人教版高中物理選擇性必修第三冊期末復(fù)習(xí)全冊知識點考點提綱

第一章分子動理論

1.1分子動理論的基本內(nèi)容

一、物體是由大量分子組成的

1、物體是由大量分子組成的。

2、阿伏加德羅常數(shù)

（1）定義：Imol的任何物質(zhì)都含有相回的粒子數(shù)，這個數(shù)量用阿伏加德羅常數(shù)表示。

（2）大小：NA=6.02X1023mol-^

3、阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用

（1）宏觀物理量：物質(zhì)的質(zhì)量小體積y,密度摩爾質(zhì)量此，摩爾體積

（2）微觀物理量：分子質(zhì)量曲，分子體積七，分子直徑由

注意：密度。=%於，但是。是沒有物理意義的。

（4）宏觀量與微觀量的橋梁：阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量與微觀物理量的橋梁；根

據(jù)油膜法測出分子的直徑，可算出阿伏加德羅常數(shù)；反過來，已知阿伏加德羅常數(shù)，根據(jù)摩

爾質(zhì)量（或摩爾體積）就可以算出一個分子的質(zhì)量（或一個分子所占據(jù)的體積）。

（1）一個分子的質(zhì)量：卬=（。

A

If

（2）一個分子的體積：

（3）一摩爾物質(zhì)的體積：V^=—o

（4）單位質(zhì)量中所含分子數(shù)：〃

（5）單位體積中所含分子數(shù)："=午。

（6）氣體分子間的距離："=＜醫(yī)。

3l（zt/

（7）分子球體模型k'/瑞。

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4、可以把單個分子看成一個立方體，也可以看成是一個個小球.

分子模型意義分子大小圖例

固體和液體可看成是?個個緊挨著的繇

球形模型球形分子排列而成的，忽略分子間的空

隙

氣體分子間的空隙很大，把氣體分成若

干個小立方體，氣體分子位于每個小立?????

d=^v777?????

。:方體模型方體的中心，每個小立方體是平均每個????????

????-y-

分子占有的活動空間，這時忽略空氣分

子的大小

二、分子熱運動

1、擴(kuò)散

（1）擴(kuò)散：不同的物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。

（2）產(chǎn)生原因：由物質(zhì)分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的。

（3）發(fā)生環(huán)境：物質(zhì)處于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)時,都能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。

（4）意義：證明了物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運動。

（5）規(guī)律：溫度越高,擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。

2、布朗運動

（1）概念：把懸浮微粒的這種無規(guī)則運動叫作布朗運動。

（2）產(chǎn)生的原因：大量液體（氣體）分子對懸浮微粒撞擊的丕上衡造成的。

（3）布朗運動的特點：永不停息、無規(guī)則。

（4）影響因素：微粕越小,布朗運動越明顯，溫度越宣，布朗運動越激烈。

（5）意義：布朗運動回j遜反映了液體（氣體）分子運動的無規(guī)則性。

3、熱運動

（1）定義：分子永不停息的無規(guī)則運動：其中溫度是分子熱運動劇烈程度的標(biāo)志。

（2）宏觀表現(xiàn)：擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運動。

（3）特點：①永不停息；②運動無規(guī)則;③溫度越高，分子的熱運動越激烈。

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4.布朗運動與熱運動的區(qū)別與聯(lián)系

項目布朗運與熱運動

不研究對象懸浮微粒分子

同觀察難易程度可以在顯微鏡下看到，肉眼看不到在顯微鏡下看不到

點

相同點①無規(guī)則；②永不停息；③溫度越高越劇烈

聯(lián)系周圍液體（氣體）分子的熱運動是布朗運動產(chǎn)生的原因，布朗運動反映了

液體（氣體）分子的熱運動

三、分子間的作用力

1、分子間有空隙

（1）氣體分子的空隙：氣體很容易被壓縮，說明氣體分子之間存在著很大的空隙.

（2）液體分子間的空隙：水和酒精混合后總體積會減小，說2液體分子間有空隙。

（3）固體分子間的空隙：壓在一起的金片和鉛片，各點的分子能擴(kuò)散到對方的內(nèi)部，說明

固體分子間也存在著空隙,

2、分子間作用力

（1）當(dāng)用力拉便物體時，物體內(nèi)各部分之間要產(chǎn)生反抗拉伸的作用力，此時分子間的作用

力表現(xiàn)為引力.

（2）當(dāng)用力壓縮物體時,物體內(nèi)各部分之間會產(chǎn)生反抗壓縮的作用力，此時分子間的作用

力表現(xiàn)為斥力。

說明：分子間的作用力指的是分子間相互作用引力和斥力的包2。

2、分子間的作用力與分子距離的關(guān)系

（1）分子間的作用力/跟分子間距離T的關(guān)系如圖所示。

①當(dāng)時，分子間的作用力少表現(xiàn)為斥力。

②當(dāng)廣=公時，分子間的作用力/為0；這個位置稱為平衡位置。

③當(dāng)時，分子間的作用力/表現(xiàn)為引力。

（2）產(chǎn)生原因：由原子內(nèi)部的帶電粒子的相互作用引起的。

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四、分子動理論

1、分子動理論：把物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)和規(guī)律看作微觀粒子熱運動的宏觀表現(xiàn)而建立的理論:

由于分子熱運動是無規(guī)則的，對于任何一個分子都具有置然姓，但對大量分子的整體而言，

表現(xiàn)出規(guī)律性。

2、基本內(nèi)容：物體是由大量分子組成的;分子在做永不停息的無規(guī)則運動;分子之間存在

著相互作用力。

1.2實驗：用油膜法估測油酸分子的大小

1、實驗?zāi)康模河糜湍しü罍y油酸分子的大小。

2、實驗原理：當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上散開，其中的

酒精溶于水中并很快揮發(fā)，在水面上形成一層純油酸的單分子層薄膜，如圖所示，如果把分

子看成球形，單分子油膜的厚度就可以認(rèn)為等于油酸分子的直徑。

浮在水面上的排子粉油酸膜

實驗中如果算出一定體積V的油酸在水面上形成的單分子油膜的面積S,即可算出油酸分子

直徑的大小，即d=9

3、實驗器材：清水、酒精、油酸、量筒、淺盤（邊長約為30cm?40cm）、注射器（或滴管）、

玻璃板、彩筆、琲子粉（或石膏粉）、坐標(biāo)紙、容量瓶（500mlJo

4、實驗步驟

（1）在淺盤中倒入約2cm深的水，將爽身粉均勻撒在水面上。

（2）用注射器往小量筒中滴入1mL油酸酒精溶液，記二滴入的滴數(shù)n,算出一滴油酸酒精

溶液的體積”。

（3）將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上。

（4）待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃放在淺盤上，用水彩筆（或鋼筆）畫出油酸薄膜的形狀。

