导图社区 气体、固体和液体
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气体、固体和液体
1.温度和温标
状态参量与平衡态
热力学系统
研究某一容器中气体的热学性质，其研究对象是容器中的大量分子组成的系统
状态参量
定义
为确定系统状态需要用到一些物理量
例
几何参量体积V
确定系统的空间范围
力学参量压强p
确定外界与系统之间或系统内部各部分之间力的作用
热学参量温度T
确定系统的冷热程度
平衡态
在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量都能够达到稳定状态，这种状态叫做平衡态。
热平衡与温度
热平衡
两个系统应接触而传热，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变
经过一段时间后，各自的状态参量就不再变化了，说明两个系统达到了平衡
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。
也称热力学第零定律
温度
当两个系统处于热平衡时，他们必定具有某个共同的热学性质
表征这一“共同的热学性质”的物理量
温度计与温标
温标
要定量的描述温度，就必须有一套方法
热力学温度
热力学温标表示的温度
符号
T
单位
开尔文（开）K
2.气体
气体的等温变化
一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系
玻意耳——马略特定律
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
公式
pV=C（C是常量）
p1V1=p2V2
气体的等压变化
一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度变化的过程
盖-吕萨克定律
一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比
V=CT
V1/T1=V2/T2
气体的等容变化
一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程
查理定律
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
p=CT
p1/T1=p2/T2
理想气体
气体实验定律的气体要求
压强不太大
压强不超过大气压的几倍
温度不太低
温度不低于零下几十摄氏度
分子大小和相互作用力可以忽略不计，也可以不计气体分子与器壁碰撞的动能损失
在任何温度，任何压强下都遵从气体实验定律
气体实验定律的微观解释
玻意耳定律
一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的。在这种情况下，体积减小时，分子的数密度增大，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就增大。。
一定质量的某种理想气体温度升高时，分子的平均动能增大；只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变。
一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。
理想气体的状态方程
4.液体
液体的表面张力
在表面层，分子比较较稀疏，分子间距离r略大于r0,分子间的作用力表现为引力
在液体表面层内的各个方向都存在，力的方向总是跟液面相切，且与分界面垂直
浸润和不浸润
浸润
原因
液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强
现象
一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上
不浸润
液体和之前接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用弱
一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着嗯在这种固体的表面
毛细现象
浸润液体细管中上升的现象以及不浸润液体在吸管中下降的现象
应用
要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏土壤的毛细管
液晶
构成
有机分子，大多为棒状，其棒长作为棒直径的5倍以上
性质
液体的流动性
晶体分子的固定排列
分子取向排列的液晶具有光学各项异性
生命科学领域等
3.固体
晶体和非晶体
可以互相转化
晶体
石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精、雪花等
有天然的规则的几何形状
有固定的熔点
有各向异性
非晶体
玻璃、风蜡、松香、沥青、橡胶等
没有规则的外形
没有固定的熔点
各项同性
多晶体
粘在一起的糖块
有固定熔点
各向同性
晶体的微观结构
金刚石晶体结构
