《热学》,高考必考知识点,的整体分析

高中扬理达修3…3《热学》

M田升折

高中物理选修3--3《热学》与选修3--4《光学》在高考

中占15分之多，选修3—3相较于选修3—4而言，学问点少，内

容条理性强。目前，相关资料对选修3一一3考点的归纳与总结只是

单纯地自各个考点本身着手，并没有一个自教材整体的高度来加以综

合概括分析。本文力图将《热学》自四个方面加以整体分析描述，使

教材中的各个学问点连成线，便于高三学生在短时间内娴熟的把握各

个学问点，从而到达顺当解决高考中热学选考题的目的。

§§第一局部：分子动理论

一、物体是由大量分子组成的。

1、分子模型：

①固体与液体分子可以看为球体或正方体模型，分子的体积分别为

v=：d与v=a,其中d（分子直径）与a（正方体边长”匀可以看为两

-6③3

00

个相邻分子之间的距离。

②气体分子只能看为正方体模型，该正方体的体积V=合3,只能说成

0

是气体分子所占据有的空间体积，其中a（正方体的边长）可以看为相

邻两气体分子之间的平均距离。

2、油膜法测液体分子的直径：

I.试验操作的关键点：

①一种模型：将油酸分子看为球体模型；

②一种思路：使水面上形成单分子油膜层。

II.试验步骤与相应操作的目的：

①配制肯定浓度的油酸酒精溶液，如向amL纯油酸中参加酒精，直至

溶液总量到达bmL,则油酸浓度A=，〔目的：酒精起稀释作

b《

用，便于在液面上形成单分子油膜层，避开油酸分子在液面上重叠，

导致分子直径的测量值偏大；〕

②将油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒中，登记n滴溶液的总体积V,

〔目的：测大不测小，减小读数产生的偶然误差〕

③在水面上均匀地撒上琲子粉或石膏粉目的：利于看清汕膜层边

购喇

④将一滴油酸酒精溶液（令其体积为v1滴入水中，则这一滴溶液中

的纯油酸体积为v-vxa」.a,〔削减纯油酸的量，便于形成单分

o1bnb，

子曲莫〕；

⑤在坐标纸上描出油膜层轮廓的外形，（目的：求单分子油膜层的面

积S,数格子，多余半格算一格〔儆沙于半格舍去〔偏h〕整风

光积偏差可以无视不计；）

⑥令油酸分子的直径为d,=

—诉

二、分子在永不停息地做无规章的热运动。

1.证明一：集中现象:温度越高，集中现象越快速；

2.证明二：布朗运动：

①是悬浮微粒的无规章运动，是一种宏观上的微粒运动，不是分子的

热运动，既不是液体〔或气体〕分子的运动，也不是悬浮微粒分子

的运动，而是液体〔或气体〕分子无规章运动的一种反映；

②布朗微粒越小，温度越高，布朗运动越显著；

③PM10与PM2.5在处于静稳状态〔没有对流与风的影响状态〕的空

间中的无规章运动是布朗运动；

④布朗运动的观测记录图不是布朗微粒的运动轨迹，而是在选取的前

后两时刻，布朗微粒所处位置的连线，在该时间间隔内布朗微粒的运

动照旧是无规章的。

二、分子之间存在相互作用的引力与斥力。

1.通常所说到的分子力是指分子间引力与斥力的合力；

2.四线合一：①斥力与分子之间的距离r的关系图；②斥力与分子之

间的距离r的关系图；③分子力

〔斥力与引力的合力〕与分子之间A

的距离r的关系图；④分子势能与

分子之间的距离r的关系图

A：

名

切线斜率均为正,〕则K〈K,说明在此范围内间距增大时，引力

斥力引力

与斥力减小得快；r(r时，K由K打算〔两图象切线斜率均为〕

A分子力斥力

则K)K,说明在此范围内间距增大时，斥力与引力减小得快；

斥力引力

§3具次局酸：气体

一、气体温度：

1、温度打算了物体分子热运动的平均动能，对于抱负气体，分子之

间的作用力可以无视不计，分子势能为0,内能由温度打算；

2、气体分子速率分布曲线图：〔在肯定温度下，单位速率间隔的分子

数占总分子数的百分比与气体分子速率的关系图〕

f(v)

3、图象反映出的规律：

①图象纵坐标千指单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比〔运

算表达式为f=蚣x1OOo〕，其单位为s/m；横坐标v指气体分

(v)丁o/

子速率，单位为m/s；

②在温度肯定时，图象速率分别呈现“中间多两头少”规律;

③随温度上升，速率大的分子数目增多，且图象中的峰值向大速率方

向移动，则上图中T〈T〈T；

n

④由于f.V=,则每一条图线与横坐标所围图形的面积均相等，且

(v)N

均等于1。

二、气体体积：

1、指气体分子所占据有的空间体积，不是气体分子的体积；

2、描述气体分子分布的密集程度。

三、气体压强：

1、产生缘由：大量气体分子频繁的碰撞容器壁而产生的.