（5）將玻璃放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S；或者玻璃板上有邊長為1cm的方格,

則也可通過數(shù)方格數(shù)，算出油酸薄膜的面枳S。

（6）根據(jù)已配好的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V。

（7）計算油酸薄膜的厚度d=［即為油酸分子直徑的大小。

5、注意事項

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（1）實驗前，必須把所有的實驗用具擦洗干凈，實驗時吸取油酸、酒精和溶液的移液管要

分別專用，不能混用，否則會增大誤差，影響實驗結(jié)果。

（2）待測油酸面擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，擴(kuò)散后又收縮有兩個原因：一是水

面受油酸液滴的沖擊凹陷后乂恢復(fù)；二是酒精揮發(fā)后液面收縮。

（3）本實驗只要求估算分子大小，實驗結(jié)果的數(shù)量級符合要求即可。

（4）爽身粉不宜撤得過厚，油酸酒精溶液的濃度以小于廣篇為宜。

（5）向水面滴油酸酒精溶液時，應(yīng)靠近水面，不能離水面太高，否則油膜輪廓難以形成。

6、數(shù)據(jù)分析

田Q、加任m774滴油酸溶液的體積

（1）一滴油酸溶液的平均體積：V=----------------o

（2）一滴油酸溶液中含純油酸的體積：1/=/X油酸溶液的體積比。（體積比=篝舒景）。

（3）油膜的面積S=〃X1cm2o（〃為有效格數(shù)，小方格的邊長為1cm）o

（4）分子直徑代入數(shù)據(jù)時注意統(tǒng)一單位）。

1.3分子運動速率分布規(guī)律

一、氣體分子運動的特點

1、隨機(jī)事件與統(tǒng)計規(guī)律

（1）必然事件：在一定條件下，若某事件必然出現(xiàn),這個事件叫作必然事件。

（2）不可能事件：若某事件不口J能出現(xiàn),這個事件叫作不可能事件。

（3）隨機(jī)事件：若在?定條件下某事件可能出現(xiàn),也可能不出現(xiàn),這個事件叫作隨機(jī)事件。

（4）統(tǒng)計規(guī)律：大最觸理性的整體往往會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，這種規(guī)律叫作統(tǒng)計規(guī)律。

2、氣體分子運動的特點

（1）運動的自由性：氣體分子間距離比較大，分子間的作用力很弱，除相互碰撞或者跟器

壁碰撞外，可以認(rèn)為分子不受力而做勻速直線運動,因而氣體會充滿它能到達(dá)的整個空間。

（2）運動的無序性：分子之間頻繁地發(fā)生碰撞，使每個分子的速度大小和方向頻繁地改變，

分子的運動雜亂無章,在某一時刻，向著任何一個方向運動的分子都有，而且向著各個方向

運動的氣體分子數(shù)目幾乎相等。

二、分子運動速率分布圖像

1、溫度越高，分子熱運卻越劇烈。

2、氣體分子速率呈“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布，當(dāng)溫度升高時，某一分子在某一時刻

它的速率不一定增加，但大量分子的平均速率一定增加，而且“中間多”的分子速率值增加

如圖所示.

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各速率區(qū)間的分f?數(shù)占總分r數(shù)的仃分比

分子的速率

注意：溫度升高不是每個分子的速率都變大，而是速率大的占的百分比變大。

三、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋

】、產(chǎn)生原因：氣體的壓強(qiáng)是由氣體中大量做無規(guī)則熱運動的分子對器壁不斷地碰撞產(chǎn)生的。

壓強(qiáng)就是在器壁單位面枳上受到的壓力。

2、決定氣體壓強(qiáng)大小的微觀因素

（1）與氣體分子的數(shù)密度有關(guān):氣體分子數(shù)密度（即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目）越大，在

單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多，氣體壓強(qiáng)就越大。

（2）與氣體分子的平均速率有關(guān);氣體的溫度越高，氣體分子的平均速率就越大，每個氣

體分子與器壁碰撞時（可視為彈性碰撞）給器壁的沖力就越大；從另一方面講，分子的平均速

率越大，在單位時間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就越多，累計沖力就越大，氣體壓強(qiáng)就越

大。

3、決定氣體壓強(qiáng)大小的宏觀因素

（1）與溫度有關(guān):體積一定時，溫度越高，氣體的壓強(qiáng)越大。

（2）與體積有關(guān):溫度一定時，體積越小，氣體的壓強(qiáng)越大。

4、氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)的區(qū)別與聯(lián)系

氣體壓強(qiáng)大氣壓強(qiáng)

①因密閉容器內(nèi)的氣體分子的數(shù)密度①由于空氣受到重:力作用緊緊包圍地球

一般很小，由氣體自身重力產(chǎn)生的壓而對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng).如

強(qiáng)極小，可忽略不計，故氣體壓強(qiáng)由果沒有地球引力作用，地球表面就沒有

氣體分子碰撞器壁產(chǎn)生大氣，從而也不會有大氣壓強(qiáng)

區(qū)別

②大小由氣體分子的數(shù)密度和溫度決②地面大氣壓強(qiáng)的值與地球表面積的乘

定，與地球的引力無關(guān)積，近似等于地球大氣層所受的重力值

③氣體對上下左右器壁的壓強(qiáng)大小都③大氣壓強(qiáng)最終也是通過分子碰撞實現(xiàn)

是相等的對放入其中的物體產(chǎn)生壓強(qiáng)

聯(lián)系兩種壓強(qiáng)最終都是通過氣體分子碰指艮器壁或碰撞放入其中的物體而產(chǎn)生的

L4分子動能和分子勢能

一、分子動能

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1、分子動能:做熱運動的分子也具有動能,這就是分子動能。

