高三物理熱學(xué)知識點
熱學(xué)是研究物質(zhì)處于熱狀態(tài)時的有關(guān)性質(zhì)和規(guī)律的物理學(xué)分支，它起源于人類對冷熱現(xiàn)象的探索。人類生存在季節(jié)交替、氣候變幻的自然界中，冷熱現(xiàn)象是他們最早觀察和認(rèn)識的自然現(xiàn)象之一。如下是小編在網(wǎng)上找的高三物理熱學(xué)知識點分享給大家，歡迎大家參考閱讀。
高三物理熱學(xué)知識點
一、分子運動論
物質(zhì)是由大量分子組成的
（1）分子體積
分子體積很小，它的直徑數(shù)量級是
�。�2）分子質(zhì)量
分子質(zhì)量很小，一般分子質(zhì)量的數(shù)量級是
（3）阿伏伽德羅常數(shù)
1摩的任何物質(zhì)含有的微粒數(shù)相同，這個數(shù)的測量值。
設(shè)微觀量為：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m；宏觀量為：物質(zhì)體積V、摩爾體積V1、物質(zhì)質(zhì)量M、摩爾質(zhì)量μ、物質(zhì)密度ρ． 分子質(zhì)量： 分子體積:分子直徑:
球體模型: NA4?(d)3?V d=323
（對氣體，V0應(yīng)為氣體分子占據(jù)的空間大�。�
6V06V=3 （固體、液體一般用此模型） ?NA?立方體模型:d=3V0 （氣體一般用此模型）（對氣體，d理解為相鄰分子間的平均距離） 分子的數(shù)量．n=M?NA=?VMVNA=NA=NA ??V1V1
2. 分子永不停息地做無規(guī)則熱運動
�。�1）分子永不停息做無規(guī)則熱運動的實驗事實：擴(kuò)散現(xiàn)象和布郎運動。
�。�2）布朗運動
布朗運動是懸浮在液體（或氣體）中的固體微粒的無規(guī)則運動。布朗運動不是分子本身的 運動，但它間接地反映了液體（氣體）分子的無規(guī)則運動。
�。�3）實驗中畫出的布朗運動路線的折線，不是微粒運動的真實軌跡。
因為圖中的每一段折線，是每隔30s時間觀察到的微粒位置的連線，就是在這短短的30s內(nèi)，小顆粒的運動也是極不規(guī)則的。
�。�4）布朗運動產(chǎn)生的原因
大量液體分子（或氣體）永不停息地做無規(guī)則運動時，對懸浮在其中的微粒撞擊作用的不平衡性是產(chǎn)生布朗運動的原因。簡言之：液體（或氣體）分子永不停息的無規(guī)則運動是產(chǎn)生布朗運動的原因。
（5）影響布朗運動激烈程度的因素
固體微粒越小，溫度越高，固體微粒周圍的液體分子運動越不規(guī)則，對微粒碰撞的不平衡性越強(qiáng)，布朗運動越激烈。
�。�6）能在液體（或氣體）中做布朗運動的微粒都是很小的，一般數(shù)量級在，這種微粒肉眼是看不到的，必須借助于顯微鏡。
3.分子間存在著相互作用力
�。�1）分子間的引力和斥力同時存在，實際表現(xiàn)出來的分子力是分子引力和斥力的合力。 分子間的引力和斥力只與分子間距離(相對位置)有關(guān)，與分子的運動狀態(tài)無關(guān)。
�。�2）分子間的引力和斥力都隨分子間的距離r的增大而減小，隨分子間的距離r的減小而增大，但斥力的變化比引力的變化快。
�。�3）分子力F和距離r的關(guān)系如下圖
4.物體的內(nèi)能
(1)做熱運動的分子具有的動能叫分子動能。溫度是物體分子熱運動的平均動能的標(biāo)志。
(2)由分子間相對位置決定的勢能叫分子勢能。分子力做正功時分子勢能減��；分子力作負(fù)功時分子勢能增大。當(dāng)r=r0即分子處于平衡位置時分子勢能最小。不論r從r0增大還是減小，分子勢能都將增大。如果以分子間距離為無窮遠(yuǎn)時分子勢能為零，則分子勢能隨分子間距離而變的圖象如上圖。
(3)物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積及物質(zhì)的量都有關(guān)系，定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān)。
(4)內(nèi)能與機(jī)械能：運動形式不同，內(nèi)能對應(yīng)分子的熱運動，機(jī)械能對于物體的機(jī)械運動。物體的內(nèi)能和機(jī)械能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。
二、固體
1．晶體和非晶體
�。�1）在外形上，晶體具有確定的幾何形狀，而非晶體則沒有。
（2）在物理性質(zhì)上，晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的。
（3）晶體具有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點。
