高中物理熱學知識點長選擇題總結?高中物理 2018-12-01一、分子運動論,今天小編就來說說關于高中物理熱學知識點長選擇題總結?下面更多詳細答案一起來看看吧!
高中物理 2018-12-01
一、分子運動論
1.物質是由大量分子組成的
2.分子永不停息地做無規則熱運動
(1)分子永不停息做無規則熱運動的實驗事實:擴散現象和布郎運動。
(2)布朗運動
布朗運動是懸浮在液體(或氣體)中的固體微粒的無規則運動。布朗運動不是
分子本身的運動,但它間接地反映了液體(氣體)分子的無規則運動。
(3)實驗中畫出的布朗運動路線的折線,不是微粒運動的真實軌迹。
因為圖中的每一段折線,是每隔30s時間觀察到的微粒位置的連線,就是在這短短的30s内,小顆粒的運動也是極不規則的。
(4)布朗運動産生的原因
大量液體分子(或氣體)永不停息地做無規則運動時,對懸浮在其中的微粒撞擊作用的不平衡性是産生布朗運動的原因。簡言之:液體(或氣體)分子永不
停息的無規則運動是産生布朗運動的原因。
(5)影響布朗運動激烈程度的因素
固體微粒越小,溫度越高,固體微粒周圍的液體分子運動越不規則,對微粒碰
撞的不平衡性越強,布朗運動越激烈。
(6)能在液體(或氣體)中做布朗運動的微粒都是很小的,一般數量級在
,這種微粒肉眼是看不到的,必須借助于顯微鏡。
3.分子間存在着相互作用力
(1)分子間的引力和斥力同時存在,實際表現出來的分子力是分子引力和斥
力的合力。
分子間的引力和斥力隻與分子間距離(相對位置)有關,與分子的運動狀态無關。
(2)分子間的引力和斥力都随分子間的距離r的增大而減小,随分子間的距離r的減小而增大,但斥力的變化比引力的變化快。
(3)分子力F和距離r的關系如下圖
4.物體的内能
(1)做熱運動的分子具有的動能叫分子動能。溫度是物體分子熱運動的平均動能的标志。
(2)由分子間相對位置決定的勢能叫分子勢能。分子力做正功時分子勢能減小;分子力作負功時分子勢能增大。當r=r0即分子處于平衡位置時分子勢能最小。不論r從r0增大還是減小,分子勢能都将增大。如果以分子間距離為無窮遠時分子勢能為零,則分子勢能随分子間距離而變的圖象如上圖。
(3)物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的内能。物體的内能跟物體的溫度和體積及物質的量都有關系,定質量的理想氣體的内能隻跟溫度有關。
(4)内能與機械能:運動形式不同,内能對應分子的熱運動,機械能對于物體的機械運動。物體的内能和機械能在一定條件下可以相互轉化。
二、固體
1.晶體和非晶體
(1)在外形上,晶體具有确定的幾何形狀,而非晶體則沒有。
(2)在物理性質上,晶體具有各向異性,而非晶體則是各向同性的。
(3)晶體具有确定的熔點,而非晶體沒有确定的熔點。
(4)晶體和非晶體并不是絕對的,它們在一定條件下可以相互轉化。例如把晶體硫加熱熔化(溫度不超過300℃)後再倒進冷水中,會變成柔軟的非晶體硫,再過一段時間又會轉化為晶體硫。
2.多晶體和單晶體
單個的晶體顆粒是單晶體,由單晶體雜亂無章地組合在一起是多晶體。
多晶體具有各向同性。
3.晶體的各向異性及其微觀解釋
在物理性質上,晶體具有各向異性,而非晶體則是各向同性的。通常所說的物理性質包括彈性、硬度、導熱性能、導電性能、光的折射性能等。晶體的各向異性是指晶體在不同方向上物理性質不同,也就是沿不同方向去測試晶體的物理性能時測量結果不同。需要注意的是,晶體具有各向異性,并不是說每一種晶體都能在各物理性質上都表現出各向異性。晶體内部結構的有規則性,在不同方向上物質微粒的排列情況不同導緻晶體具有各向異性。
4.晶體與非晶體、單晶體與單晶體的比較
三、液體
1.液體的微觀結構及物理特性
(1)從宏觀看
因為液體介于氣體和固體之間,所以液體既像固體具有一定的體積,不易壓縮,又像氣體沒有形狀,具有流動性。
(2)從微觀看有如下特點
①液體分子密集在一起,具有體積不易壓縮;
②分子間距接近固體分子,相互作用力很大;
③液體分子在很小的區域内有規則排列,此區域是暫時形成的,邊界和大小随時改變,并且雜亂無章排列,因而液體表現出各向同性;
④液體分子的熱運動雖然與固體分子類似,但無長期固定的平衡位置,可在液體中移動,因而顯示出流動性,且擴散比固體快。
2.液體的表面張力
如果在液體表面任意畫一條線,線兩側的液體之間的作用力是引力,它的作用是使液體面繃緊,所以叫液體的表面張力。
特别提醒:
(1)表面張力使液體自動收縮,由于有表面張力的作用,液體表面有收縮到最小的趨勢,表面張力的方向跟液面相切。
(2)表面張力的形成原因是表面層(液體跟空氣接觸的一個薄層)中分子間距離大,分子間的相互作用表現為引力。
(3)表面張力的大小除了跟邊界線長度有關外,還跟液體的種類、溫度有關。
四、液晶
1.液晶的物理性質
液晶具有液體的流動性,又具有晶體的光學各向異性。
2.液晶分子的排列特點
液晶分子的位置無序使它像液體,但排列是有序使它像晶體。
3.液晶的光學性質對外界條件的變化反應敏捷
液晶分子的排列是不穩定的,外界條件和微小變動都會引起液晶分子排列的變化,因而改變液晶的某些性質,例如溫度、壓力、摩擦、電磁作用、容器表面的差異等,都可以改變液晶的光學性質。
如計算器的顯示屏,外加電壓液晶由透明狀态變為混濁狀态。
五、氣體
