高中物理选修3-3、4、5讲义.doc

选修3-3

一、知识精讲
（一） 分子动理论
1、物体是由大量分子组成的
微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0
宏观量：物质体积V、摩尔体积VA、物体质量m、摩尔质量M、物质密度ρ。
联系桥梁：阿伏加德罗常数（NA＝6.02×1023mol－1）
（1） 分子质量：
（2） 分子体积：
（对气体，V0应为气体分子占据的空间大小）
（3）分子大小：(数量级10-10m)
球体模型． 直径（固、液体一般用此模型）
立方体模型． （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）
注意：
u 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)；
气体分子间距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子 质量。
u 分子体积很小，它的直径数量级是10-10m．
油膜法测分子直径：d = V/s，V是油滴体积，s是水面上形成的单层分子油膜的面积．
u 分子质量很小，一般分子质量的数量级是10-26 kg．
u 分子间有空隙．
u 阿伏伽德罗常数：l摩的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值为
　　NA = 6.02×1023mol-1．
阿伏伽德罗常数是个十分巨大的数字，分子的体积、质量都十分小，从而说明物质是由大量分子组成的．
（4）分子的数量： 或者
2、分子永不停息地做无规则运动
（1）扩散现象：不同物质彼此进入对方的现象。温度越高，扩散越快。直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动。
温度越高分子运动越剧烈。
（2）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。
发生原因是固体微粒受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而间接说明了液体分子在永不停息地做无规则运动．
注意：
① 布朗运动是固体微粒的运动而不是固体微粒中分子的无规则运动．
②布朗运动反映液体分子的无规则运动但不是液体分子的运动．
③课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹．
④微粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显．
3、分子间存在相互作用的引力和斥力
①分子间引力和斥力一定同时存在，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化快，实际表现出的分子力是分子引力和分子斥力的合力
③分子力的表现及变化，对于曲线注意两个距离，即平衡距离r0（约10－10m）与10r0。
（ⅰ）当分子间距离为r0时，分子力为零。
（ⅱ）当分子间距r＞r0时，引力大于斥力，分子力表现为引力。当分子间距离由r0增大时，分子力先增大后减小
（ⅲ）当分子间距r＜r0时，斥力大于引力，分子力表现为斥力。当分子间距离由r0减小时，分子力不断增大
（4）r＞10r0后，f引、f斥都迅速减为零，可认为分子力F = 0
（二） 温度和内能
1、分子不规则运动统计规律
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。
2、 分子平均动能
物体内所有分子动能的平均值。
①温度是分子平均动能大小的标志。温度越高，分子平均动能越大。
②温度相同时任何物体的分子平均动能相等，但平均速率一般不等（分子质量不同）．
x
0
EP
r0
3、分子势能
(1)一般规定无穷远处分子势能为零，
(2)分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加。
(3)分子势能与分子间距离r0关系
①当r＞r0时，r增大，分子力为引力，分子力做负功分子势能增大。
②当r＞r0时，r减小，分子力为斥力，分子力做负功分子势能增大。
③当r=r0（平衡距离）时，分子势能最小（为负值）
(3)决定分子势能的因素：从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。（注意体积增大，分子势能不一定增大）；从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。
4、内能
物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和
(1) 内能是状态量
(2) 内能是宏观量，只对大量分子组成的物体有意义，对个别分子无意义。
(3) 物体的内能由物质的量（分子数量）、温度（分子平均动能）、体积（分子间势能）决定，与物体的宏观机械运动状态无关．内能与机械能没有必然联系

（三） 气体
探究一定质量理想气体压强p、体积V、温度T之间关系，采用的是控制变量法
三种变化：①等温变化，玻意耳定律：PV＝C②等容变化，查理定律： P / T＝C
等压变化，盖—吕萨克定律：V/ T＝C
1、玻意耳定律
　　（1）内容概述：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强跟体积成反比，
　　（2）数学表达式：P∝或 P1Vl ＝ P2V2
　　（3）图象解析：玻意耳定律可以用图线表示．在平面直角坐标系中，用纵轴表示气体的压强P，用横轴表示气体的体积V，在坐标平面上的点代表气体的一个状态．温度相同的一系列点组成的曲线就是气体的等温线，代表气体的一个等温变化过程．