2、自宏观角度分析：

i、结合压强定义式p=匕

节

①气体压强指大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力；

②此定义中的“平均作用力”本身就是对时间的平均值。

H、结合推导思路p=£瓜=2I

■$At

①气体压强指大量气体分子单位时间作用在器壁单位面积上的平均

冲量；

②此定义中必需强调“单位时间”与“单位面积”。

3、自微观角度分析：

p二N一其中p表示气体的压强；N表示气体分子在单位时间内与

F

器壁单位面积上碰撞的总次数，其大小在微观上由气体分子分布的密

集程度与分子运动的平均速率有关，宏观上由气体的温度和体积决

定；卜_表示分子与器壁每次碰撞的平均作用力，其大小在微观上取决

于气体分子的平均动能，在宏观上由温度打算。

4、影响气体压强的各因素之间的相互关系图：

气体分子分二＞［气体的体积

单位时间内布的密集程

与器壁单位

面积上碰撞

的总次数N分子运动的气体分子的々J

平均动能一〜气体的温度

平均速率

四、抱负气体问题的定量求解：

1、三等表达式：

①等温变化：

A、对肯定质量的同种气体：pv=PV

1122

B、当气体质量转变时，承受分气（或合气）法:

PV=PV+PV4-……+PV

001122nn

②等容变化：

A、对肯定质量的同种气体：PPAP

1=2=

TTAT

B、当气体质量转变时，承受分1气（酸合气）法:

7

pppp

平=-L+_i+••…+d

TTT

012n

③等压变化：

VVV

A、对肯定质量的同种气体：1_2=A

T-

12

B、当气体质量转变时，承受分气（或合气）法:

VVVV

中1=_L+-2.+…+_Q.

TTTn

012

2、三不等表达式：

A、对肯定质量的同种气体：PVPV

1J

B、当气体质量转变时，承受分气（或合气）法：

PVPVPVPV

10112=2++.....+nn

c亍T。-TT

012

五、气体计算题型的解题根本思维：

1.依据题意按变化过程，写出先后每一状态下气体的三参量（压强、

体积与温度）的对应符号。此状态下可能存在有两个对应的得分点：

①求出该状态下对应的体积V,往往用气体柱的长度与横截面积来表

示；

②求出该状态下对应的压强P:i>

当液体柱〔或活塞〕处于平衡状态时，同一段连续的流体〔或活塞〕

在外力作用下合外力为零，列式求解出压强；ii>当

液体柱〔或活塞〕处于加速状态时：

A、受力分析的争论对象选取同一段沿加速度a方向上的连续的流体

〔或活塞）在外力作用下F=ma求解；

B、近似认为气体内部各位置的压强大小相等;

C、利用Fma求解时无视气体的质量。

合

2.每分析出两个状态后，依据“三等”与“三不等”表达式列方程；

3.当气缸的面积不一样，之间存在有挡板时，要留意分析出活塞恰好

到达挡板时的这一临界状态。

§§第三局部：国体与液体

一、固体:

1、分类：

单晶体

晶体I

固体I多晶体

非晶体

2、三者区分：

有无自然的规在一些物理性

分类有无固定的熔点

则几何外形质上的方向性

单晶体有各向异性有

晶体

多晶体尢各同性有

非晶a尢各向同性尢

3、判定固体类型的方法：

①自几何外形上判定时，必需是自然形成，一般不承受这种方法判定;