2、分子的平均動能:熱現(xiàn)象研究的是大量分子運動的整體表現(xiàn)，重要的不是系統(tǒng)中某個分子

的動能大小，而是所有分子的動能的平均值，叫作分子熱運動的平均動能。

3、溫度的微觀解釋:溫度是物體分子熱運動平均動能的標(biāo)志。

注意：（1）溫度相同，分子平均動能相等，而不同種類的分子平均速率不相等。

（2）由于分子運動的無規(guī)則性，在某時刻物體內(nèi)部各個分子的動能大小不一，就是同一個

分子，在不同時刻的動能也是不同的，所以單個分子的動能沒有意義。

（3）物體溫度升高，分子熱運動加劇，分子的平均動能增大，但并不是每一個分子的動能

都變大。

二、分子勢能

1、定義：分子間存在相互作用力，可以證明分子間的作用力所做的功與路徑隹，分子組

成的系統(tǒng)具有分『勢能。

2、決定因素

（1）宏觀上：分子勢能的大小與物體的色摳有美。

（2）微觀上：分子勢能與分子間的距離有關(guān)。

3、分子勢能與分子間距離的關(guān)系如圖所示

（1）當(dāng)力?力時，分子力表現(xiàn)為引力,若r增大，需克服引力做功，分子勢能增加。

（2）當(dāng)Z八時，分子力表現(xiàn)為斥力,若「減小，需克服斥力做功，分子勢能增加。

（3）當(dāng)廠=八時，分子力為零，分子勢能最小。

4、分子勢能的特點：由分子間的相對位置決定，隨分子間距離的變化而變化；分子勢能是

標(biāo)量，正、負(fù)表示的是大小，具體的值與零勢能點的選取有關(guān)。

注意：由于物體分子間距離變化的宏觀表現(xiàn)為物體的體積變化，所以微觀的分子勢能變化對

應(yīng)于宏觀的物體體積變化；但不能理解為物體體積越大，分子勢能就越大，因為分子勢能除

了與物體的體積有關(guān)外，還與物態(tài)有關(guān)；同樣是物體體積增大，有時體現(xiàn)為分子勢能增大（在

r>rO范圍內(nèi)），有時體現(xiàn)為分子勢能減?。ㄔ趓VrO范目內(nèi)）；例如，0℃的水結(jié)成0℃的

冰后，體積變大，但分子勢能卻減小了。

三、物體的內(nèi)能

1、定義：物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和。

2、內(nèi)能的普遍性：組成任何物體的分子都在做無規(guī)則的熱運動,所以任何物體都具有內(nèi)能。

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3、決定因素

(1)在微觀上，物體的內(nèi)能取決于物體所含分了的總數(shù)、分了一的平均動能和分子間的跖離;

(2)在宏觀I-.,物體的內(nèi)能取決于物體所含物質(zhì)的多少、溫度和體枳。

4、內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)系

項目內(nèi)能機(jī)械能

對應(yīng)的運動形式微觀分子熱運動宏觀物體機(jī)械運動

能量常見形式分子動能、分子勢能物體動能、重力或彈性勢能

由物體內(nèi)大量分子的無規(guī)則熱運動由物體做機(jī)械運動和物體形變或與地

能量存在原因

和分子間相對位置決定球的相對位置決定

物質(zhì)的量、物體的溫度和體積及物物體的機(jī)械運動的速度、離地高度(或

影響因素

態(tài)相對于零勢能面的高度或彈性形變)

是否為零永遠(yuǎn)不能等于零一定條件下可以等于零

聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化

5、物態(tài)變化對內(nèi)能的影響：一些物質(zhì)在物態(tài)發(fā)牛.變化時，如冰的熔化、水在沸騰時變?yōu)樗?/p>

蒸氣，溫度不變，此過程中分子的平均動能不變，由于分子間的距離變化，分子勢能變化,

所以物體的內(nèi)能變化。

第二章氣體、固體和液體

2.1溫度和溫標(biāo)

一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)

1、熱力學(xué)系統(tǒng)和外界

(1)熱力學(xué)系統(tǒng)：由大量分子組成的研究對象叫作熱力學(xué)系統(tǒng),簡稱系統(tǒng)。

(2)外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體統(tǒng)稱外界。

2、狀態(tài)參量：用來描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，常用的狀態(tài)參量有體枳V、壓強(qiáng)p、溫度T等。

3、平衡態(tài)：在沒有外界影響的情況下，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參吊:達(dá)到的穩(wěn)定狀態(tài)。

(1)熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無規(guī)則運動，只是分子

運動的平均效果不隨時間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化，而力學(xué)中的平衡態(tài)是

指物體的運動狀態(tài)處「靜止或勻速直線運動的狀態(tài)。

(2)平衡態(tài)是一種理想情況，因為任何系統(tǒng)完全不受外界影響是不可能的.系統(tǒng)處于平衡態(tài)

時，由于漲落，仍可能發(fā)生偏離平衡狀態(tài)的微小變化。

(3)兩個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后再把它們分開，如果分開后它們都不受外界影響，再把它們重新

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接觸，它們的狀態(tài)不會發(fā)生新的變化.因此，熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用

的系統(tǒng).因此可以說，只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說這兩個系統(tǒng)

原來是處于熱平衡的。

二、熱平衡與溫度

1、熱平衡：兩個相互接觸的熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)過一段時間，各自的狀態(tài)參量不再變化,說明

兩個系統(tǒng)達(dá)到了平衡，這種平衡叫作熱平衡。

2、熱平衡定律：如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也

必定處于熱平衡。

3、溫度：熱平衡中，表征“共同的熱學(xué)性質(zhì)”的物理量。

4、熱平衡的性質(zhì)：達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。

5、熱平衡定律的意義：熱平衡定律乂叫熱力學(xué)第零定律，為溫度的測量提供了理論依據(jù)，

因為互為熱平衡的物體具有相同的溫度，所以比較各物體溫度時，不需要將各個物體宜接接

觸，只需將作為標(biāo)準(zhǔn)物體的溫度計分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低。

三、溫度計與溫標(biāo)

1.確定一個溫標(biāo)的方法

(D選擇一種測溫物質(zhì)。

(2)了解測溫物質(zhì)用以測溫的某種性質(zhì)。

(3)確定溫度的雯息和介度的方法。

2.熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t

(1)攝氏溫標(biāo)：一種常用的表示溫度的方法.規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點為0℃,水的沸點

為100℃,在0。(?和100C之間均勻分成項_等份，每份算做1

(2)熱力學(xué)溫標(biāo):現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法，熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫熱Z莊溫度，

用符號L表示，單位是開爾文,符號為K。

(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為r=t+273.15Ko

2.2氣體的等溫變化

一、氣體的等溫變化

1、等溫變化：一定質(zhì)量的某種氣體,在溫度不變的條件下,其壓強(qiáng)與體積變化時的關(guān)系叫

作氣體的等溫變化。

2.實驗探究

(1)實驗器材：鐵架臺、注射器、橡膠套、壓力表(壓強(qiáng)表)等。注射器下端用橡膠套密封,

上端用柱塞封閉一段空氣柱,這段空氣柱是我們的研究對象。

(2)數(shù)據(jù)收集：空氣柱的壓強(qiáng)p由上方的壓力表讀出,體積V用刻度尺讀出的空氣柱長度1

乘氣柱的橫截面積S。用手把柱塞向下壓或向上拉，讀出體積與壓強(qiáng)的兒組值。

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(3)數(shù)據(jù)處理：以壓強(qiáng)夕為縱坐標(biāo)，以體積的倒數(shù)工為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，將收集的各組