　　由于等温变化过程中气体的体积和压强成反比，因而等温线是双曲线的一支．对于一定质量的气体而言，不同的等温线对应于气体的不同温度．PV乘积越大的等温线表示气体的温度越高．如上图所示的两条等温线，在相同压强下的体积V2＞V1，就表示它们分别代表的温度T2＞Tl.同样也可以根据相同体积下的压强大小来判断温度高低．利用图线反映状态变化情况就比较直观．
　　（4）解题方法指导：在使用玻意耳定律解题时，要首先明确所研究的气体，尽可能分析清楚气体的变化过程，选择变化过程中的某两个状态正确写出它们的状态参量(包括未知量)，然后根据玻意耳定律列出方程，设法从所列方程中解出要求的末知量。
2、查理定律
　　（1）内容概述：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强跟热力学温度成正比。
　　（2）数学表达式： P ∝ T 　或
　　（3）图线解析：查理定律可以用图线表示．在平面直角坐标系中，用纵轴表示气体的压强，用横轴表示气体的热力学温度T，在坐标平面上的点代表气体的一个状态，体积相同的一系列点组成的曲线就是气体的等容线，代表气体的等容变化过程。

　　由于等容变化过程中气体的压强与热力学温度成正比，因而等容线是一条倾斜的直线．对于一定质量的气体而言，不同容积下的等容线对应于气体的不同体积．P/T的值越大的等容线表示气体的体积越小．如上图所示的两条等容线分别代表的体积关系为V2＞V1.延长等容线可以看到，当P＝0时，等容线的延长线通过坐标原点，这时对应的热力学温度为0（K）．实际上，在温度降到0（K）之前，查理定律已不适用，因此等容线向坐标原点方向的延长线要用虚线表示．
3、盖·吕萨克定律
　　（1）内容概述：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比
　　（2）数学表达式： V ∝ T，
　　（3）图象解析：盖·吕萨克定律也可以用图线表示．在平面直角坐标系中，用纵轴表示气体体积V，用横轴表示气体的热力学温度T，在坐标平面上的点代表气体的一个状态．压强相同的一系列点组成的曲线就是气体的等压线，代表气体的等压变化过程．

