高中物理3-3热学知识点归纳.docx

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的这一段时间过程晶体熔化过程中吸收热量,增大分子势能,破坏晶体结构,变为液态。所以熔化热与晶体的质量无关,只取决于晶体的种类,熔化热时晶体的热学特性之一。由能量守恒定律可知,一定质量的某种晶体,熔化时吸收的热量与固体凝固时放出的热量相等。非晶体在熔化过程中温度不断变化,而不同温度下物质由固态变为液态时吸收的热量时不同的,所以非晶体没有确定的熔化热晶体熔化过程中的熔点与熔化热都与外界气压有关,但由于晶体熔化过程中体积变化很小,因而影响不大。。汽化有蒸发和沸腾两种方式。物质从气态变成液态的过程叫液化。汽化和液化互为逆过程,汽化过程中要吸收大量的热,液化过程中要放出大量的热。877?汽化热某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与其质量之比,叫作这种物质在这个温度下的汽化热。公式:L=Q/m,L表示汽化热,Q表示液体液化成同温度的气体时所需要的能量,m表示液体的质量。单位:在国际单位制中,汽化热的单位时焦耳/千克(J/kg)或千焦/千克(kJ/kg)注意:不同物质的汽化热不相同,汽化热时物质热学特性之一。液体汽化时的汽化热与液体的物质种类、液体的温度、外界压强均有关。同种物质在某一温度下,压强不同,汽化热不同;同种物质在某一压强下,温度不不同,汽化热不同。如右图所示水在标准气压下汽化热随温度变化的图像。,液体分子离开液体表面,要客服其他分子的吸引力而做功,因此要吸收热量液体汽化时体积要增大很多,分子吸收的能量不只用于挣脱其他分子的束缚,还用于体积膨胀时客服外界气压做功,所以汽化热还与外界气体的压强有关。物质的汽化热通常指标准大气压下的沸点时的汽化热。由能量守恒定律可知,一定质量的物质,在一定的温度和压强下,汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等七、/(kJ?kg-1)25002000150010005000i100200300400t/(C)(1)温度:温度在宏观上表示物体的冷热程度;在微观上是分子平均动能的标志。热力学温度是国际单位制中的基本量之一,符号T,单位K(开尔文);摄氏温度是导出单位,符号t,单位。C(摄氏度)。关系是t=T-T0,其中T0=:T=t+=At,0K是低温的极限,它表示所有分子都停止了热运动。可以无限接近,但永远不能达到。气体分子速率分布曲线图像表示:拥有不同速率的气体分子在总分子数中所占的百分比。图像下面积可表示为分子总数。特点:同一温度下,分子总呈“中间多两头少”的分布特点,即速率处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较小;温度越高,速率大的分子增多;曲线极大值处所对应的速率值向速率增大的方向移动,曲线将拉宽,高度降低,变得平坦。要注意两种单位制下每一度的间隔是相同的。体积:气体总是充满它所在的容器,所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的容积。压强:气体的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的。气体压强的微观意义:大量做无规则热运动的气体分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强。单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁地碰撞器壁,就对器壁产生持续、均匀的压力。所以从分子动理论的观点来看,气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。决定气体压强大小的因素:①微观因素:气体压强由气体分子的密集程度和平均动能决定:A、气体分子的密集程度(即单位体积内气体分子的数目)越大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就越多;B、气体的温度升高,气体分子的平均动能变大,每个气体分子与器壁的碰撞(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就大;从另一方面讲,气体分子的平均速率大,在单位时间里撞击器壁的次数就多,累计冲力就大。107②宏观因素:气体的体积增大,分子的密集程度变小。在此情况下,如温度不变,气体压强减小;如温度降低,气体压强进一步减小;如温度升高,则气体压强可能不变,可能变化,由气体的体积变化和温度变化两个因素哪一个起主导地位来定。