电荷、电流和电压的概念- 欧姆定律- 电路的串并联- 电功和电功率- 电磁感应现象7. 原子物理和核物理：- 原子结构（原子核和电子云）- 放射性衰变- 核裂变和核聚变8. 物理实验：- 基本的物理测量技术- 误差分析- 物理实验设计和数据处理9. 物理思维和解题技巧：- 物理问题的建模- 物理图像的绘制- 逻辑推理和数学运算物理竞赛不仅考察学生对物理知识的掌握程度，还考察他们的逻辑思维能力、数学运算能力以及解决实际问题的能力。

因此，除了掌握上述知识点，学生还需要通过大量的练习来提高解题速度和准确率。

同时，了解竞赛的题型和解题策略也是非常重要的。

重点高中物理竞赛热学高中物理竞赛——热学一．分子动理论1、物质是由大量分子组成的（注意分子体积和分子所占据空间的区别）对于分子（单原子分子）间距的计算，气体和液体可直接用3分子占据的空间，对固体，则与分子的空间排列（晶体的点阵）有关。

【例题1】如图6-1所示，食盐（N a Cl ）的晶体是由钠离子（图中的白色圆点表示）和氯离子（图中的黑色圆点表示）组成的，离子键两两垂直且键长相等。

已知食盐的摩尔质量为58.5×10－3 kg/mol ，密度为 2.2×103kg/m 3，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol －1，求食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心之间的距离。

【解说】题意所求即图中任意一个小立方块的变长（设为a ）的2倍，所以求a 成为本题的焦点。

由于一摩尔的氯化钠含有N A 个氯化钠分子，事实上也含有2N A 个钠离子（或氯离子），所以每个钠离子占据空间为v=Am olN 2V而由图不难看出，一个离子占据的空间就是小立方体的体积a 3，即a 3=Am ol N 2V =Am ol N 2/M ρ，最后，邻近钠离子之间的距离l=2a【答案】3.97×10－10m 。

〖思考〗本题还有没有其它思路？〖答案〗每个离子都被八个小立方体均分，故一个小立方体含有8 1×8个离子=21分子，所以…（此法普遍适用于空间点阵比较复杂的晶体结构。

） 2、物质内的分子永不停息地作无规则运动固体分子在平衡位置附近做微小振动（振幅数量级为0.1A 0），少数可以脱离平衡位置运动。

液体分子的运动则可以用“长时间的定居（振动）和短时间的迁移”来概括，这是由于液体分子间距较固体大的结果。

气体分子基本“居无定所”，不停地迁移（常温下，速率数量级为102m/s ）。

无论是振动还是迁移，都具备两个特点：a 、偶然无序（杂乱无章）和统计有序（分子数比率和速率对应一定的规律——如麦克斯韦速率分布函数，如图6-2气体分子的三种速率。