　　由于等压变化过程中气体的体积与热力学温度成正比，因而等压线是一条倾斜的直线．对于一定质量的气体而言，不同压强下等压的等压线对应着气体的不同压强，V/T的值越大的等压线表示气体的压强越小．如上图所示的两条等压线分别代表的压强关系为P2>P1 .延长等压线可以看到，当V＝0时，等压线的延长线通过坐标原点，这时对应的热力学温度为0（K），这时气体不能看作理想气体，盖·吕萨克定律已不适用，因此等压线向坐标原点方向的延长线也要用虚线表示。
4、理想气体状态方程
　　（1）内容：一定质量的理想气体，压强和体积的乘积与热力学温度的比值等于一个常量。
　　即
　　（2）理想气体状态方程的应用：用理想气体状态方程解决问题时，要注意选取一定质量的气体作为研究对象，根据题目叙述的状态变化过程，选择变化过程中的两个状态、并分析其状态参量，状态参量不一定都是已知量，很多情况下它会包含题目所要求的未知量，如气缸活塞类问题，往往根据活塞的平衡来确定气体的压强，试管水银柱类的问题，若水银柱平衡，可由平衡条件来求气体的压强，若水银柱处于加速状态，可由牛顿第二定律确定水银柱所受气体的压力从而确定气体的压强。一旦破译了题设的有关隐含量，再根据理想气体状态方程可列出方程并求出未知量．对于有两部分或者两部分以上气体相联系的问题，由于涉及的物理量比较多，通常难度也比较大，因而在高考中也时常出现，解决这类问题时，不仅要有扎实的基本功，还需要有清晰的思路和综合分析能力。
5、重难点知识讲解
1) 关于温度、压强的理解:
　　温度：宏观上表示物体的冷热程度；微观上是分子平均动能的标志．
　　压强：宏观上是单位面积上所受的压力；微观上是大量气体分子对器壁的频繁碰撞所致．
2) 求封闭气体压强的两种基本方法：
　　①如果封闭物（如液柱、活塞等）静止或匀速运动时，则采用平衡法，即ΣF=0
　　②如果封闭物（如液柱或活塞等）做匀变速运动时，则采用牛顿第二定律求解法，即ΣF=ma．
3) 常见的气体压强单位的换算：l标准大气压=76cmHg=1.013×105Pa=10.34米水柱
4) 在做好玻意耳定律的实验的基础上学会采用三种方或描述：列表法：图线法；数学公式表达法．
5) 在P-V图象上的等温线特点：等温线是一簇双曲线，在这簇双曲线里越远离坐标原点的双曲线代表温度越高．
6) 为了证实等温变化曲线是双曲线，可采用画图象来直观反映。此时在图象里反映的是过坐标原点的正比直线，且斜率大者温度高．
7) 应用玻意耳定律解题要跟踪一定质量的气体，先找出对应的始末状态的P、V参量，再列方程求解，方程式两边的单位只要能统一即可．
8) 正确理解的物理含义，注意p0为0℃时气体的压强，pt为t℃时气体的压强．
9) 在p—t图像上的等容线特点：等容线是一簇不过坐标原点的倾斜直线，在这簇倾斜直线里斜率越小，体积越大；斜率越大，体积越小。
10) 查理定律的微观解释：在单位体积内所含的分子数不变的情况下，温度升高，单位时间内分子撞击器壁的次数增多，而且每次撞击器壁的冲力也增大，所以气体的压强增大；反之，温度降低，则压强减小．
11) 热力学温度和摄氏温度的每一度温差的大小是相同的，即ΔT=Δt；只是它们的零度起点不同．绝对零度是宇宙间低温的极限，只能无限接近，永远无法达到．
12) 引入热力学温标后的查理定律表达式：p1/p2=T1/T2 或 p/T=恒量 或 p=KT（K为恒量）
13) 判断两团气体被液柱（或活塞）隔开，当温度变化时液柱（或活塞）移动问题的基本方法：设等容法。即。
14) 、理想气体的微观模型：每个分子都可以看作是弹性小球；气体分子本身的大小可以不计；除碰撞的瞬间外，气体分子之间没有相互作用．
15) 推导气态方程基本方法：假设中间过渡状态，设气体先等压变化后等容变化；也可采用先等容变化后等压变化来进行推导。
16) 气体实验定律的图线意义，如图所示．要注意：
①　 各定律在p-V、p-T和V-T图像中的对应围线形状．
②　 图线中某点所代表的物理意义；图线中某线段所代表的物理意义．
③　 （3）对于一定质量的气体；p-V图线的p·V积的大小反映气体的温度高低；p-T图线的斜率大小反映气体的体积：V－T图线的斜率大小反映气体的压强．

17) 应用气态方程解题的方法步骤
　　①选取研究对象，即确定研究的是哪一部分气体(或哪几部分气体)，并将这部分气体从周围环境中“隔离”出来．
　　②对研究对象进行状态分析和状态变化过程分析，即分析初、末状态的压强、体积和温度中，哪些已知，哪些未知；有时还有中间态（为避免混淆可画简图或列图表进行对比分析）．还要分析状态变化的特点(质量有无变化、有无不变的参量等)．
　　③据状态变化特点列方程．若问题只与气体的一个状态相关，应选用列方程，若涉及两个状态，且气体质量不变，应选用 列方程，如果有两个以上的研究对象，有时还要利用它们之间的压强关系、体积关系或温度关系列出辅助方程．
　　④解方程，统一单位，进行运算，求出结果．有时还需对结果进行必要的讨论，在应用定质量气态方程解题时，公式两边的P和V的单位必须统一．在应用克拉珀龙方程 解题时，R的单位要与P、V的单位相适应；在国际单位制中，压强的单位为“Pa”，体积的单位为“m3”，温度的单位为“K”，摩尔气体常量R ＝ 8.3J/mol·K．无论用气态方程的哪种形式解题，T的单位都必须采用热力学温度．
18) 被封闭的气体的压强问题
　　在应用气体定律和气态方程解题时，往往要选择被封闭的气体为研究对象，正确求解气体的压强是解题的关键．被封闭的气体压强的计算一般有以下几种方法．
①　 利用连通器原理．在同种液体中同一水平面上的各点压强都相等．当管内液面低于管外液面时（如图所示），设大气压强为p0，管内液体与管外液体便构成了一个连通器，在同一水平面上分别取两点A,B，故pA=pB，由于pA=po+ρ液gh，而且p气=pB，故有p气=PO-ρ液gh．
　　当管内液面高于管外液面时（如图所示），分析方法与上述相同，容易得到：p气=PO-ρ液gh．