�。�4）晶體和非晶體并不是絕對的，它們在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。例如把晶體硫加熱熔化（溫度不超過300℃）后再倒進(jìn)冷水中，會變成柔軟的非晶體硫，再過一段時間又會轉(zhuǎn)
2．多晶體和單晶體
單個的晶體顆粒是單晶體，由單晶體雜亂無章地組合在一起是多晶體。 多晶體具有各向同性。
3．晶體的各向異性及其微觀解釋
在物理性質(zhì)上，晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的。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、光的折射性能等。晶體的各向異性是指晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同，也就是沿不同方向去測試晶體的物理性能時測量結(jié)果不同。需要注意的是，晶體具有各向異性，并不是說每一種晶體都能在各物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有規(guī)則性，在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同導(dǎo)致晶體具有各向異性。
三、液體
液體的微觀結(jié)構(gòu)及物理特性
�。�1）從宏觀看
因為液體介于氣體和固體之間，所以液體既像固體具有一定的體積，不易壓縮，又像氣體沒有形狀，具有流動性。
�。�2）從微觀看有如下特點
①液體分子密集在一起，具有體積不易壓縮；
②分子間距接近固體分子，相互作用力很大；
�、垡后w分子在很小的區(qū)域內(nèi)有規(guī)則排列，此區(qū)域是暫時形成的，邊界和大小隨時改變，并且雜亂無章排列，因而液體表現(xiàn)出各向同性；
�、芤后w分子的熱運動雖然與固體分子類似，但無長期固定的平衡位置，可在液體中移動，因而顯示出流動性，且擴(kuò)散比固體快。
2．液體的表面張力
如果在液體表面任意畫一條線，線兩側(cè)的液體之間的作用力是引力，它的作用是使液體面繃緊，所以叫液體的表面張力。 特別提醒：
①表面張力使液體自動收縮，由于有表面張力的作用，液體表面有收縮到最小的趨勢，表面張力的方向跟液面相切。
�、诒砻鎻埩Φ男纬稍蚴潜砻鎸樱ㄒ后w跟空氣接觸的一個薄層）中分子間距離大，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力。
�、郾砻鎻埩Φ拇笮〕烁吔缇�長度有關(guān)外，還跟液體的種類、溫度有關(guān)。
四、液晶
1．液晶的物理性質(zhì)
液晶具有液體的流動性，又具有晶體的光學(xué)各向異性。
2．液晶分子的排列特點
液晶分子的位置無序使它像液體，但排列是有序使它像晶體。
3．液晶的光學(xué)性質(zhì)對外界條件的變化反應(yīng)敏捷 液晶分子的'排列是不穩(wěn)定的，外界條件和微小變動都會引起液晶分子排列的變化，因而改變液晶的某些性質(zhì)，例如溫度、壓力、摩擦、電磁作用、容器表面的差異等，都可以改變液晶的光學(xué)性質(zhì)。
如計算器的顯示屏，外加電壓液晶由透明狀態(tài)變?yōu)榛鞚釥顟B(tài)。
五、氣體
1.氣體的狀態(tài)參量
�。�1）溫度：溫度在宏觀上表示物體的冷熱程度；在微觀上是分子平均動能的標(biāo)志。
熱力學(xué)溫度是國際單位制中的基本量之一，符號T，單位K（開爾文）；攝氏溫度是導(dǎo)出單位，符號t，單位℃（攝氏度）。關(guān)系是t=T-T0，其中T0=273.15K
兩種溫度間的關(guān)系可以表示為：T = t+273.15K和ΔT =Δt，要注意兩種單位制下每一度的間隔是相同的。
0K是低溫的極限，它表示所有分子都停止了熱運動�？梢詿o限接近，但永遠(yuǎn)不能達(dá)到。 氣體分子速率分布曲線
圖像表示：擁有不同速率的氣體分子在總分子數(shù)中所占的百分比。圖像下面積可表示為分子總數(shù)。
特點：同一溫度下，分子總呈“中間多兩頭少”的分布特點，即速率處中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比較�。� 溫度越高，速率大的分子增多； 曲線極大值處所對應(yīng)的速率值向速率增大的方向移動，曲線將拉寬，高度降低，變得平坦。
�。�2）體積:氣體總是充滿它所在的容器，所以氣體的體積總是等于盛裝氣體的容器的容積。
�。�3）壓強(qiáng):氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的。
�。�4）氣體壓強(qiáng)的微觀意義：氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生：大量做無規(guī)則熱運動的分子對器壁頻繁、持續(xù)地碰撞產(chǎn)生了氣體的壓強(qiáng)。單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力。所以從分子動理論的觀點來看，氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。