數(shù)據(jù)描點作圖，若圖像是過原點的直線，說明壓強(qiáng)跟體積的倒數(shù)成正比,即壓強(qiáng)跟體積成反

比。

注意：作〃一，圖像雙曲線不好判定，作T圖像是過原點的傾斜直線，易判定壓強(qiáng)跟體積

成反比。

二、玻意耳定律

1、玻意耳定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)夕與體積『成反比。

(D公式：pv=c(常＞：)或p】Y1=P?丫,。

(2)適用條件：①氣體質(zhì)量不變、溫度不變。②氣體溫度不太低、壓強(qiáng)不太大。

2、氣體的等溫變化的。/圖像

(1)L/圖像：一定質(zhì)量的氣體的圖像為一條雙曲線,如圖甲所示。

甲乙

(2)/一圖像：一定質(zhì)量的氣體的L犧像為過原點的隨直線，如圖乙所示。

2.3氣體的等壓變化和等容變化

一、氣體的等壓變化

1、等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變時,體積隨溫度變化的過程叫作氣體的等

壓變化。

2、蓋一呂薩克定律

(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況"其體積V與熱力學(xué)溫度T成正比。

V.V，

(2)公式；V—CT或不■—

1112

(3)適用條件：氣體質(zhì)量一定;氣體壓強(qiáng)不變。

(4)等壓變化的圖像：由V=CT可知在V-T坐標(biāo)系中，等壓線是一條通過坐標(biāo)原點的傾斜的

直線。對于一定質(zhì)量的氣體，不同等壓線的斜率不同。斜率越小，壓強(qiáng)越大，如圖所示，p?2Pi。

T

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3、一定質(zhì)量的某種氣體，在等壓變化過程中

(DV-T圖像:氣體的體積V隨熱力學(xué)溫度T變化的圖線是過原點的傾斜直線,如圖甲所示,

旦Pl〈P2,即斜率越小，壓強(qiáng)越大。

(2)V-t圖像：體積V與攝氏溫度t是一次函數(shù)關(guān)系，不是簡單的正比例關(guān)系，如圖乙所示，

等壓線是一條延長線通過橫軸上一273.15℃的傾斜直線，且斜率越大，壓強(qiáng)越小，圖像縱

軸的截距V。是氣體在0℃時的體積。

4、應(yīng)用蓋一呂薩克定律解題的一般步驟

(1)確定研究對象，即被封閉的一定質(zhì)量的氣體。

(2)分析被研究氣體在狀態(tài)變化時是否符合定律的適用條件：質(zhì)量一定，壓強(qiáng)不變。

(3)確定初.末兩個狀態(tài)的溫度、體積.

(4)根據(jù)蓋-呂薩克定律列式求解。

(5)求解結(jié)果并分析、檢驗。

二、氣體的等容變化

1、等容變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變時，壓強(qiáng)隨溫度變化的過程。

2、查理定律

(1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下,壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比。

(2)公式：p=CT或

(3)等容變化的圖像：從圖甲可以看出，在等容過程中，壓強(qiáng)p與攝氏溫度t是一次函數(shù)關(guān)

系，不是簡單的正比例關(guān)系。但是，如果把圖甲中的直線AB延長至與橫軸相交，把交點當(dāng)

作坐標(biāo)原點，建立新的坐標(biāo)系(如圖乙所示)，那么這時的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系就是正比例關(guān)系

了。圖乙坐標(biāo)原點的意義為氣體壓強(qiáng)為0時，其溫度為0K?？梢宰C明，新坐標(biāo)原點對應(yīng)的

溫度就是LK。

o沃0273.15T/K

甲乙

(4)適用條件：氣體的質(zhì)量一定,氣體的體積不變。

說明：氣體做等容變化時，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比，即不是與攝氏溫度I成

正比，但壓強(qiáng)變化量Ap與熱力學(xué)溫度變化量AT和攝氏溫度的變化量At都是成正比的，

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BpApccAT>ApocAto

3、一定質(zhì)量的某種氣體，在等容變化過程中

⑴P-T圖像:氣體的壓強(qiáng)P和熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖線是過原點的傾斜直線,如圖甲所示,

且即體積越大，斜率越小.

(2)p-t圖像：壓強(qiáng)p與攝氏溫度t是一次函數(shù)關(guān)系，不是簡單的正比例關(guān)系，如圖乙所示，

等容線是一條延長線通過懂軸上一273.15℃的傾斜直線，且斜率越大，體積越小.圖像縱

軸的截距P。是氣體在0P時的壓強(qiáng)。

4、應(yīng)用查理定律解題的一般步驟

(D確定研究對象，即被封閉的一定質(zhì)量的氣體。

(2)分析被研究氣體在狀態(tài)變化時是否符合定律的適用條件：質(zhì)量一定，體枳不變。

(3)確定初、末兩個狀態(tài)的溫度、壓強(qiáng)。

(4)根據(jù)查理定律列式求解。

(5)求解結(jié)果并分析、檢驗。

三、理想氣體

1、理想氣體：在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實驗定律的氣體。

2、理想氣體與實際氣體：在溫度不低于零下幾十?dāng)z氏度、壓強(qiáng)不超過大氣壓的幾倍的條件

下，把實際氣體看成理想氣體來處理。

3、理想氣體的狀態(tài)方程：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在從某一狀態(tài)變化到另一狀態(tài)時，盡

管壓強(qiáng)P、體積V、溫度T都可能改變，但是壓強(qiáng)p跟體積Y的乘積與熱力學(xué)溫度T之比保

持不變。

(D表達(dá)式：喏=哈；鱷=以

(2)成立條件：一定質(zhì)量的理想氣體。

(3)該方程表示的是氣體三個狀態(tài)參量的關(guān)系，與中間的變化過程無關(guān)。

(4)公式中常量C僅由氣體的種類和質(zhì)量決定，與狀態(tài)參量(p、V、T)無關(guān)。

(5)方程中各量的單位：溫度T必須是熱力學(xué)溫度，公式兩邊中壓強(qiáng)p和體積V單位必須統(tǒng)

一，但不一定是國際單位制中的單位。

說明：理想氣體是一種理想化模型，是對實際氣體的科學(xué)抽象。題目中無特別說明時，一般

都可將實際氣體當(dāng)成理想氣體來處理。

4、理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律

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「力=舜寸，M\=PZV2玻意耳定律

0匕pMJ匕=%時，7=^7查理定律

T\T2

KV；

Q=R時，7=7蓋一呂薩克定律

IA/2

四、對氣體實驗定律的微觀解釋

1、玻意耳定律的微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變時,分子的平均動能

是一定的；體積減小時，分子的數(shù)密度增大,單位時間內(nèi)、單位面積上碰撞器壁的分子數(shù)就

多，氣體的壓強(qiáng)就增大。

(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在溫度保持不變時，體積減小，壓強(qiáng)增大；體積