热学基本概念知识点总结热学是物理学中的一个重要分支，研究的是物体内部及与周围环境之间的能量传递和转化规律。

在热学中有一些基本概念和原理，掌握这些知识点对于理解热学的基本原理和应用具有重要意义。

本文将对热学的基本概念知识点进行总结，帮助读者快速了解热学的基础知识。

1. 温度和热量温度是物体内部分子或原子运动的剧烈程度的度量。

热量是能够使物体温度升高或降低的能量。

温度和热量的单位分别是摄氏度（℃）和焦耳（J）。

2. 热平衡和热力学第零定律当两个物体处于热平衡状态时，它们之间不存在热量的传输。

热力学第零定律指出，如果两个物体分别与第三个物体处于热平衡状态，那么这两个物体也处于热平衡状态。

3. 热传导和导热系数热传导是物质内部热量传递的过程，导热系数是描述物质导热性能的物理量。

导热系数越大，物质的导热能力越强。

4. 热容和比热容热容是物体吸收或释放单位温度变化时所需的热量。

比热容是单位质量物质所吸收或释放的单位温度变化时所需的热量。

不同物质的比热容不同，常用的比热容单位是焦耳/(克·摄氏度)。

5. 热膨胀和热膨胀系数热膨胀是物体在受热时体积或长度的变化。

热膨胀系数是描述物体在单位温度变化下长度或体积变化的比例关系。

不同物质的热膨胀系数不同，常用的热膨胀系数单位是1/摄氏度。

6. 热力学第一定律热力学第一定律，也称能量守恒定律，表示能量在物体内部的转化和传递过程中始终保持不变。

它建立了能量变化与热量和功之间的关系，即ΔU = Q - W，其中U表示内能，Q表示吸热，W表示做功。

7. 热力学第二定律热力学第二定律描述了热量的自然流动方向和能量转化的不可逆过程。

其中熵增原理是热力学第二定律的重要表述，即在孤立系统中，熵不会减少，只会增加或保持不变。

8. 热机和热效率热机是利用热能向其他形式的能量转化的机器，例如蒸汽机、内燃机等。

热效率表示热机输出功的比例，通常用η表示，η=|W|/|Qh|，其中|W|表示输出功，|Qh|表示输入热量。

第八章 热 学第一讲 热学基础一、总述热学是研究和温度有关的热现象所符合的规律。

热学分为热力学和统计热学。

分别是研究热学的二个分支，两种方法。

热力学：通过实验得出一系列的规律，从而得出物质的各项物理量随温度的变化描述。

是从宏观角度表述热学规律的。

统计热学：以分子动理论为基础，利用数学统计方法，得出物理规律。

是从微观的角度 表述热学规律的。

二、温标表示温度的一种方法。

常见的几种温标：1、摄氏温标：规定水在一个标准大气压下的冰点为0度，沸点为100度，中间的温度以水银的体积膨胀为准。

单位C 02、华氏温标：水的冰点为32度，水的沸点为212度，单位：F 0两种温标的换算关系：100180)32(00⨯-=F t t C t 3、热力学温标（理想气体温标）：根据热力学定律得出的与测温物质无关的温标。

单位K 。

15.273+=t T t T ∆=∆，热力学温度是一个基本物理量。

三、内能定义: 物体所有分子动能和分子势能之和。

有关因素: 微观: 分子数、分子运动的剧烈程度、 分子间距 宏观：温度、体积、摩尔数 内能是一个状态量。

任何物体都有内能。

四、热力学第一定律 U Q W ∆=+做功W ：是一个过程量，从相同的初态到相同的未态，经过不同的过程做功是不同的。

通过做功可以实现其它形式的能和内能之间的转化。

热量Q ：也是一个和过程有关的物理量，从相同的初态到相同的未态，经历不同的过程，吸收或释放的热量是不同的。

通过热传递可以实现物体间内能的转移。

热传递的方式物体之间或同一物体的各部分间的热量转移过程叫做热传递。

发生热传递的条件是物体之间或同一物体的不同部分存在着温度差。

热传递的方向，热量总是由高温物体自发地传给低温物体，或从物体的高温部分自发地传到低温部分。

热传递方式有三种：对流、传导和辐射。

（1）对流液体和气体中较热部分与较冷部分间，由于密度的差别，形成循环流动，使温度渐趋均匀一致的过程即为对流。

对流是液体和气体中传热的主要形式，气体对流现象比液体明显。

高中物理竞赛辅导教程(新大纲版)一、力学部分1. 运动学- 基本概念：位移、速度、加速度。

位移是矢量，表示位置的变化；速度是描述物体运动快慢和方向的物理量，加速度则反映速度变化的快慢。

- 匀变速直线运动公式：v = v_0+at，x=v_0t+(1)/(2)at^2，v^2-v_{0}^2 = 2ax。

这些公式在解决直线运动问题时非常关键，要注意各物理量的正负取值。

- 相对运动：要理解相对速度的概念，例如v_{AB}=v_{A}-v_{B}，在处理多个物体相对运动的问题时很有用。

- 曲线运动：重点掌握平抛运动和圆周运动。

平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动；圆周运动中要理解向心加速度a =frac{v^2}{r}=ω^2r，向心力F = ma的来源和计算。