②拘束一些物理性质上表现出各向异性可以判定是否是单晶体，但不

能区分多晶体与非晶体；

③自有无固定的熔点可以判定是否是非晶体，但不能区分单晶体与多

晶体。

二、液体：

1、外表张力：〔液面各局部间的相互吸引力〕

①方向与液面相切，与分界限垂直，使液面具有收缩的趋势；

②微观解释：处于外表层的液体分子，一方面受到上方气体分子作用,

另一方面又受到下方液体分子作用。而液体分子比气体分子的作用

强，所以，外表层分子排列比液体内部要稀疏些，分子间距离较液体

内部也大一点，因此，在外表层里分子间的作用就表现为引力。

2、毛细现象：

①浸润：

微观解释：附着层中的液体分子，既受固体分子的作用又受内部液体

分子的作用，而固体分子的作用力大一些，使得附着层中的液体分子

比液体内局部子分布密集一些，分子之间的距离小于分子平衡的距离

r,附着层中的液体分子之间表现为斥力，附着层表现为扩张的趋势。

0

毛细现象表现为液体在细管中上升。

②不浸润：

微观解释：附着层中的液体分子，既受固体分子的作用又受内部液体

分子的作用，而内部液体分子的作用力大一些，使得附着层中的液体

分子比液体内局部子分布稀疏一些，分子之间的距离大于分子平衡的

距离r,附着层中的液体分子之间表现为引力，附着层表现为收缩的

0

趋势。毛细现象表现为液体在细管中下降。

三、液晶

液晶分子的排列自某个方向看比较整齐，排列有序而显示出单晶体的

各向异性，自另外一个方向看又杂乱无章，排列无序而显示出液体的

流淌性。

四、饱和汽与饱和汽压

1、饱和汽：在密闭容器中，与液体处于动态平衡（在一样时间内，

液化的气体分子数与蒸发的液体分子数相等）的蒸汽。

特点：同一种饱和汽的蒸汽分子的分布密度仅与温度有关，与体

积无关，温度越高，分子分布的密度越大。

2、饱和汽压P：在肯定温度之下的饱和汽的压强。

0

特点：同一种液体的饱和汽压仅与温度有关，与饱和汽的体积无

关，温度越高，饱和汽压越大。

3、确定湿度：指空气中所含水蒸气的实际压强Po在温度肯定时P

11

越大蒸发越慢，P越小蒸发越快。

1

41sxp由水蒸气的实际压强（P）

4、相对湿度IAJ=1

同温度水MJi也和汽压iPj

0

5、人体对环境干爽与潮湿感受的判定由相对湿度A打算：

①A越大OAP=P—P越大=水蒸气实际分子密度与饱和汽分子密度用隔越小

01

。蒸发越慢。感觉潮湿闷热

②

A越小。AP=P-P越小=水蒸气实际分子密度与饱和汽分子密度相隔越大

01

o蒸发越快o人体感觉干爽

6、干湿泡湿度计:

①干泡温度计测得的温度T是环境的实际温度，其温度的大小反映了

0

饱和汽压P的大小；

0

②湿泡温度计测得的温度T是纱布上的水蒸发吸热以后的的温度，其

1

温度的大小反映了确定湿度〔水蒸气的实际压强〕P的大小；T越大

11

蒸发越慢，T越小蒸发越快。

③令AT二T-T则：

01

1-AT越大＜=＞相对湿度A越小=蒸发越快＜=＞人体感觉干爽

11-AT越小。相对湿度A越大=蒸发越慢o人体感觉潮湿闷热

§§第四局部：热力学定律

一、热力学第零定律：

1、定律：假设两个系统分别与第三个系统到达热平衡，那么这两个

系统彼此之间也必定处于热平衡。

①特点：一切处于热平衡的系统都具有一样的温度。

②热力学温度T〔K〕与摄氏温度t〔°C〕的关系：

I＞假设强调的是系统在某一状态之下的温度，则可

II＞假设强调的是系统在某一过程中温度的变化量，则：aT=

At

如热力学温标的分度值1K与摄氏温标的分度值1°C的大小相等。

二、热力学第肯定律：

1.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。

2.式：AU=Q+W

①Q指吸取的热量，W指外界对系统所做的功，三个物理量的符号代

入规律：

符号△WQ

十内能增加外界对气体做功吸热

一内能减小气体对外做功放热

②在W指外界对系统所做的功时求W的方法:

I＞在等压变化过程中：w二-P型；

易错点：在自由膨胀〔指气体向真空的膨胀过程，教材第60面图

10.4-6提及〕之中，气体体积虽然增大，由于没有做功的对象，因

此在该过程中生0。

ll＞在给出的P—V图象中，图线与V轴所围成的几何图形的面积表示

功的大小，体积增大，面积取负，体积减小，面积取正。

③假设Q指吸取的热量，W指系统对外界所做的功，则定律表达式为：

Q=AU+W

④假设Q指系统放出的热量，W指外界对系统所做的功，则定律表达式

为：W=AU+Q

⑤假设Q指系统放出的热量，W指系统对外界所做的功，则定律表达式

为：AU+W+Q=0

3、第一类永动机