高中物理选修3-3知识点归纳演示教学.doc

选修3-3知识点归纳 2017-11-15一、分子动理论1、物体是由大量分子组成：阿伏伽德罗第一个认识到物体是由分子组成的。分子大小数量级10-10m(对固体液体气体) (对固体和液体) 2、油膜法估测分子的大小：，V为纯油酸体积，而不能是油酸溶液体积。实验的三个假设（或近似）：分子呈球形；一个一个整齐地紧密排列；形成单分子层油膜。3、分子热运动： 物体内部大量分子的无规则运动称为热运动，在电子显微镜才能观察得到。扩散现象和布朗运动证实分子永不停息作无规则运动，扩散现象还说明了分子间存在间隙。布朗运动是固体小颗粒在液体或气体中的运动，反映了液体分子或气体分子无规则运动。颗粒越小、温度越高，现象越明显。从阳光中看到教室中尘埃的运动不是布朗运动。4、分子力：分子间同时存在引力和斥力，都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，斥力总比引力变化得快。当r=r0=10-10m时，引力=斥力，分子力为零；当rr0，表现为引力；当rr0，表现为斥力。从无穷远到不能再靠近的距离过程中，分子力先增大，再减小，再增大。当r10r0=10-9m时，分子力忽略不计，理想气体分子距离大于10-9m ，故不计分子力。两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力，但破碎的玻璃不能重新拼接在一起不是因为其分子间存在斥力。5、物体内能：物体内能：物体所有分子做热运动的动能和分子势能的总和。温度是物体分子热运动的平均动能的标志。分子势能与分子间距离有关，分子间距离与体积有关，所以分子势能与体积有关，分子势能可类比弹簧弹性势能，原长相当于r0位置。两分子从很远处移到不能再靠近的距离过程中，分子势能先减小后增大。理想气体：理想化模型（与质点和点电荷一样），理想气体忽略分子间的作用力和分子势能，理想气体的内能只取决于温度。6、热平衡：两个系统在接触时，它们的状态不发生变化，我们就说这两个系统处于热平衡。 热平衡定律：两个系统与第三个系统达到热平衡，则这两个系统也必处于热平衡。7、气体分子运动的统计规律 分子沿各个方向运动的机会相等。空气中单个分子的运动是无规则的，但大量分子的运动是有规律的。分子速率分布遵从一定的统计规律-中间多，两头少。温度升高，分子平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大。二、固体、液体和气体1、晶体及其微观结构：单晶体有规则几何形状、各向异性和确定的熔点区分晶体和非晶体看是否有确定的熔点晶体和非晶体可以相互转化晶体外形的规则性和各向异性是因为其规则的微观结构2、液体与液晶 液体性质介于气体和固体之间，有一定的体积、不易压缩，没有确定的形状、具有流动性，表现为各向同性液体分子排列更接近于固体，微观结构与非晶体类似，严格地说，晶体才是真正的固体液体分子的热运动与固体类似，“游牧生活”，液体扩散比固体快液晶是介于液体和固体之间的中间态，力学性质与液体相似，具有流动性和连续性，在光学性质和电学性质与晶体相似，有各向异性，液晶分子空间排列是不稳定的。3、液体的表面张力 液体表层分子距离比液体内部分子距离大，表层分子势能比液体内部分子势能大液体表层分子受力不平衡，表现为指向液体内部的引力液体表面有收缩的趋势，液体的表面张力与液面相切液体表面张力的现象：早晨的露珠呈球形、小缝衣针和硬币在水中不沉下去、酒杯中的酒高于杯口而不溢出。4、气体状态参量气体状态参量：压强、体积、温度气体体积非气体分子体积的总和，而是指气体分子所能达到的空间体积热力学温度是国际单位制中七个基本单位之一，单位为开尔文，T= t + 273.15K温度反映了物体内部无规则热运动剧列程度，温度越高，分子热运动越激列，分子热运动平均动能越大。压强单位：1Pa=1N/m2 1atm=1.013105Pa=76cmHg=760mmHg给篮球打气到最后，很难打进去，不是因为气体分子间表现为斥力，而是因为球内气体压强大于外界大气压气体压强是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强仍存在。气体压强与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关（即单位体积的分子数）。一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增多。影响气体压强的微观因素是气体分子的平均动能，而不是气体分子的平均速率5、气体实验三定律 玻意耳定律： p-V图象中等温线为一条双曲线查理定律： p-T图象中等容线为一条过原点的直线盖吕萨克定律： V-T图象中等压线为一条过原点的直线 气体实验三定律适用条件：压强不太大、温度不太低理想气体：严格遵守三个实验定律的气体称为理想气体。实际上不存在，是一种理想化模型。理想气体状态方程：6、饱和蒸汽 空气湿度 饱和蒸汽：与液体之间达到了动态平衡的蒸汽饱和汽压：液体的饱和蒸汽所具有的压强。饱和汽压只与温度有关，与体积无关。气体实验定律不适用于饱和蒸汽。如“饱和蒸汽在等温变化的过程中，体积减小压强增大”是错的。空气绝对湿度：单位体积空气所含有的水汽分子数，即水汽密度。一般用水蒸汽压强表示。空气相对湿度：某温度下空气中的绝对湿度即水汽压强和该温度下饱和水汽压强的百分比。绝对湿度大，相对湿度不一定大，相对湿度大，绝对湿度不一定大。 干湿泡温度计中湿泡温度计温度低于干泡温度计，这是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果，温度计示数差越大，说明空气湿度越小。三、热力学基础1、热力学第一定律：公式： 内能增加U为正，内能减少U为负；吸热Q为正，放热Q为负；外界对气体做功W为正，气体对外界做功W为负 与气体实验定律综合应用：如：等压膨胀，一定从外界吸热；等压压缩，一定对外界放热 等容变化，压强减小，内能减少，对外放热 等温膨胀，气体对外做功，从外界吸热能量守恒定律：第一类永动机不可能制成，因为其违反了能量守恒定律 做功和热传递是改变物体内能的两种方式，且是等效的，但在本质上，做功是能量的转化，热传递是能量的转移。2、热力学第二定律： 表述一：热量不能自动从低温物体传递到高温物体。或者说：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。表述二：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化。热机效率小于1。与热现象有关的宏观过程都具有方向性：如热传导、机械能和内能的转化过程、扩散现象等。第二类永动机不可能制成，第二类永动机没有违反能量守恒定律，而违反了热力学第二定律。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。熵是描述物体的无序程度，物体内部分子热运动无序程度越高，物体的熵就越大。