②　 利用静力平衡原理
　　如果气体被液体或其它物体所封闭．且处于平衡状态．可以利用力的平衡原理求解．
　　注意：在进行压强的加减运算时，一定要注意压强单位的统一；
　　静力平衡法只适用于热学系统处于静止或匀速运动状态封闭气体压强的计算．
③　 应用牛顿运动定律求解
　　若封闭气体的系统作匀变速运动时，可以对研究对象进行受力分析、并应用牛顿第二定律列出动力学方程来求出被封闭的气体的压强．
19) 利用图象讨论气体状态变化问题
　　利用图象讨论气体状态的变化首先必须熟悉气体三个等值变化的基本图象及与三个等值变化直接相关的物理量的变化情况．
①　 等温变化的图象
　　一定质量的气体等温变化的图线在P－V图上是以P轴、V轴为渐近线的双曲线，质量一定，温度越高，该双曲线越偏离PV轴．若温度一定，等温线偏离P、V轴愈远，则对应气体质量愈大．如图所示，若质量一定，则TI＞TII；若温度一定，则mI＞mII．
等容图象

②　 等容变化的图象
　　一定质量的气体等容变化的图线在P-T图上是一条（延长线）过原点的直线。质量一定，容积越大，直线的斜率越小（取一确定的温度，容积越大，压强越小，直线的斜率越小）．若容积一定，质量越大，直线的斜率越大．如图所示，若质量一定，则VI＜VⅡ，若容积一定，则mI＞mII．
③　 等压变化的图象
　　一定质量的气体等压变化的图线在V-T图上是一条（延长线）过原点的直线．质量一定，压强越大，直线的斜率越小；若压强一定，质量越大，直线的斜率越大．若质量一定，则PI＜PⅡ；若压强一定，则mI＞mⅡ．

④　 、应用图线判定气体某热循环过程能否实现的问题
6、饱和汽和饱和汽压
1) 饱和汽与饱和汽压：
在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数，这时汽的密度不再增大，液体也不再减少，液体和汽之间达到了平衡状态，这种平衡叫做动态平衡。我们把跟液体处于动态平衡的汽叫做饱和汽，把没有达到饱和状态的汽叫做未饱和汽。在一定温度下，饱和汽的压强一定，叫做饱和汽压。未饱和汽的压强小于饱和汽压。
饱和汽压影响因素：①与温度有关，温度升高，饱和气压增大 ②饱和汽压与饱和汽的体积无关
2) 空气的湿度
①　 空气的绝对湿度：用空气中所含水蒸气的压强来表示的湿度叫做空气的绝对湿度。
②　 空气的相对湿度：
相对湿度更能够描述空气的潮湿程度，影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受。
③　 （干湿泡湿度计：两温度计的示数差别越大，空气的相对湿度越小。