增大，壓強(qiáng)減小。

(2)微觀解釋：溫度不變，分子的平均動能不變；體積越小，分子的數(shù)密度增大，單位時間

內(nèi)撞到單位面積器壁上的分子數(shù)就越多，氣體的壓強(qiáng)就越大。

體枳大體積小

2、蓋一呂薩克定律的微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時，分子的平均動能

增大,只有氣體的體枳同時埴大，使分子的數(shù)密度遨t，才能保持壓強(qiáng)丕變。

(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在體積保持不變時，溫度升高，壓強(qiáng)增大；溫度

降低，壓強(qiáng)減小。

(2)微觀解釋：體積不變，則分子數(shù)密度不變，溫度升高，分子平均動能增大，分子撞擊器

壁的作用力變大，所以氣體的壓強(qiáng)增大。

低溫高溫

3、杳理定律的微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時，分子的數(shù)密度保持

不變，溫度升高時，分子的平均動能增大,氣體的壓強(qiáng)增大。

(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在壓強(qiáng)不變時，溫度升高，體枳增大，溫度降低，

體積減小。

(2)微觀解釋：溫度升高，分子平均動能增大，撞擊器壁的作用力變大，而要使壓強(qiáng)不變,

則需影響壓強(qiáng)的另一個因素，即分子的數(shù)密度減小，所以氣體的體積增大。

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低溫高溫

2.4固體

一、晶體和非晶體

1、固體可以分為晶體和非晶體兩類,晶體又可以分為單晶體與多晶體。

(1)石英、云母、明磯、食鹽、硫酸銅、味精等是晶體。

(2)玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體。

2、非晶體：沒有則的外形。

物理性質(zhì)：沒有確定的熔化溫度。導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)等物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向回性。

3、晶體

(D單晶體：直天然的規(guī)則的幾何形狀。

物理性質(zhì)：有確定的熔點，導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)等某些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向顯性。

(2)多晶體：沒有規(guī)則的兀何形狀。

物理性質(zhì)：有確定的熔點；導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)等物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向回旌。

說明：具有各向異性的一定是單晶體，具有各向同性的則可能是非晶體或多晶體。

4、對單晶體的各向異性的理解

(1)單晶體的各向異性是指單晶體在不同方向上的物理性質(zhì)不同，也就是沿不同方向去測試

單晶體的物理性能時，測試結(jié)果不同。通常所說的物理性質(zhì)包括彈性、硬度、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)

電性能、磁性等。

(2)單晶體具有各向異性，并不是說每一種單晶體都能在各種物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性。

①云母晶體在導(dǎo)熱性能上表現(xiàn)出顯著的各向異性一一沿不同方向傳熱的快慢不同。

②方鉛礦石晶體在導(dǎo)電性能上表現(xiàn)出顯著的各向異性一一沿不同方向電阻率不同。

③立方體形的銅晶體在彈性上表現(xiàn)出顯著的各向異性一一沿不同方向的彈性不同。

④方解石晶體在光的折射上表現(xiàn)出各向異性一一沿不同方向的折射率不同。

二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)

1、規(guī)則性：在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的,具有空間上

的周期性。

2、變化或轉(zhuǎn)化：在不同條件下，同種物質(zhì)的微粒按照不同規(guī)則在空間排列,可以生成不同

的晶體，例如石墨和金剛石。有些晶體在定條件下可以轉(zhuǎn)化為非晶體,例如天然水晶熔化

后再凝固成石英玻璃。

3、對晶體的微觀解釋

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BA

C*

(1)對單晶體各向異性的解釋：圖為在一個平面上單晶體物質(zhì)微粒的排列情況，在沿不同方

向所畫的等長線段月氏AC.上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同，線段月8上物質(zhì)微粒較多，線段力〃

上較少，線段力C上更少，因為在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同，才引起單晶體在不

同方向上物理性質(zhì)的不同，

(2)對晶體具有確定熔點的解釋：晶體加熱到一定溫度時，一部分微粒有足夠的動能克服微

粒間的作用力，離開平衡位置.，使規(guī)則的排列被破壞，晶體開始熔化，熔化時晶體吸收的熱

量全部用來破壞規(guī)則的排列，溫度不發(fā)生變化。

4、單晶體、多晶體及非晶體的異同比較

宏觀表現(xiàn)

分類微觀結(jié)構(gòu)

外形物理性質(zhì)

組成晶體的物質(zhì)微粒

(原子、分子、離子)有天然、規(guī)則各向

單晶體

在空間按?定規(guī)則排的幾何形狀異性

晶體有確定的熔點

列一一空間點陣

由無數(shù)的晶體微粒(小

多晶體

晶粒)無規(guī)則排列組成沒有天然、規(guī)各向

則的幾何形狀同性

非晶體內(nèi)部物質(zhì)微粒是無規(guī)則排列的沒有確定的熔化溫度

2.5液體

一、液體的表面張力

1、表面層：液體表面有一層跟氣體接觸的遵層，叫作表面層。

2、分子力的特點：在液體內(nèi)部，分子間的平均距離略小于巨，分子間的作用力表現(xiàn)力斥力:

在表面層，分子比較攬琉，分子間距離略大于3,分子間的作用力表現(xiàn)為引力。

3、表面張力

(1)定義：液體表面的這種力使液體表面繃緊，叫作液體的表面張力。

(2)作用效果：使液體表面具有收縮趨勢。

說明：表面張力使液體表面收縮到最小。

4、液體表面張力的成因分析：液體表面層分子比較稀疏，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，該

引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面形成一層繃緊的膜。

5、表面張力及其作用

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(1)表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下,

球形的表面積最小。

(2)表面張力的大小除了跟邊界線長度有關(guān)外，還跟液體的種類、溫度有關(guān)。

(3)表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線。如圖所示。

二、浸潤和不浸潤

1、浸潤和不浸潤

(D一種液體會遜某種固體并附著在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫作浸潤;一種液體不會潤

濕某種固體，也就不會附著在這種固體的表面匕這種現(xiàn)象叫作不浸潤。

(2)浸潤和不浸潤是分壬力作用的表現(xiàn)。

2、毛細(xì)現(xiàn)象

(D毛細(xì)現(xiàn)象：浸潤液體在細(xì)管中上刃1的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細(xì)管中上隆的現(xiàn)象，稱為

