导图社区 高中物理--热力学
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热力学
分子动理论
物体是由大量分子组成的，分子直径数量级10-10m
阿伏伽德罗常数：1mol粒子数
宏观量：V-体积，Vmol-摩尔体积，m-质量，M-摩尔质量，ρ-密度
微观量：Vο-分子体积，d-分子直径，mο-分子质量
分子热运动
定义：分子永不停息的无规则运动
温度越高，热运动越剧烈
标志
扩散
分子运动：自发从浓度大向浓度小扩散
不同物质能够彼此进入对象的现象 一切物体都能扩散 裸眼可见
布朗运动
悬浮在液体或气体中微粒无规则运动
本质：液体或气体分子对悬浮微粒无规则碰撞产生的
只发生在液体或气体中，颗粒越小越明显
光学显微镜
分子间作用力
①用力拉伸物体，分子间表现为引力；压缩物体，表现为斥力
②r。即平衡位置（数量级为10^-10），斥力=引力，
③分子间斥力和引力均随分子间距离r的增大而减小，但斥力减小的更快
④当r≥10r。时，分子间作用力忽略不计，一般选取无穷远处分子势能为零
分子运动速率 分布规律
中间多，两头少
自由性、无序性、随机性
气体分子间距大，可看成质点；不考虑分子间的力，但考虑分子间相互碰撞或与器壁碰撞的力的作用
气体压强的微观解释
分子碰撞器壁，由分子的平均密度和平均速率决定
大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 F=2mv/Δt
内能
分子动能
温度是分子平均动能的标志（非平均速率，平均速率还跟m有关）
分子势能
分子势能宏观上与物体的体积有关，微观上由分子间作用力决定
内能=分子总动能+分子总势能
由物质的量n（分子总数）、温度T（平均动能）、体积V（分子间距）共同决定
热力学定律
功热内能
绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热
内能的改变由做功和热传递两个因素决定
功与内能：ΔU=W；热与内能：ΔU=Q
热传递：热量从高温物体传递到低温物体的过程
热传导
热对流
热辐射
条件：有温差
热力学第一定律
内能变化量=外界向它传递的热量+外界对它做的功ΔU=Q+W
能量守恒定律
微观和宏观普遍适用
第一类永动机（违反能量守恒定律）
热力学第二定律
热量不能自发的从低温物体传到高温物体
实质：一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的 即有方向性
机械能可以全部转化为内能，内能无法全部用来做功转化为机械能
第二类永动机
热力学第三定律
热力学零度不可达到
绝对零度：-273.15℃
固液气
气体
平衡态
单个系统宏观性质不再变化（宏观状态参量：V、P、T） 理想状态：分子运动的平均效果
热平衡
①2个系统②温度相同
温度与温标
描述温度的方法为温标
零点：标准大气压下冰水混合物的温度 （摄氏温标t=0℃，热力学温标T=0K相当于摄氏温标的-273.15℃ T=t+273.15K ΔT=Δt
理想气体 科学抽象模型
遵从气体实验定律的气体
压强不太大，温度不太低时，实际气体可看做理想气体
分子大小忽略不计，视为质点，压缩后体积约为0；分子间无相互作用力，也无分子势能；
理想气体状态方程 C=pV/T C是常量 内能仅由温度决定与体积无关
固体
晶体
单晶体
规则、各向异性：食盐、石英、云母
多晶体
不规则、各向同性：各种金属
熔点确定
各向异性：有些晶体沿不同方向物理性质不同；各向同性：非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的；
非晶体
不规则、各向同性：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶
熔点不确定
液体
表面张力
原因：分子表面层中分子间距r﹥R0，表现为引力，液体表面有收缩趋势
表面张力使液体表面积趋于最小→球形（失重时）
方向：跟液面相切，且与分界面垂直
浸润
液体润湿某种固体并附着在其表面上 例如：水浸润玻璃P85
不浸润
液体不会润湿某种固体，更不会附着在其表面 例如：水对蜡
毛细现象
浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降 内径越小，高度差越大 原因：液体浸润与表面张力共同作用的结果
液晶
介于固态和液态之间的物质状态，有流动性和晶体分子规则排列的性质
各向异性：不同方向光学性质不同