（五）物态和物态变化
1. 固体
1) 晶体和非晶体
①　 晶体内部的微粒排列有规则，具有空间上的周期性，因此不同方向上相等距离内微粒数不同，使得物理性质不同（各向异性），由于多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体（单晶体）集合而成，因此不显示各向异性，形状也不规则。
②　 单晶体：如果一个物体就是一个完整的晶体，这样的晶体叫做单晶体。例如：雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等。多晶体：如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体叫做多晶体．其中的小晶体叫做晶粒。
u 多晶体没有规则的几何形状．
u 多晶体不显示各向异性（每一晶粒内部都是各向异性的），有确定的熔点（固体是否有确定的熔点，可作为区分晶体非晶体的标志）
③　 一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现。许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体。在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时，几乎所有的材料都能成为非晶体晶体。
④　 达到熔点后由固态向液态转化，分子间距离要加大。此时晶体要从外界吸收热量来破坏晶体的点阵结构，所以吸热只是为了克服分子间的引力做功，只增加了分子的势能。分子平均动能不变，温度不变。
⑤　 常见的晶体有：石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等．
⑥　 几种常见晶体的规则外形：　食盐的晶体呈立方体形；　明矾的晶体呈八面体形；　石英的晶体中间是一个六棱柱，两端呈六棱锥；　雪花是水蒸气在空气中凝华时形成的晶体，一般为六角形的规则图案
2. 液体
1) 液体的微观结构
①　 液体有一定的体积，不易被压缩，这一特点跟固体—样；另一方面又像气体，没有一定的形状，具有流动性。
②　 液体的分子间距离大约为r0，相互作用较强，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，这一点跟固体分子的运动情况类似。但液体分子没有固定的平衡位置，它们在某一平衡位置附近振动一小段时间后，又转到另一个平衡位置去振动。这就是液体具有流动性的原因。这一个特点明显区别于固体。
③　 液体与非晶体的微观结构很类似。非晶体随着温度的升高而逐渐软化，流动性也逐渐增加。因此，有时把非晶体看作是过冷液体，而固体往往只专指晶体。液体的表面张力
2) 液晶：介于固体和液体之间的特殊物态
物理性质①具有晶体的光学各向异性——在某个方向上看其分子排列比较整齐②具有液体的流动性——从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．
3) 液体的表面张力现象和毛细现象
①　 表面张力──表面层（与气体接触的液体薄层）分子比较稀疏，r＞r0，分子力表现为引力，在这个力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，这个力就是表面张力。表面张力方向跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直。
②　 浸润和不浸润现象：
放在洁净的玻璃板上的一滴水，会附着在玻璃板上形成薄层．把一块洁净的玻璃片浸入水里再取出来，玻璃表面会沾上一层水．这种现象叫做浸润。对玻璃来说，水是浸润液体。
放在洁净的玻璃板上的一滴水银，能够在玻璃板上滚来滚去，而不附着在上面．把一块洁净的玻璃片浸入水银里再取出来，玻璃上也不附着水银．这种现象叫做不浸润。对玻璃来说，水银是不浸润液体．
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。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。

附着层的液体分子比液体内部
分子力表现
附着层趋势
毛细现象
浸润
密
排斥力
扩张
上升
不浸润
稀疏
吸引力
收缩
下降
（３）毛细现象：对于一定液体和一定材质的管壁，管的内径越细，毛细现象越明显。
①管的内径越细，液体越高
②土壤锄松，破坏毛细管，保存地下水分；压紧土壤，毛细管变细，将水引上来

(五)热力学定律
1、改变物体内能的两种方式：做功和热传递。
做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，但它们的本质不一样；做功是其他形式的能和内能之间的转化，热传递是物体间内能的转移。做4.2J的功与传递1cal（卡路里）的热量，在改变物体内能上是等效的。热功当量J＝4.2J/cal。
①等效不等质：做功是内能与其他形式的能发生转化；热传递是不同物体（或同一物体的不同部分）之间内能的转移，它们改变内能的效果是相同的。
②概念区别：温度、内能是状态量，热量和功则是过程量，热传递的前提条件是存在温差，传递的是热量而不是温度，实质上是内能的转移．
2、热力学第一定律
(1)内容：一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，外界对物体做的功W与物体从外界吸收的热量Q之和等于物体的内能的增加量ΔU
(2)数学表达式为：ΔU＝W+Q
(3)符号法则：

做功W
热量Q
内能的改变ΔU
取正值“+”
外界对系统做功
系统从外界吸收热量
系统的内能增加
取负值“－”
系统对外界做功
系统向外界放出热量
系统的内能减少

