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物理选修3-3知识点总结第七章 分子动理论一.物体是由大量分子组成的热学中的分子：分子是具有各种物质的化学性质的最小微粒。实际上，构成物质的单元是多种多样的，或是原子（如金属）或是离子（如有机物），在热学中，由于这些粒子做热运动时遵从相同的规律，所以统称为分子计算式常用的分子模型： 固体和液体可看成是一个紧挨一个的球形分子排列而成的，忽略分子间的空隙，如图所示其中V表示分子的体积，d表示分子直径（也可以表示分子间距离） 气体分子间的空隙很大，可以把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每一个小立方体的中心，如图所示 d=3v 其中V表示气体分子的活动范围，不能表示气体分子体积（因为气体的分子体积不可求，所以在任何情况下都不能使用气体的分子体积）。D仅表示分子间距离（一） 油膜法估测分子直径实验（除一些生物大分子外，分子直径的数量级为10-10m）原理d=VS V表示一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S表示形成的油膜面积方法：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，在水面上形成油酸薄膜，假设薄膜是由单层的油酸分子组成的，并把油酸分子简化成一个紧挨一个紧密排列的球型，如上图所示，则油膜的厚度认为是油酸分子的直径实验步骤及注意事项： 用酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污，粉尘，以免给实验带来误差； 配置油酸酒精溶液，浓度A=溶质溶质+溶剂 （其中溶液要现配现用，因为酒精易挥发，酒精的作用是稀释） 用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，并记下N滴油酸酒精溶液的总体积V。（则一滴油酸酒精溶液的体积为VN）滴数不易过多，容易记错，也不能太少，不好测量 向浅盘里倒入2cm深的水，并将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上 用注射器或滴管将油酸酒精溶液滴在水面上一滴，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描出油膜的形状 将玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S （不足半格舍去，多余半格算一格） 则d=AVNS 重复上述实验步骤（三）阿伏加德罗常数 1mol任何物质都含有相同的粒子数NA=6.021023mol-1阿伏加德罗常数是连接宏观和微观的桥梁，设物体质量为m，体积V，个数N，摩尔质量MA,摩尔体积VA,，分子质量m0,分子体积V0则 二.分子的热运动（一）扩散现象：不同物质彼此进入对方的现象。扩散速度：V固态V液态V气态影响因素：扩散现象的显著程度与温度有关，温度越高，扩散越快现象的显著程度还受到“已进入对方”分子浓度的限制扩散现象的意义：从微观机理上看，扩散现象说明了物质分子都在永不停息地做无规则运动，是分子永不停息做无规则运动的直接证据。（二）布朗运动：悬浮在液体或气体中的固体颗粒的无规则运动产生原因：受力的不平衡性影响因素：受温度影响，温度越高，布朗运动越剧烈；颗粒越小越明显注:布朗运动是固体微粒的无规则运动，不是分子热运动，但是间接反映了分子的热运动 布朗颗粒肉眼不可见，只能在显微镜先观察到 图片反映的是每隔相同的时间布朗颗粒的位置的连线，因为微观运动不符合宏观规律，所以无法测出布朗运动的实际轨迹（二） 热运动：因为分子的无规则运动与温度有关，所以分子的运动又称为热运动三.分子间的作用力分子间同时存在相互作用的引力和斥力，引力斥力同增同减，但斥力变化比引力快rr0时，斥力大于引力，分子力表现为斥力 r0 r10r0时，斥力小于引力，分子力表现为斥力 r=r0，斥力等于引力，分子力为0 r10r0，引力和斥力几乎为0，分子间作用力几乎可以忽略不计分子动理论：物体是由大量分子组成的；分子在永不停息地做无规则运动；分子之间存在着引力和斥力四.温度和温标1. 温度：宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志2. 温标：温度的数值表示方法 摄氏学温标：规定冰水混合物的温度为0，沸水的温度为100，0-100之间分成100等份，每一份为1。用t表示热力学温标（也叫开氏温标）：七个基本单位之一，用T表示，T=273.15+t3. 