1.氣體的狀态參量
(1)溫度:溫度在宏觀上表示物體的冷熱程度;在微觀上是分子平均動能的标志。
熱力學溫度是國際單位制中的基本量之一,符号T,單位K(開爾文);攝氏溫度是導出單位,符号 t ,單位 ℃(攝氏度)。關系是 t = T - T 0 ,其中 T 0 =273.15K
兩種溫度間的關系可以表示為: T = t 273.15K和Δ T =Δ t ,要注意兩種單位制下每一度的間隔是相同的。
0K是低溫的極限,它表示所有分子都停止了熱運動。可以無限接近,但永遠不能達到。
氣體分子速率分布曲線:
圖像表示:擁有不同速率的氣體分子在總分子數中所占的百分比。圖像下面積可表示為分子總數。
特點:同一溫度下,分子總呈“中間多兩頭少”的分布特點,即速率處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較小;溫度越高,速率大的分子增多;曲線極大值處所對應的速率值向速率增大的方向移動,曲線将拉寬,高度降低,變得平坦。
(2)體積:氣體總是充滿它所在的容器,所以氣體的體積總是等于盛裝氣體的容器的容積。
(3)壓強:氣體的壓強是由于大量氣體分子頻繁碰撞器壁而産生的。
(4)氣體壓強的微觀意義:大量做無規則熱運動的氣體分子對器壁頻繁、持續地碰撞産生了氣體的壓強。單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的,但是大量分子頻繁地碰撞器壁,就對器壁産生持續、均勻的壓力。所以從分子動理論的觀點來看,氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。
(5)決定氣體壓強大小的因素:
①微觀因素:氣體壓強由氣體分子的密集程度和平均動能決定:
A.氣體分子的密集程度(即單位體積内氣體分子的數目)越大,在單位時間内,與單位面積器壁碰撞的分子數就越多;
B.氣體的溫度升高,氣體分子的平均動能變大,每個氣體分子與器壁的碰撞(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就大;從另一方面講,氣體分子的平均速率大,在單位時間裡撞擊器壁的次數就多,累計沖力就大。
②宏觀因素:氣體的體積增大,分子的密集程度變小。在此情況下,如溫度不變,氣體壓強減小;如溫度降低,氣體壓強進一步減小;如溫度升高,則氣體壓強可能不變,可能變化,由氣體的體積變化和溫度變化兩個因素哪一個起主導地位來定。
2.氣體實驗定律
3.對氣體實驗定律的微觀解釋
(1)玻意耳定律的微觀解釋
一定質量的理想氣體,分子的總數是一定的,在溫度保持不變時,分子的平均動能保持不變,氣體的體積減小到原來的幾分之一,氣體的密集程度就增大到原來的幾倍,因此壓強就增大到原來的幾倍,反之亦然,所以氣體的壓強與體積成反比。
(2)查理定律的微觀解釋
一定質量的理想氣體,說明氣體總分子數N不變;氣體體積V不變,則單位體積内的分子數不變;當氣體溫度升高時,說明分子的平均動能增大,則單位時間内跟器壁單位面積上碰撞的分子數增多,且每次碰撞器壁産生的平均沖力增大,因此氣體壓強p将增大。
(3)蓋·呂薩克定律的微觀解釋
一定質量的理想氣體,當溫度升高時,氣體分子的平均動能增大;要保持壓強不變,必須減小單位體積内的分子個數,即增大氣體的體積。
六、熱力學定律
1.熱力學第零定律(熱平衡定律):如果兩個系統分别與第三個系統達到熱平衡,那麼這兩個系統彼此之間也必定處于熱平衡。
(1)做功和熱傳遞都能改變物體的内能。也就是說,做功和熱傳遞對改變物體的内能是等效的。但從能量轉化和守恒的觀點看又是有區别的:做功是其他能和内能之間的轉化,功是内能轉化的量度;而熱傳遞是内能間的轉移,熱量是内能轉移的量度。
(2)符号法則: 體積增大,氣體對外做功,W為“一”;體積減小,外界對氣體做功,W為“ ”。
氣體從外界吸熱,Q為“ ”;氣體對外界放熱,Q為“一”。
溫度升高,内能增量DE是取“ ”;溫度降低,内能減少,DE取“一”。
(3)三種特殊情況:
l等溫變化DE=0,即 W Q=0
l 絕熱膨脹或壓縮: Q=0即 W=DE
l 等容變化: W=0 ,Q=DE
(4)由圖線讨論理想氣體的功、熱量和内能
3.熱學第二定律
(1)第二類永動機不可能制成 (滿足能量守恒定律,但違反熱力學第二定律)
實質:涉及熱現象(自然界中)的宏觀過程都具有方向性,是不可逆的
(2)熱傳遞方向表述(克勞修斯表述):
不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其它變化。(熱傳導有方向性)
(3)機械能與内能轉化表述(開爾文表述):
不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其它變化。(機械能與内能轉化具有方向性)。
4.熱力學第三定律:熱力學零度不可達到。
5.熵增加原理:在任何自然過程中,一個孤立系統的總熵是不會減少的。
——孤立系統熵增加過程是系統熱力學概率增大的過程(即無序度增大的過程),是系統從非平衡态趨于平衡态的過程,是一個不可逆過程。熵的增加表示宇宙物質的日益混亂和無序。
—END—
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