(4)绝热过程Q＝0，关键词“绝热材料”或“变化迅速”
(5)对理想气体：①ΔU取决于温度变化，温度升高ΔU>0，温度降低ΔU<0 ②W取决于体积变化，v增大时，气体对外做功，W<0；v减小时，外界对气体做功，W>0；③特例：如果是气体向真空扩散，W＝0
3、能量守恒定律：
（1）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。这就是能量守恒定律。
（2）第一类永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功的机器。（违背能量守恒定律）
注意：热量和内能的区别：热量是热传递过程中物体内能的改变量。内能则是物体内所有分子的动能与分子势能的总和。热量与物体的内能多少、温度高低无关。
4、热力学第二定律
（1）热传导的方向性：热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行，但相反方向却不能自发地进行，即热传导具有方向性，是一个不可逆过程。
（2）说明：
①“自发地”过程就是在不受外来干扰的条件下进行的自然过程。
②热量可以自发地从高温物体传向低温物体，热量却不能自发地从低温物体传向高温物体。
③热量可以从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助”，就是要由外界对其做功才能完成。
（3）热力学第二定律的两种表述
①克劳修斯表述：不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。
②开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功而不引起其他变化。
（4） 热机
①热机是把内能转化为机械能的装置。其原理是热机从高温热源吸收热量Q1，推动活塞做功W，然后向低温热源（冷凝器）释放热量Q2。（工作条件：需要两个热源） ②由能量守恒定律可得： Q1=W+Q2 ③我们把热机做的功和它从热源吸收的热量的比值叫做热机效率，用η表示，即η= W / Q1 ④热机效率不可能达到100%
（5） 第二类永动机
①设想：只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。
②第二类永动机不可能制成，不违反热力学第一定律或能量守恒定律，违反热力学第二定律。原因：尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化成机械能而不引起其他变化；机械能和内能的转化过程具有方向性。
（6）推广：与热现象有关的宏观过程都是不可逆的。例如；扩散、气体向真空的膨胀、能量耗散。
（7）熵和熵增加原理
①热力学第二定律微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动无序程度增大的方向进行。
②熵：衡量系统无序程度的物理量，系统越混乱，无序程度越高，熵值越大。
③熵增加原理：在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行。热力学第二定律也叫做熵增加原理。
（8）能量退降：在熵增加的同时，一切不可逆过程总是使能量逐渐丧失做功的本领，从可利用状态变成不可利用状态，能量的品质退化了。（另一种解释：在能量转化过程中，总伴随着内能的产生，分子无序程度增加，同时内能耗散到周围环境中，无法重新收集起来加以利用）