平衡态：在没有外界影响的情况下，系统所有的性质都不随时间变化的稳定状态4. 热平衡定律：也叫热力学第零定律，如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。五.内能统计规律：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。多数分子速率都在某个值附近，满足“中间多，两头少”的分布规律1 分子动能定义：组成物体的每个分子由于不停的运动而具有的动能（1） 由于分子永不停息地做无规则运动，所以不论温度高低，分子的动能都不会为零（2） 决定因素：分子的平均动能（即物体的温度，温度是决定分子平均动能的唯一标志）物体所含的分子数目2.分子势能定义：分子间存在着分子力，因此分子组成的系统也具有分子势能，分子势能的大小由分子间的相互位置决定 分子间距离r=r0rr0rr0分子力做功分子间距离增大时，分子力做负功分子间距离减小时，分子力做负功分子势能最小随分子间距离的增大而增大随分子间距离的减小而增大分子力等于零表现为引力表现为斥力3.内能：物体中所有分子做热运动动能和分子势能的总和，叫物体的内能（1）内能的决定因素：在宏观上物体的内能取决于物体所含物质的量，温度和体积在微观上物体的内能取决于物体所含分子的总数，分子的平均动能和分子间的距离（2）比较物体内能的大小和判断物体内能的改变方法：当物体的质量一定时，所含分子数就一定；当物体温度一定时，物体内部分子的平均动能就一定；当物体的体积不变时，物体内部分子间的相对位置就不变，分子势能也不变；当物体发生物态变化时，要吸收或放出热量，使物体的温度或体积发生改变，物体的内能也随之改变。（3）注意：单个分子无内能可言，内能是物体内大量分子热运动和相对位置决定的能； 内能与宏观的机械能是两种不同的能； 温度与宏观的运动无关（4）改变内能的两种方式：做功和热传递做功：其他形式的能转化成物体的内能热传递：内能的转移，前提条件是由温差，传递的是热量若题中说道“迅速”，就意味着无热交换，即是一个绝热的过程温度是状态量，热量是过程量第九章 固态，液态和物态变化一.固体有无固定熔点有无规则的几何外形物理性质和方向性单晶体有有各向异性多晶体有无各向同性非晶体无无各向同性注：1.有无固定的熔点是区分晶体和非晶体的重要标志，而不是几何外形2.多晶体是单晶体的聚合体，所以没有规则的几何外形3.规则几何图形也可以称为空间上具有周期性4.晶体和非晶体不是固定的，在一定条件下可以相互转化5.组成晶体的物质微粒依照一定的规则在空间中整齐的排列，晶体中物质微粒的相互作用很强，微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离，微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动常见的晶体和非晶体：（1）常见的晶体：石英，云母，明矾，食盐，硫酸铜，蔗糖，味精，雪花 说明：雪花是水蒸气凝华时形成的晶体，它们的形状虽不同，但都是六角形的图案，食盐晶体总是立方体形，明矾晶体总是八面体形，石英晶体（俗称水晶）的中间是一个六棱柱，两端是六棱锥（2）常见的非晶体：玻璃，蜂蜡，松香，沥青，橡胶二.液体液体中的分子跟固体一样是紧密排列在一起的，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近所做的微小振动，但液体分子只在很小的区域内有规则的排列，这种区域是暂时形成的，边界和大小随时改变，有时瓦解有时又重新形成。液体由大量这种暂时形成的小区域构成，这种小区域在杂乱无章地分布着。液体的特性：各向同性 一定体积 流动性 扩散比固体容易液体的微观结构：分子间的距离很小，只比固体分子间的距离大3%-4%； 液体分子间的相互作用力很大； 分子的热运动特点表现为振动与移动相结合注：非晶体的微观结构跟液体非常相似，所以严格地说，只有晶体才叫作真正的固体，而非晶体则是黏滞性极大的液体（一）表面张力1.定义：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，它的作用是使液体的表面绷紧，所以叫做液体的表面张力2.形成原因：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子要比液体内部分子稀疏些，分子间距离要比液体内部大，分子间的相互作用力表现为引力，因而引体表面各部分间相互吸引的力叫做表面张力3.表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于页面上的各条分界线。4.