毛細(xì)現(xiàn)象。

(2)毛細(xì)管內(nèi)外液面的高度差與毛細(xì)管的內(nèi)徑有關(guān)，毛細(xì)管的內(nèi)徑越小，高度差越大。

3、浸潤和不浸潤的形成原因

(1)附著層內(nèi)分子受力情況：液體和固體接觸時，附著層的液體分子除受液體內(nèi)部的分子吸

引外，還受到固體分子的吸引。

(2)浸潤的成因：當(dāng)固體分子吸引力大于液體內(nèi)部分子力時，這時表現(xiàn)為液體浸潤固體。

(3)不浸潤的成因：當(dāng)固體分子吸引力小于液體內(nèi)部分子力時，這時表現(xiàn)為液體不浸潤固體。

三、液晶

1、液晶：像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性的物質(zhì)叫

液晶。這是介于液態(tài)和固態(tài)間的一種中間態(tài)。

2、出現(xiàn)液晶態(tài)的條件：液晶是一種特殊物質(zhì)，有些物質(zhì)在特定的謾度范圍之內(nèi)具有液晶態(tài)，

另一些物質(zhì)，在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙鈺r，在一定濃度范圍內(nèi)具有液晶態(tài)。

3、液晶的微觀結(jié)構(gòu)：通常圉￡分子的物質(zhì)容易具有液晶態(tài)。

4、液晶的特點

(1)液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)，既具有液體的流動性，又在一定程度上具

有晶體分子的規(guī)則排列。

(2)液晶具有光學(xué)上的各向異性，液晶分子的排列不穩(wěn)定，微小的外界變動都會改變分子排

列，從而改變液晶的某些性質(zhì)。

第三章熱力學(xué)定律

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3.1功、熱和內(nèi)能的改變

一、焦耳的實驗

1、絕熱過程：系統(tǒng)只由于外界對它做功而與外界交換能量，它不從外界吸熱,也不向外界

放熱。

2、代表性實驗

(1)重物下落帶動葉片攪拌容器中的水，引起水溫上升。

(2)通過電流的熱效應(yīng)給水加熱。

3、實驗結(jié)論：要使系統(tǒng)狀態(tài)通過絕熱過程發(fā)生變化，做功的數(shù)量只由過程始末兩個狀態(tài)決

定，而與做功的方式無關(guān),

4、內(nèi)能：任何一個熱力學(xué)系統(tǒng)都必定存在一個只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，這個物理

量在兩個狀態(tài)間的差別與外界在絕熱過程中對系統(tǒng)所做的功相聯(lián)系。鑒于功是能量變化的量

度，所以這個物理量必定是系統(tǒng)的一種能量，我們把它稱為系統(tǒng)的內(nèi)能。

二、功與內(nèi)能的改變

1、功與內(nèi)能的改變：在熱力學(xué)系統(tǒng)的絕熱過程中，當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過絕熱過程達(dá)到狀態(tài)

2時，內(nèi)能的變化量AU=U2—U”等于外界對系統(tǒng)所做的功W,即AU=W。

注意：在熱力學(xué)系統(tǒng)的絕熱過程中，外界對系統(tǒng)所做的功僅由過程的始末兩個狀態(tài)決定，不

依賴于做功的具體過程和方式。

2、在絕熱過程中：外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能增加;系統(tǒng)對外做功，系統(tǒng)的內(nèi)能減少。

三、熱與內(nèi)能的改變

1、熱傳遞

(D條件：物體的溫度不同。

(2)定義：兩個溫度不同的物體相互接觸時，溫度高的物體要隆遍，溫度低的物體要丑溫，

熱量從高溫物體傳到了低溫物體。

2、熱和內(nèi)能

(1)熱量：它是在單純的傳熱過程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度。

(2)表達(dá)式：AL=Q.

(3)熱傳遞與做功在改變系統(tǒng)內(nèi)能上的異同：①做功和熱傳遞都能引起系統(tǒng)內(nèi)能的改變。②

做功時是內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化;熱傳遞只是不同物體(或一個物體的不同部分)之間內(nèi)能

的轉(zhuǎn)移。

注意：我們不能說物體具有多少熱量，只能說某一過程中物體吸收或放出了多少熱量。

3、做功和傳熱在改變物體內(nèi)能上的區(qū)別與聯(lián)系

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比較項目做功熱傳遞

外界對物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體吸收熱量，內(nèi)能增加；物體放出

內(nèi)能變化

物體對外界做功，物體的內(nèi)能減少熱量，內(nèi)能減少

不同物體間或同一物體不同部分之間

物理實質(zhì)其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化

內(nèi)能的轉(zhuǎn)移

相互聯(lián)系做一定量的功和傳遞相同量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的

3.2熱力學(xué)第一定律

一、熱力學(xué)第一定律

1、改變內(nèi)能的兩種方式：做功與傳熱，兩者對改變系統(tǒng)的內(nèi)能是等價的。

2、熱力學(xué)第一定律：一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能變化量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所

做的功的和。

3、熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式：AU=Q+WO

4、熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種改變內(nèi)能過程是等效的，而且給出了內(nèi)

能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系，此定律是標(biāo)量式，應(yīng)用時熱量的單位應(yīng)統(tǒng)?為

國際單位制中的焦耳。

二、熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用

1、對公式AU=Q+W符號的規(guī)定

符號WQAU

體積減小，外界對熱

+熱力學(xué)系統(tǒng)吸收熱量內(nèi)能增加

力學(xué)系統(tǒng)做功

體積增大，熱力學(xué)系

—熱力學(xué)系統(tǒng)放出熱量內(nèi)能減少

統(tǒng)對外界做功

2、熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用

（1）W的正負(fù)：外界對系統(tǒng)做功時，W取正值；系統(tǒng)對外界做功時，W取負(fù)值。

（2）Q的正負(fù)：外界對系統(tǒng)傳遞的熱量Q取正值；系統(tǒng)向外界傳遞的熱量Q取負(fù)值。

3、氣體狀態(tài)變化的幾種特殊情況

（1）絕熱過程：Q=0,則△（1=/,系統(tǒng)內(nèi)能的增加（或減少:量等于外界對系統(tǒng)（或物體對外界）

做的功。

（2）等容過程：W=0,則AU=Q,物體內(nèi)能的增加量（或減少量）等于系統(tǒng)從外界吸收（或系統(tǒng)

向外界放出）的熱量。

（3）等溫過程：始末狀態(tài)一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能不變，即AU=O,則W=-Q（或Q=—W）,

外界對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)放出的熱量（或系統(tǒng)吸收的熱量等于系統(tǒng)對外界做的功）.