晶　体
非晶体
单晶体
多晶体
外　形
规　则
不规则
不规则
熔　点
确　定
不确定
物理性质
各向异性
各向同性

5、热力学第三定律
　　宇宙中存在着温度的下限：—273.15℃，以这个下限为起点的温度叫做热力学温度，用T，单位是开尔文，符号是K，热力学温度T同摄氏温度t的换算关系是：T = t + 273.15K
　　对大量事实的分析表明：热力学零度不可达到。这个结论称做热力学第三定律。尽管热力学零度不可能达到，但是只要温度不是绝对零度就总有可能降低。因此，热力学第三定律不阻止人们想办法尽可能地接近绝对零度。
6、能源、环境
　　能源和环境是两个全球所关注的问题，能源是现代社会生活的重要物质基础，而常规能源的有限储藏量与人类的需求存在矛盾，同时大量消耗常规能源带来了环境问题，正确地协调和解决这一矛盾和问题是生活在地球上每一个人的职责．　　
　　①．能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源．
　　②．常规能源：人们把煤、石油、天然气叫做常规能源，人类消耗的能量主要是常规能源．
　　③．常规能源的储藏是有限的．
　　④．常规能源的大量消耗带来了环境问题
　　温室效应：温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的．石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳．
　　酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨．煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质．
　　光化学烟雾：氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质——光化学烟雾，主要成分是臭氧．
　　另外常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染．
　　常规能源的大量消耗所带来的环境污染既损害人体健康，又影响动植物的生长，破坏经济资源，损坏建筑物及文物古迹，严重时可改变大气的性质．使生态受到伤害．
⑤绿色能源的开发和利用
　　常规能源的短缺和利用常规能源带来的环境污染，使得新能源的开发成为当务之急．
　　绿色能源：在释放能量或能量转化过程中对环境不造成污染的能源叫绿色能源．人类可开发和利用的绿色能源主要有下列几种：
　　风能．
　　水流（河流、潮汐）能．风能和水流能是“可再生能源”而石油、煤炭是不可再生能源．
　　太阳能．
　　热核能、风能、水流能、太阳能是清洁能源．
　　氢能源．
　　反物质能．
大自然赐给人类的绿色能源储量丰富，只要我们科学开发、合理利用，必将对人类做出前所未有的贡献.
二、习题精讲
分子动理论
1.下列说法中正确的是（ ）
A、物质是由大量分子组成的，分子直径的数量级是10-10m
B、物质分子在不停地做无规则运动，布朗运动就是分子的运动
C、在任何情况下，分子间的引力和斥力是同时存在的
D、1kg的任何物质含有的微粒数相同，都是6.02×1023个，这个数叫阿伏加德罗常数
2.关于布朗运动，下列说法正确的是( )
A.布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
B.布朗运动是液体分子无规则运动的反映
C.悬浮在液体中的微粒越小，液体温度越高，布朗运动越显著
D.布朗运动的无规则性反映了小颗粒内部分子运动的无规则性
3.以下说法中正确的是( )
A.分子的热运动是指物体的整体运动和物体内部分子的无规则运动的总和
B.分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动
C.分子的热运动与温度有关：温度越高，分子的热运动越激烈
D.在同一温度下，不同质量的同种液体的每个分子运动的激烈程度可能是不相同的
4.在一杯清水中滴一滴墨汁，经过一段时间后墨汁均匀地分布在水中，只是由于（ ）
A.水分子和碳分子间引力与斥力的不平衡造成的
B.碳分子的无规则运动造成的
C.水分子的无规则运动造成的
D.水分子间空隙较大造成的
5.下列关于布朗运动的说法中正确的是（ ）
A.将碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是碳分子无规则运动的反映
B.布朗运动是否显著与悬浮在液体中的颗粒大小无关
C.布朗运动的激烈程度与温度有关
D.微粒的布朗运动的无规则性，反映了液体内部分子运动的无规则性
6.下面证明分子间存在引力和斥力的试验，错误的是（ ）
A.两块铅压紧以后能连成一块，说明存在引力
B.一般固体、液体很难被压缩，说明存在着相互排斥力
C.拉断一根绳子需要一定大小的力说明存在着相互吸引力
D.碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间存在着斥力
7.关于分子间相互作用力的以下说法中，正确的是（ ）
A.当分子间的距离r=r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力
B.分子力随分子间的距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快，故分子力表现为引力
C.当分子间的距离r<r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大的快，故分子力表现为斥力
D.当分子间的距离r=10-9m时，分子间的作用力可以忽略不计
8.两个分子从相距较远（分子力忽略）开始靠近，直到不能再靠近的过程中（ ）
A.分子力先做负功后做正功 B.分子力先做正功后做负功
C.分子间的引力和斥力都增大 D.两分子从r0处再靠近，斥力比引力增加得快
9.质量相等的氢气和氧气，温度相同，不考虑分子间的势能，则（ ）
A.氧气的内能较大 B.氢气的内能较大
C.两者内能相等 D.氢气分子的平均动能较大
10.以下说法中正确的是（ ）
A.温度低的物体内能小 B.温度低的物体内分子运动的平均速率小
C.物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大
D.以上说法都不对
11.在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中，试验简要步骤如下：
A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长求出油膜的面积S。
B.将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，带油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上。
C.用浅盘装入约2cm深的水，然后用痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上。
D.用公式d=求出薄膜厚度，即油酸分子的大小。
E.根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。
F.用注射器或滴管将事先配置好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数。
上述试验步骤的合理顺序是 。
12. 已知一滴水的体积是6×10-8m3,则这滴水中含有的水分子数为 个。
13. 如果取分子间距离r=r0(r0=10-10m)时为分子势能的零势能点，则r<r0时，分子势能为 值；r>r0时，分子势能为 值。如果取r→∞远时为分子势能的零势能点，则r>r0时，分子势能为 值；r<r0时，分子势能可以为 值。（填“正”、“负”或“零”）
14. 某人做一次深呼吸，吸进400cm3的空气，据此估算他所吸进的空气分子的总数约为 个。（保留一位有效数字）（答案：1×1022）
15．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为2cm，试求
（1）油酸膜的面积是多少cm2；
（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；
（3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径。