表面张力的大小除了跟边界线的长度有关外，还跟液体的种类温度有关5.表面张力的作用：使液体表面具有收缩的趋势，使液体的表面积趋于最小。（二）浸润和不浸润定义现象产生原因浸润一种液体会润湿某种固体，并附着在固体的表面上的现象因受到固体分子的吸引相当强，附着层内的液体分子比液体内部密，附着层内的液体分子间表现为相互排斥的力，这时附着层有扩展的趋势，产生浸润现象不浸润一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面的现象因受到固体分子的吸引比较弱，附着层内的分子比液体内部稀疏，在附着层内就出现跟表面张力相似的收缩力，这时附着层有缩小的趋势，形成不浸润现象注：1.浸润和不浸润也是分子力作用的表现 2.同一种固体，对有些液体浸润，对有些液体不浸润。同一种液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体是不浸润的。例如水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡；水银不能浸润玻璃，但能浸润铅（三）毛细现象1.定义：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，叫做毛细现象，能够发生毛细现象的管叫做毛细管。2.产生原因：毛细现象是浸润或不浸润现象和表面张力共同作用而形成的结果，管越细现象越明显。与重力有关（四）液晶1.定义:有些化合物像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，人们把处于这种状态的物质叫做液晶。2.液晶的特点：液晶具有液体的流动性； 液晶具有晶体的光学各向异性； 液晶的物理性质很容易在外界条件（如电场，压力，光照，温度）的影响下发生改变； 从某个方向上看，液晶分子的排列比较整齐，但是从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章 并不是所有的物质都有液晶态，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3.液晶的应用：（1）做液晶显示器：没有加电压时，液晶是透明的，能使下面反射光线的光束通过，不显示笔画；当加电压时，液晶变浑浊，光线不能通过，显示出笔画；（2）做彩色显示器：在某些液晶中掺入少量多色性染料，染料分子会与液晶分子结合而定向排列，当液晶中的电场强度不同时，它对不同颜色的光吸收强度不同，从而显示出颜色；（3）做生物膜：液晶的特点与生物组织的特点很吻合，可用于研究离子的渗透性，从而了解机体对药物的吸收等生理过程；（4）液晶在医学，电子工业，航空航天工业，日常生活等方面都有重要的应用。三.饱和汽和饱和汽压（一）蒸发与沸腾1.汽化：物质从液态变成气态的过程叫做汽化，汽化需要吸热，有两种方式：蒸发和沸腾2.蒸发：蒸发是只在液体表面进行的比较平缓的汽化现象影响因素：温度，温度越高蒸发越快；液体表面积,表面积越大蒸发越快；表面空气流速蒸发的特点：任何温度下都能进行3.沸腾：沸腾是在一定的压强下，加热液体到某一温度时，在液体的内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象，相应的温度叫做沸点。液体沸腾的条件：达到沸点；继续吸热沸腾的特点：在沸腾的过程中，液体的温度保持不变，等于沸点（二）饱和汽和饱和汽压1.饱和汽和未饱和汽（1）饱和汽：在密闭容器中的液体不断蒸发，液面上的蒸汽也不断地凝结，当这两个同时存在的过程达到动态平衡时，宏观的蒸发也停止了，这种也液态处于动态平衡的蒸汽叫作饱和汽。（2）未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽叫作未饱和汽。2.饱和汽压：在一定温度下，饱和汽的分子密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫作这种液体的饱和汽压。3.影响饱和汽压的因素：饱和汽压跟液体的种类有关，在相同的温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的，挥发性大的液体饱和汽压大饱和汽压跟温度有关，饱和汽压随温度的升高而增大饱和汽压跟体积无关，在温度不变的情况下，饱和汽压不随体积而变化（三）空气的湿度和湿度计1.绝对湿度：空气的湿度可以用空气中所含水蒸气的压强P来表示，这样表示的湿度叫作空气的绝对湿度；2.相对湿度:我们常用空气中水蒸气的压强P与同一温度时水的饱和汽压PS之比来描述空气的潮湿程度，并把这个比值叫作空气的相对湿度，即 相对湿度=水蒸气的实际压强同温下水的饱和汽压