2. 牛顿运动定律- 牛顿第二定律F = ma是核心。

要学会对物体进行受力分析，正确画出受力图。

- 整体法和隔离法：在处理多个物体组成的系统时，整体法可以简化问题，求出系统的加速度；隔离法用于分析系统内单个物体的受力情况。

- 超重和失重：当物体具有向上的加速度时超重，具有向下的加速度时失重，加速度为g时完全失重。

3. 动量与能量- 动量定理I=Δ p，其中I是合外力的冲量，Δ p是动量的变化量。

- 动量守恒定律：对于一个系统，如果合外力为零，则系统的总动量守恒。

在碰撞、爆炸等问题中经常用到。

- 动能定理W=Δ E_{k}，要明确功是能量转化的量度。

- 机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的系统内，机械能守恒。

要熟练掌握机械能守恒定律的表达式E_{k1}+E_{p1}=E_{k2}+E_{p2}。

二、电磁学部分1. 电场- 库仑定律F = kfrac{q_{1}q_{2}}{r^2}，描述真空中两个静止点电荷之间的相互作用力。

- 电场强度E=(F)/(q)，电场线可以形象地描述电场的分布情况。

- 电势、电势差：U_{AB}=φ_{A}-φ_{B}，电场力做功与电势差的关系W = qU。

物理竞赛辅导——热学初步知识知识内容1、 温度及温度计：温度的意义、单位；温度计的构造及测温原理；温度计的使用。

2、 熔化与凝固：熔化现象，凝固现象；熔点，凝固点；熔化吸热，凝固放热；晶体和非晶体的熔化。

3、 汽化：汽化现象；蒸发与沸腾的区别与联系；影响蒸发快慢的因素；蒸发吸热，沸腾吸热；沸点，沸点与压强的关系。

4、 液化：液化现象，液化放热。

5、 升华与凝华：升华现象，凝华现象。

6、 分子动理论：扩散现象；分子运动论的内容。

7、 内能：内能的定义；改变物体内能的方法。

8、 热量与比热容：热量的意义；热什；热量的计算；比热容的概念。

9、 热机：热机的工作原理；热机效率；汽油机与柴油机的构造和工作过程区别。

应用举例例1、 在寒冷的冬天，用手去摸室外的铁棍，感觉非常凉，有时不会发生粘手的现象，好像铁棍表面有一层胶。

而在同样环境下，用手去摸木棍却感觉不太凉，也不会发生粘手的现象，这是为什么？例2、为了比较1、2两种材料的保温性能小红在两个同样的烧瓶中灌满水，加热到相同的温度后分别用厚度相同的1、2两种保温材料包好，定时测量烧瓶中水的温度。

实验过程中室温保持不变。

他想用这种方法比较两种材料的保温性能。

表中给出了在时刻t （单位是分）测得的两个烧瓶中的水温T 1、T 2的几组数据。

根据这些数据在下面的方格纸中作出表示水温与时间关系的图象并回答以下问题：1. 哪种材料的保温性能较好？ 2. 当时的室温大约是多少？例3冬天手冷时，用嘴向手上“哈气”（即缓缓持吹气），手会感到暖和，而若用劲向手上吹气，手不但不会暖和，反会更冷，这是什么原因？例4冬季的一个星期天，小学生明明坐着着爸爸开的小汽车去郊游。

车开出不久，明明发现汽车前车窗的玻璃慢慢变得不够透明了，影响了观察车前方的情况。

明明用手擦了擦，玻璃变得透明了，可过了一会儿，玻璃又模糊了。

这时明明看见爸爸用手扳动了操作盘上的一个开关，没过多久，玻璃就变和透明了，一路上再也没有出现不透明的情况。