4、判斷氣體是否做功的方法

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一般情況下看氣體的體積是否變化。

①若氣體體積增大，表明氣體對外界做功，W<0o

②若氣體體積減小，表明外界對氣體做功，W>0o

5、應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的一般步驟

(1)根據(jù)符號法則寫出各已知量(W、Q、AU)的正負(fù)。

(2)根據(jù)方程AU=N+Q求出未知量。

(3)再根據(jù)未知量結(jié)果的正負(fù)來確定吸放熱情況、做功情況或內(nèi)能變化情況。

3.3能量守恒定律

一、能量守恒定律

1、內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或

者從一個物體錢移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保1坯變。

2、能量的相互轉(zhuǎn)化：各種形式的能，通過某種力做功可以相互轉(zhuǎn)化,例如：利用電爐取暖

或燒水，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；煤燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

3、與某種運動形式對應(yīng)的能是否守恒是有條件的不同，能量守恒定律是沒有條住的，它是

一切自然現(xiàn)象都遵守的基本規(guī)律。

4、能量守恒定律的重要意義

(1)找到了各種自然現(xiàn)象的公共量度一一能量，從而把各種自然現(xiàn)象用定量規(guī)律聯(lián)系起來，

揭示了自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性。

(2)突破了人們關(guān)于物質(zhì)運動的機(jī)械觀念的范圍，從本質(zhì)上表明了各種運動形式之間相互轉(zhuǎn)

化的可能性，能量守恒定律比機(jī)械能守恒定律更普遍，它是物理學(xué)中解決問題的重要思維方

法，能量守恒定律與電子的發(fā)現(xiàn)、達(dá)爾文的進(jìn)化論并稱19世紀(jì)自然科學(xué)中二大發(fā)現(xiàn)，其重

要意義由此可見。

(3)具有重大實踐意義，即徹底粉碎了永動機(jī)的幻想。

二、永動機(jī)不可能制成

1、永動機(jī)：不需要任何幻力或燃料,卻能不斷地對外做功的機(jī)器。

2、永動機(jī)不可能制成的原因：違背了能量守恒定律。

3、意義：正是歷史上設(shè)計永動機(jī)的失敗，才使后人的思考走上了正確的道路。

4、永動機(jī)失敗的原因分析：如果沒有外界熱源供給熱量，則有小一U=W,就是說，如果系

統(tǒng)內(nèi)能減少，即LCUi,則WVO,系統(tǒng)對外做功是要以內(nèi)能減少為代價的，若想源源不斷地

做功，就必須使系統(tǒng)不斷回到初始狀態(tài)，在無外界能量供給的情況下，是不可能的。

3.4熱力學(xué)第二定律

一、熱力學(xué)第二定律

1、定義：在物理學(xué)中，反映宏觀自然過程的五回隹的定律。

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2、熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,闡述的是

傳熱的方向性。

3、熱力學(xué)第二定律的開爾文表述

(1)熱機(jī)

①熱機(jī)工作的兩個階段：第一個階段是燃燒燃料，把燃料中的化學(xué)能變成工作物質(zhì)的內(nèi)能:

第二個階段是工作物質(zhì)對外做功，把自己的內(nèi)能變成機(jī)械能。

②熱機(jī)用于做功的熱量一定小于它從高溫?zé)釒煳盏臒崃浚创鷄

(2)熱力學(xué)第二定律的開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功,而不產(chǎn)

生其他影響。

①單一熱庫:指溫度均勻并且恒定不變的系統(tǒng)，若一系統(tǒng)各部分溫度不相同或者溫度不穩(wěn)定,

則構(gòu)成機(jī)器的工作物質(zhì)可以在不同溫度的兩部分之間工作，從而可以對外做功。

②其他影響：指除了從單?熱庫吸收的熱量，以及所做的功以外的其他?切影響：或者除了

從低溫物體吸收熱品、高溫物體得到相同的熱最外，其他一切影響和變化，不是不能從單一

熱庫吸收熱量而對外做功，而是這樣做的結(jié)果，一定伴隨著其他變化或影響。

4、熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述是笠仇的。

5、熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)：熱力學(xué)第二定律的每一種描述，都揭示了大量分子參與宏觀過

程的方向性，使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。

二、能源是有限的

1、能量耗散：直至度竣值(集中度較高)的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，流散到環(huán)境中無法重新收集起

來加以利用的現(xiàn)象。

2、各種形式的能量向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，是無序程度較小的狀態(tài)向無序程度較大的狀態(tài)的轉(zhuǎn)化,

是能夠自動發(fā)生、全額發(fā)生的。

3、能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的自發(fā)變化過程具有力囪性。

4、能量耗散雖然不會導(dǎo)致能量總量的減少，卻會導(dǎo)致能昂品質(zhì)的降低,它實際上是招能量

從百度有用的高品質(zhì)形式降級為不大可用的低品質(zhì)形式。

說明：雖然能量總量不會減少，但能源會逐步減少，因此能源是有限的資源。

第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性

4.1普朗克黑體輻射理論

一、黑體與黑體輻射

1、黑體：某種物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是絕

對黑體，簡稱黑體。

(1)黑體是一個理想化的物理模型。

<2)黑體看上去不一定是黑的，有些可看成黑體的物體由丁白身有較強(qiáng)的輻射，看起來還

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會很明亮。

2、黑體輻射

(1)定義：黑體雖然不反射電磁波，卻可以向外輻射電磁波，這樣的輻射叫作黑體輻射。

(2)黑體輻射特點：黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)。

3、黑體輻射的實驗規(guī)律

(1)隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極

大值向波長較短的方向移動。

(2)維恩和瑞利的理論解釋

①建立理論的基礎(chǔ)：依據(jù)熱力學(xué)和電磁學(xué)的知識尋求黑體輻射的理論解釋。

②維恩公式：在短波區(qū)與實驗非常接近，在長波區(qū)則與實驗偏離很大。

③瑞利公式：在長波區(qū)與實驗基本一致，但在短波區(qū)與實驗嚴(yán)重不符，由理論得出的荒謬結(jié)

果被稱為“紫外災(zāi)難”。

二、能量子

1、定義：組成黑體的振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值￡的整數(shù)倍。即能的

輻射或者吸收只能是一份一份的。這個不可再分的最小能量值￡叫作能量子。

2、表達(dá)式：￡=hv：其中v是帶電微粒的振動頻率，即帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率；

h稱為普朗克常量，h=6.62607015X10-3*J?s?

