人教版高中物理3-3知识系统总结

1、选修3-3热学、知识网络c分子直径数量级物质是由大量分子组成的阿伏加德罗常数油膜法测分子直径分子动理论分子动理论 < 分子永不停息地做无规则运动,i分子间存在相互作用力，分子力的 分子的动能；与物体动能的区别扩散现象布朗运动F r曲线物体的内能分子的势能；分子力做功与分子势能变化的关系;Ep r 曲物体的内能；影响因素；与机械能的区别热单晶体一一各向异性（热、光、电等）晶体 （多晶体一一各向同性（热、光、电等）了有固定的熔、沸点非晶体一一各向同性（热、光、电等）没有固定的熔、沸点浸润与不浸润现象一一毛细现象一一举例执 八、力学5饱和汽与饱和汽压厂体积V 气体体积与气体分子体积的关系（温度

2、T （或t） 热力学温标分子平均动能的标志压强的微观解释 影响压强的因素L求气体压强的方法执 八、 力 学 士 7E 律改变内能的物理过程/做功内能与其他形式能的相互转化热传递一一物体间（物体各部分间）内能的转热力学第一定律能量转化与守恒< 能量守恒定律能源与环境嫡一一嫡增加原理热力学第二定律（两种表述）”常规能源.煤、石油、天然气新能源.风能、水能、太阳能、核能、地热能、海洋能等、考点解析考点64物体是由大量分子组成的 阿伏罗德罗常数要求：I阿伏加德罗常数（Na = 6.02 1023mo1）是联系微观量与宏观量的桥梁。设分子体积V。、分子直径d、分子质量m；宏观量为.物质体积 V、摩

3、尔体积Vi、物质 质量M、摩尔质量 出物质密度 p。(1)分子质量:m =Na Na（2）分子体积:VoF=pn；（对气体，V。应为气体分子占据的空间大小）（3）分子直径：4 d 3球体模型.NA - （-） =V32（固体、液体一般用此模型）立方体卞II型.d = V V0 （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）（4）分子的数量：MV MVn = Na = Na = N A = NaV1A V1A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 ）；气体分子不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。考点65用油膜法估测分子的大小（实验、探究）要求

4、：I在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，有下列操作步骤，请补充实验步骤C的内容及实3步骤 E中的计算式： A.用滴管将浓度为 0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，记下滴入1mL的油酸酒精溶液的滴数N;B.将郁子粉末均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面足够大，且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；C. D.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长1cm的正方形为单位， 计算出轮廓内正方形的个数 m （超过半格算一格，小于半格不算）E.用上述测量的物理量可以估算出单个油酸分子的直径d =cm .考点66分子热运动

5、 布朗运动要求：I1）扩散现象：不同物质彼此进入对方（分子热运动）。温度越高，扩散越快。应用举例：向半导体材料掺入其它元素扩散现象直接说明：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；间 接 说明：分子间有间隙2）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动！因微 粒很小，所以要用光学显微镜来观察.布朗运动发生的原因是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.而布朗运动说明了分子在永不停息地做无规则运动.（1）布朗运动不是固体微粒中分子的无规则运动.（2）布朗运动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

6、.（4）微粒越小，温度越高，布朗运动越明显.注意：房间里一缕阳光下的灰尘的运动不是布朗运动.3）扩散现象是分子运动的直接证明；布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动考点67分子间的作用力要求：I1）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2）实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。随分子间距离的增大，分子力先变小 后变大再变小。（注意：这是指r从小于ro开始到增大到无穷大）3）分子力的表现及变化，对于曲线注意两个距离，即ro （1010m）与10ro。当分子间距离为ro （约为10 10m）时， 分子力为零，分子势能最小当分子间距离

7、ro时，分子力表现为 引力。当分子间距离由 ro增大时，分子力先 增大后减小当分子间距离rro时，分子力表现为 斥力。当分子间距离由 ro减小时，分子力不 断增大4）分子间的相互作用力是由于分子中带电粒 子的相互作用引起的。5）注意：压缩气体也需要力，不说明分子间存在斥力作用，压缩气体需要的力是用来反抗 大量气体分子频繁撞击容器壁（活塞）时对容器壁（活塞）产生的压力。考点68温度和内能要求：I温度和温标1）温度：反映物体冷热程度的物理量（是一个宏观统计概念），是物体分子平均动能大小的标志。任何同温度的物体，其分子平均动能相同。（1）只有大量分子组成的物体才谈得上温度，不能说某几个氧分子的温度是