2?气体实验定律(1)等温变化-玻意耳定律内容:一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强p与体积V成反比。八十Pi片二尹托十%pV=c公式:或或(常量)(2)等容变化-查理定律内容:一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强p与热力学温度T成正比。公式:(常量)等压变化-盖?吕萨克定律内容:一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,体积V与热力学温度T成正比。公式:(常量)3?对气体实验定律的微观解释玻意耳定律的微观解释一定质量的理想气体,分子的总数是一定的,在温度保持不变时,分子的平均动能保持不变,气体的体积减小到原来的几分之一,气体的密集程度就增大到原来的几倍,因此压强就增大到原来的几倍,反之亦然,所以气体的压强与体积成反比。查理定律的微观解释一定质量的理想气体,说明气体总分子数N不变;气体体积V不变,则单位体积内的分子数不变;当气体温度升高时,说明分子的平均动能增大,则单位时间内跟器壁单位面积上碰撞的分子数增多,且每次碰撞器壁产生的平均冲力增大,因此气体压强p将增大。盖?吕萨克定律的微观解释一定质量的理想气体,当温度升高时,气体分子的平均动能增大;要保持压强不变,必须减小单位体积内的分子个数,即增大气体的体积。PV=恒量4?理想气体状态方程:一定质量的理想气体状态方程:公式:PVPVP-P2TTPTpT或12(含密度式:1122)注意:计算时公式两边T必须统一为热力学温度单位其它两边单位相同即可。5.*克拉珀龙方程:PV€nRT€—RT(R为普适气体恒量,n为摩尔数)六、热力学定律1?热力学第零定律(热平衡定律):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8112?热力学第一定律:△E=W+Q€能的转化守恒定律€第一类永动机(违反能量守恒定律):一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。(1)做功和热传递都能改变物体的内能。也就是说,做功和热传递对改变物体的内能是等效的。但从能量转化和守恒的观点看又是有区别的:做功是其他能和内能之间的转化,功是内能转化的量度;而热传递是内能间的转移,热量是内能转移的量度。(2)符号法则:体积增大,气体对外做功,W为“一”;体积减小,外界对气体做功,W为“+”。气体从外界吸热,Q为“+”;气体对外界放热,Q为“一”。温度升高,内能增量AE是取“+”;温度降低,内能减少,AE取“一”。⑶三种特殊情况:等温变化AE=0即W+Q=0;绝热膨胀或压缩:Q=0即W=AE;等容变化:W=0即Q=AE。(4)由图线讨论理想气体的功、热量和内能*P①等温线(双曲线):一定质量的理想气体,a-b,等温降压膨胀,内能不变,吸热等于对外做功。b-c,等容升温升压,不做功,吸热等于内能增加。c-a,等压降温收缩,外界做功和放热等于内能减少。图像下面积表示做功:O②等容线(,的直线):一定质量的理想气体,"P体积增大气体对外做功,体积减小外界对气体做功a—b,等温降压膨胀,内能不变,吸热等于对外做功。b—c,等容升温升压,不做功,吸热等于内能增加。c—a,等压降温收缩,外界做功和放热等于内能减少。③等压线(,的直线):一定质量的理想气体,W卩'VTP2V2P1V1内能不变,外界做功等于放热。吸热和对外做功等于内能增加。不做功,内能减少等于放热。等温升压收缩,等压升温膨胀,等容降温降压,3?热学第二定律€(1)第二类永动机不可能制成(满足能量守恒定律,:涉及热现象(自然界中)的宏观过程都具有方向性,是不可逆的°b—c,c—a,(2)热传递方向表述(克劳修斯表述):热量不能自发地由低温物体传递到高温物体。(热传导有方向性)(3)机械能与内能转化表述(开尔文表述):不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。(机械能与内能转化具有方向性)(4)热力学第二定律的微观意义:一切自发过程总是沿着分子热运动的无序增大的方向进行。4?热力学第三定律:不可能通过有限的过程把一个物体冷却到零度(热力学零度不可达到)。T=t+,(用S表示)增加原理:在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减少。孤立系统熵增加过程是系统热力学概率增大的过程(即无序度增大的过程),是系统从非平衡态趋于平衡态的过程,是一个不可逆过程。熵的增加表示宇宙物质的日益混乱和无序。S=klnQQ:宏观状态所对应的微观状态的数目;k:玻尔兹曼常数127