�。�5）決定氣體壓強(qiáng)大小的因素：
①微觀因素：氣體壓強(qiáng)由氣體分子的密集程度和平均動能決定：
A氣體分子的密集程度（即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目）大，在單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多；
B氣體的溫度高，氣體分子的平均動能變大，每個氣體分子與器壁的碰撞（可視為彈性碰撞）給器壁的沖力就大；從另一方面講，氣體分子的平均速率大，在單位時間里撞擊器壁的次數(shù)就多，累計沖力就大。
�、诤暧^因素：氣體的體積增大，分子的密集程度變小。在此情況下，如溫度不變，氣體壓強(qiáng)減�。蝗鐪囟冉档�，氣體壓強(qiáng)進(jìn)一步減�。蝗鐪囟壬�，則氣體壓強(qiáng)可能不變，可能變化，由氣體的體積變化和溫度變化兩個因素哪一個起主導(dǎo)地位來定。
1．氣體實驗定律
�。�1）等溫變化-玻意耳定律
內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比。
公式：或 或
�。�2）等容變化-查理定律
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。
公式：或或（常量）
�。�3）等壓變化-蓋·呂薩克定律
內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T成正比。
公式：或或（常量）
2．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)量的理想氣體，分子的總數(shù)是一定的，在溫度保持不變時，分子的平均動能保持不變，氣體的體積減小到原來的幾分之一，氣體的密集程度就增大到原來的幾倍，因此壓強(qiáng)就增大到原來的幾倍，反之亦然，所以氣體的壓強(qiáng)與體積成反比。
�。�2）查理定律的微觀解釋
一定質(zhì)量的理想氣體，說明氣體總分子數(shù)N不變；氣體體積V不變，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變；當(dāng)氣體溫度升高時，說明分子的平均動能增大，則單位時間內(nèi)跟器壁單位面積上碰撞的分子數(shù)增多，且每次碰撞器壁產(chǎn)生的平均沖力增大，因此氣體壓強(qiáng)p將增大。
�。�3）蓋·呂薩克定律的微觀解釋
一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度升高時，氣體分子的平均動能增大；要保持壓強(qiáng)不變，必須減小單位體積內(nèi)的分子個數(shù)，即增大氣體的體積。
六、熱力學(xué)第一定律
1．做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。也就是說，做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。但從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點看又是有區(qū)別的：做功是其他能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，功是內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度；而熱傳遞是內(nèi)能間的轉(zhuǎn)移，熱量是內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度。
2．外界對物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體內(nèi)能的增加ΔU，即ΔU=Q+W 這叫做熱力學(xué)第一定律。
3．在這個表達(dá)式中，當(dāng)外界對物體做功時W取正，物體克服外力做功時W取負(fù)；當(dāng)物體從外界吸熱時Q取正，物體向外界放熱時Q取負(fù)；ΔU為正表示物體內(nèi)能增加，ΔU為負(fù)表示物體內(nèi)能減小。
4.由圖線討論理想氣體的功、熱量和內(nèi)能
P T2 T1 等溫線（雙曲線）：一定質(zhì)量的理想氣體， a→b，等溫降壓膨脹，內(nèi)能不變，吸熱等于對外做功。
b→c，等容升溫升壓，不做功，吸熱等于內(nèi)能增加。 c→a，等壓降溫收縮，外界做功和放熱等于內(nèi)能減少。 圖像下面積表示做功：體積增大氣體對外做功，體積減小外界對氣體做功.
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