8、多少多少。因为这几个分子运动是无规则的，某时刻它们的平均动能可能较大，另一时刻它们的平均动能也可能较小，无稳定的“冷热程度”。（2） 1 C的氧气和1 C的氢气分子平均动能相同，1 C的氧气分子平均速率小于1 C的氢气分子平均速率。2）热力学温度（T）与摄氏温度 的关系为：T=t+273.15 （K）说明：两种温度数彳1不同，但改变 1 K和1C的温度差相同0 K是低温的极限，只能无限接近，但不可能达到。这两种温度每一单位大小相同，只是计算的起点不同。摄氏温度把1大气压下冰水混合物的温度规定为oc,热力学温度把1大气压下冰水混合物的温度规定为273K （即把一273c规定为oK）,所以T=t+

9、273.3）分子动理论是热现象微观理论的基础热学包括：研究宏观热现象的热力学、研究微观理论的统计物理学统计规律：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内能1）内能是物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，是状态量.改变内能的方法有做功和热传递，它们是等效的.三者的关系可由热力学第一定律得到AU= W+Q.2）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。从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。3）固体、液体的内能与物体所含物质的多少（分子数）、物体的温度（平均动能）和物体的体积（分子势能）都有关气体：一般情况下，气体分子间距离较大，不考

10、虑气体分子势能的变化（即不考虑分子间的相互作用力）4） 一个具有机械能的物体，同时也具有内能；一个具有内能的物体不一定具有机械能。它 们之间可以转化5）理想气体的内能：理想气体是一种理想化模型，理想气体分子间距很大，不存在分子势能，所以理想气体的内能只与温度有关。温度越高，内能越大。（1）理想气体与外界做功与否，看体积，体积增大，对外做了功（外界是真空则气体对外不做功），体积减小，则外界对气体做了功。（2）理想气体内能变化情况看温度。（3）理想气体吸不吸热， 则由做功情况和内能变化情况共同判断。（即从热力学第一定律判断）6）理解内能概念需要注意几点：（1）内能是宏观量，只对大量分子组成的物体有

11、意义，对个别分子无意义。（2）物体的内能由分子数量（物质的量）、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.7）关于分子平均动能和分子势能理解时要注意.（1）温度是分子平均动能大小的标志，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）（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）分子势能为零一共有两处，一处在无穷远处，另一处小于ro分子力为零时分子势能最小，而不是零。（4）理想气体分子间作用力为零，分子势能为零，只有分子动能。考点69晶体和非晶体晶体的微观结构要求：I有确定熔点熔解和凝固时放

12、出的热量相等多晶体 如金属单晶体I 1、无确定几何形状I 2、各向同性L 1、有确定几何形状2、制作晶体管、集成电路3、各向异性1、无确定几何形状2、无确定熔点3、各向同性非晶体液化过程中温度会不断改变，而不同 温度下物质由固态变为液态时吸收的热量 是不同的，所以非晶体没有确定的熔化热1）只能用单晶体制作晶体管和集成电路2）具体到某种晶体，它可能只是某种物理性质各向异性较明显。例：云母片就是导热性明 显，方解石则是透光性上明显，方铅矿则在导电性上明显。 但笼统提晶体就说各种物理性质是各向异性。3）同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形式出现， 物质是晶体还是非晶体不是绝对的， 在一定条件下可以

13、相互转化。4）通过X射线在晶体上的衍射实验，发现各种晶体内部的微粒按各自的规则排列，具有空 间上的周期性。有的物质组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，因此在不同条件下可以生成不同的晶体。例如：碳原子由于排列不同可以生成石墨或金刚石。5）晶体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。考点70液体的表面张力现象要求：I说明：对浸润和不浸润现象、毛细现象的解释不做要求液体一非晶体的微观结构跟液体非常相似1）表面张力：表面层分子比较稀疏， r>r0在液体内部分子间的距离在 ro左右

14、，分子力几 乎为零。液体的表面层由于与空气接触， 所以表面层里分子的分布比较稀疏、 分子间呈引力 作用，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。太空中的液体，形状由表面张力决定，由于使液体表面收缩至最小，故呈球状。2）浸润和不浸润现象：附着层的液体分子比液体内部毛细现象浸润密上升不浸润稀疏下降3）毛细现象：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，称为毛细现象。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（3）由于液体浸润管壁，

15、液面边缘部分的表面张力斜向上方，这个力使管中液体向上运动，当管中液体上升到一定高度，液体所受重力与液面边缘所受向上的力平衡，液面稳定在一定高度。考点71液晶要求：I1）液晶具有流动性、光学性质各向异性.2）不是所有物质都具有液晶态，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。天然存在的液晶不多，多数液晶为人工合成.3）向液晶参入少量多色性染料，染料分子会和液晶分子结合而定向排列，从而表现出光学各向异性。当液晶中电场强度不同时， 它对不同颜色的光的吸收强度也不一样，这样就能显示各种颜色.4）在多种人体结构中都发现了液晶结构.考点72气体实验定律理想气体要求：I说明：气体实验定律的计算