3、能量的量子化：微觀粒子的能量是量子化的，或者說微觀粒子的能量是分立的。

(1)物體在發(fā)射或接收能量的時候，只能從某一狀態(tài)“飛躍”地過渡到另一狀態(tài)，而不可

能停留在不符合這些能量的任何一個中間狀態(tài)。

(2)在宏觀尺度內(nèi)研究物體的運動時我們可以認(rèn)為：物體的運動是連續(xù)的，能量變化是連

續(xù)的，不必考慮量子化；在研究微觀粒子時必須考慮能量量子化。

4.2光電效應(yīng)

一、光電效應(yīng)

1、光電效應(yīng)：照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象。

2、光電子：光電效應(yīng)中發(fā)射出來的電子。

3、光電效應(yīng)的實驗規(guī)律

(1)存在截止頻率：當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時丕發(fā)生光電效應(yīng)。

(2)存在飽和電流：在光的頻率不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大。

(3)存在遏止電壓：使光電流減小到。的反向電壓Uc,且滿足|m“Vc2=eUc。

(4)光電效應(yīng)具有瞬時性：光電效應(yīng)幾乎是瞬時發(fā)生的。

4、逸出功：使電子脫離某種金屬，外界對它做功的最小值，用也表示。不同種類的金屬,

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其逸出功的大小不相同。

5、光電效應(yīng)經(jīng)典解釋

(1)不應(yīng)存在截止頻率。

(2)遏止電壓U,應(yīng)該與無的強(qiáng)弱有關(guān)。

(3)電子獲得逸出表面所需的能量需要的時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實驗中產(chǎn)生光電流的時間。

二、愛因斯坦的光電效應(yīng)理論

1、光子：光本身就是由一個個不可分割的能昂:子組成的，頻率為v的光的能量子為hv,

其中h為普朗克常量，這些能量子后來稱為光子。

2、愛因斯坦光電效應(yīng)方程

(1)表達(dá)式：hv=Ek+M\)或L=hv—%，

(2)物理意義：金屬中電子吸收一個光子獲得的能量是hv,在這些能量中，一部分大小

為他的能量被電子用來脫離金屬，剩下的是逸出后電子的初動能反。

(3)&與v、Wo的關(guān)系表達(dá)式：U=-v--;山一v圖壕是一條斜率為9的直線。

eee

3、對光電效應(yīng)規(guī)律的解顰

(1)光電子的最大初動能與入射光頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)弱無關(guān)。只有當(dāng)hv>W。時，才有光電

子逸出。

(2)電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時間。

(3)對于同種顏色的光，光較強(qiáng)時，包含的光子數(shù)較多，照射金屬時產(chǎn)生的光電子較多,因

而飽和電流較大。

說明：①光越理，包含的光子數(shù)越多，照射金屬時產(chǎn)生的光電子就多，囚而飽和電流大；②

入射光的強(qiáng)度，指單位時間照射在金屬單位面積上的光子總能量，在入射光頻率不變的情況

下，光強(qiáng)與光子數(shù)成正比；③單位時間內(nèi)發(fā)射出來的電子數(shù)由光強(qiáng)決定。

三、康普頓效應(yīng)和光的波粒二象性

1、康普頓效應(yīng)：在研究石墨對X射線的散射時，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長

入。相同的成分外，還有波長大于入。的成分，這個現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)。

2、光子的動量

(1)表達(dá)式：p=：.

(2)說明：在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射的光子與晶體中的電子碰撞時，要把一部分動量轉(zhuǎn)移

給電子，光子的動量可能變小.因此，有些光子散射后波長變大。

3、光的波粒二象性：光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象表明光具有波動性，光電效應(yīng)和康普頓效

應(yīng)表明光具有粒子性，光既具有波動性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。

4.3原子的核式結(jié)構(gòu)模型

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一、電子的發(fā)現(xiàn)

1、陰極射線：陰極發(fā)出的一種射線,它能使對著陰極的玻璃管壁發(fā)出熒光。

2、湯姆孫的探究：根據(jù)陰極射線在電場和磁場中的他轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶刨1的粒

子流，并求出了這種粒子的比荷，組成陰極射線的粒子被稱為電子。

3、密立根實驗：電子電布的精確測定是由密立根通過著名的“油滴實驗”做出的；目前公

認(rèn)的電子電荷的值為e=L6X10"C（保留兩位有效數(shù)字）。

4、電荷的量子化：任何帶電體的電荷只能是j的整數(shù)倍.

5、電子的質(zhì)量。=9.1X10一：“［（保留兩位有效數(shù)字）,質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值為業(yè)=

ID.；.

1836。

6、陰極射線帶電性質(zhì)的判斷方法

（1）方法一：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加上電場，通過打在熒光屏上的亮點位置的變化和電場

的情況確定陰極射線的帶電性質(zhì)。

（2）方法二：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加一磁場.根據(jù)熒光屏卜亮點位置的變化和左手定則確

定陰極射線的帶電性質(zhì)。

（3）實驗結(jié)果：根據(jù)陰極射線在電場中和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況，判斷出陰極射線是粒子流，并

且?guī)ж?fù)電。

7、電子發(fā)現(xiàn)的意義

（D電子發(fā)現(xiàn)以前人們認(rèn)為物質(zhì)由分子組成,分子由原子組■成，原子是不可再分的最小微粒。

（2）現(xiàn)在人們發(fā)現(xiàn)了各種物質(zhì)里都有電子，而且電子是原子的組成部分。

（3）電子帶負(fù)電，而原子是電中性的，說明原子是可再分的。

二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型

1、a粒子散射實驗

（1）湯姆孫原子模型：湯姆孫于1898年提出了原子模型，他認(rèn)為原子是一個球體,正電荷

彌漫性地均勻分布在整個球體內(nèi)，電子鑲嵌在球中。有人形象地把湯姆孫模型稱為“西瓜模

型”或“棗糕模型”。

（2）a粒子散射實驗

①實驗裝置：a粒子源、金箔、放大鏡和熒光屏。

②實驗現(xiàn)象：

a.絕大多數(shù)的a粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)。

b.少數(shù)□粒子發(fā)生了大角變的偏轉(zhuǎn)。

c.極少數(shù)a粒子的偏轉(zhuǎn)角大于90°,甚至有極個別a粒子被反彈回來。

③實驗意義:盧瑟福通過。粒子散射實驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了核式繼模型。

2、盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型：1911年由盧瑟福提出，在原子中心有一個很小的核，叫原子核。

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它集中了原子全部的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量,電子在核外空間運動。

3、原子的核式結(jié)構(gòu)與原子的棗糕模型的比較

核式結(jié)構(gòu)棗糕模型

原子內(nèi)部是非常空曠的，正電荷集中在一個很小的核原子是充滿了正電荷的球體

電子繞核高速旋轉(zhuǎn)電子均勻嵌在原子球體內(nèi)

4、核式結(jié)構(gòu)模型對。粒子散射實驗結(jié)果的解釋

（1）當(dāng)。粒子穿過原子時，如果離核較遠(yuǎn)，受到原子核的斥力很小，。粒子就像穿過“一

片空地”一樣，無遮無擋，運動方向改變很小，因為原子核很小，所以絕大多數(shù)a