16．一个截面积为S的圆形绝热容器装有质量为m的水。已知水的比热容为c，水的温度为t1，在阳光下照射时间为T后，温度升高到t2。若照射时阳光与水平方向的夹角为α，试算出阳光垂直照射时单位面积热辐射的功率。

17．如图所示，在质量为M的细玻璃管中盛有少量乙醚液体，用质量为m的软木塞将管口封闭，加热玻璃管使软木塞在乙醚蒸汽的压力下水平飞出，玻璃管悬于长为L的轻杆上，细杆可绕上端轴O无摩擦转动，欲使玻璃管在竖直平面内做圆周运动，在忽略热量损失的条件下，乙醚最少要消耗多少内能？

气体
1．关于气体分子，下列说法中正确的是 （ ）
A．由于气体分子间的距离很大，气体分子可以看作质点
B．气体分子除了碰撞以外，可以自由地运动
C．气体分子之间存在相互斥力，所以气体对容器壁有压强
D．在常温常压下，气体分子的相互作用力可以忽略
2． 如图所示，桌子上有台秤，用很多大豆向台秤倾倒，此时台秤示数为N。下述正确的是
A．当倾倒大豆的杯子高度增大时台秤示数减小
B．当倾倒大豆的杯子高度增大时台秤示数不变
C．当相同时间内倾倒大豆的数量增加时台秤示数减小
D．当相同时间内倾倒大豆的数量增加时台秤示数增大
3．一定质量的理想气体处于平衡状态Ⅰ．现设法使其温度降低而压强升高，达到平衡状态Ⅱ，则，下列说法正确的是 （ ）
A．状态Ⅰ时气体的密度比状态Ⅱ时的大
B．状态Ⅰ时分子的平均动能比状态Ⅱ时的大
C．状态Ⅰ时分子间的平均距离比状态Ⅱ时的大
D．状态Ⅰ时每个分子的运动速率都比状态Ⅱ时的分子运动速率大
4．关于密闭容器中气体的压强，下列说法正确的是
A．是由于气体分子相互作用产生的
B．是由于气体分子碰撞容器壁产生的
C．是由于气体的重力产生的
D．气体温度越高，压强就一定越大
5．一定质量的理想气体
A．先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于初始温度
B．先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于初始体积
C．先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于初始温度
D．先等容加热，再等容压缩，其压强必大于初始压强翰林汇
6．一个绝热气缸，气缸内气体与外界没有热交换，压缩活塞前缸内气体压强为p，体积为V。现用力将活塞推进，使缸内气体体积减小到，则气体的压强（ ）
A．等于2p B. 大于2p C. 小于2p D. 等于
7．如图所示，将一气缸悬挂在弹簧下，缸内密闭了一定质量的理想气体，活塞与缸壁间的摩擦不计，若缸内气体的温度升高到某一数值， 下列物理量发生变化的是 A．活塞的高度h
B．缸体的高度H
C.气体的压强p
D.弹簧的长度L
8．一玻璃管开口朝下没入水中，在某一深度恰好能保持静止，假如水面上方的大气压突然降低一些，则试管的运动情况是 （ ）
A．加速上升 B. 加速下降 C. 保持静止 D. 无法判断
10．封闭在贮气瓶中的某种理想气体,当温度升高时,下面哪个说法是正确的( )
(容器的膨胀忽略不计)
A.密度不变,压强增大 B. 密度不变,压强减小
C. 压强不变,密度增大 D. 压强不变,密度减小
9．密闭容器中装有一定质量的气体
A．当密闭容器体积不变时,充入气体质量越多,气体压强越大
B．当密闭容器体积不变时,气体温度越高压强越大
C．当压缩气体体积时,气体压强一定增大
D．当压缩气体体积时,气体压强可能不变
10．如图所示，两个容器A和B容积不同，内部装有气体，其间