16、不做要求1）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2）三种变化：玻意耳定律：PV = C查理定律：P / T=C律:吕萨克定=CT1VT2Viv V2piv p2等温变化图线等容变化图线等压变化图线提示：等温变化中的图线为双曲线的一支，等容（压）变化中的图线均为过原点的直线（之 所以原点附近为虚线，表示温度太低了，规律不再满足）图中双线表示同一气体不同状态下的图线，虚线表示判断状态关系的两种方法对等容（压）变化，如果横轴物理量是摄氏温度t,则交点坐标为273.15 3）理想气体状态方程理想气体，由于不考虑分子间相互作用力，理想气体的内能仅由温度和分子总数决定与

17、气体的体积无关。对一定质量的理想气体 ，有p兽 ?2 （或pv 恒定） 1 24）气体压强微观解释：由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的，与温度和体积有关。（1 ）气体分子的平均动能，从宏观上看由气体的温度决定（2）单位体积内的分子数 （分子密集程度），从宏观上看由气体的体积决定考点73饱和汽和饱和汽压要求：I说明：相对湿度的计算不做要求蒸发只在液体表面进行并且在任何温度下都能发生的汽化现象1）汽化 沸腾在液体表面和内部同时 发生的剧烈的汽化现象沸腾只在一定温度下才会发生，液体沸腾时的温度叫做沸点，沸点与温度有关，大气压增大时沸点升高 2）饱和汽与饱和汽压在密闭容器中的液面上同时进行着两种相反的

18、过程：一方面分子从液面飞出来；另一方面由于液面上的汽分子不停地做无规则的热运动，有的汽分子撞到液面上又会回到液体中 去。随着液体的不断蒸发，液面上汽的密度不断增大，回到液体中的分子数也逐渐增多。最 后，当汽的密度增大到一定程度时，就会达到这样的状态： 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（1）饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分

19、气压，与其他气体的压强无关。（2）饱和汽压与温度和物质种类有关。在同一温度下，不同液体的饱和气压一般不同，挥发性大的液体饱和气压大；同一种液体的饱和气压随温度的升高而迅速增大。对于某种液体而言单位时间、单位面积(液面)飞出的液体分子数只与温度有关 (3)将不饱和汽变为饱和汽的方法：降低温度减小液面上方的体积等待(最终此种液体的蒸气必然处于饱和状态)3)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。、日、士口g、/曰卉水蒸气的实际汽压(2)空气的相对湿度：相对湿度闩汨二对 7 二向温度下水的饱和汽压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

20、们对干爽与潮湿感受。相对湿度大，人感觉潮湿；人们感到干爽是指相对湿度小。离饱和程度越远，空气 相对湿度越小4)汽化热液体汽化时体积会增大很多， 分子吸收的能量不只是用于挣脱其他分子的束缚，还用于体积膨胀时克服外界气压做功，所以汽化热还与外界气体的压强有关。考点74做功和热传递是改变物体内能的两种方式要求：I1)绝热过程：系统只通过做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热两种情况：绝热材料变化迅速焦耳的两个实验：机械能转化为内能电能转化为内能2)热传递：热传导、热对流、热辐射3)热量和内能不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量，热量是过程量，对应一个过程。离开了热传递

21、，无法谈热量。不能说“物体温度越高，所含热量越多”。可以说物体具有多少内能，因为内能是状态量对应一个状态。改变物体内能的两种方式：做功和热传递。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。考点75热力学第一定律能量守恒定律要求：I1)热力学第一定律：(1)内容：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。(2)数学表达式为：A U=W+Q 绝热：Q=0;等温：A U = 0,如果是气体向真空扩散，W = 0(3)符号法则:做功W热量Q内能的改变A U取正值“ +”外界对系统做功系统从外界吸收热

22、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2)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，人们把这种不消耗 能量的永动机叫第一类永动机。而不能根据能量守恒定律， 任何一部机器， 只能使能量从一种形式转化为另一种形式， 无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的考点76热力学第二定律要求：I1 ）可逆与不可逆过程（ 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

23、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：“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。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。要将热量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。电冰箱、空调就是例子。2）热力学第二定律的两种表述克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。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。3）热机热机是把内能转化为机械能的装置。其原理是热机从热源吸收热量Qi,推动活塞做功 W ，然后向冷凝器释放热量Q2。由能量守恒定律可得：Q1=W+Q 2我们把热机做的功和它从