1、高中物理3-3一、分子動理論1、物體是由大量分子組成的摩爾質量Mm。1、物質密度p。微觀量：分子體積Vo、分子直徑d、分子質量mo宏觀量：物質體積V、摩爾體積Vmol、物體質量m聯系橋梁：阿伏加德羅常數Na=x1023mol1)MmolVmolmMmolVmol（1）分子質量：moNNaNa（2）分子體積：Vo=-NVmolNaMmol（對氣體，Vo應為氣體分子占據的空間大小）Na（3）分子大小：（數量級1o-1°m)求體模型.VoVmolNaMmol4Na3（2）'直徑d$匣（固、液體一般用此模型）油膜法估測分子大小：dVSS-單分子油膜的面積，V-滴到水中的純油酸的體積立

2、方體模型.d=3Vo（氣體一般用此模型；對氣體，d應理解為相鄰分子間的平均距離）注意：固體、液體分子可估算分子質量、大小（認為分子一個挨一個緊密排列）；氣體分子間距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算氣體分子所占空間、分子質量。mvvm（4）分子的數量：NnNANaNaNaNaMmolVmolMmolVmol2、分子永不停息地做無規則運動(1)擴散現象：不同物質彼此進入對方的現象。溫度越高，擴散越快。直接說明了組成物體的分子總是不停地做無規則運動，溫度越高分子運動越劇烈。(2)布朗運動：懸浮在液體中的固體微粒的無規則運動。發生原因是固體微粒受到包圍微粒的液體分子無規則運動地撞擊的不平衡性造

3、成的因而間接說明了液體分子在永不停息地做無規則運動 布朗運動是固體微粒的運動而不是固體微粒中分子的無規則運動 布朗運動反映液體分子的無規則運動但不是液體分子的運動 課本中所示的布朗運動路線，不是固體微粒運動的軌跡. 微粒越小，布朗運動越明顯；溫度越高，布朗運動越明顯3、分子間存在相互作用的引力和斥力 分子間引力和斥力一定同時存在，且都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力變化快，實際表現出的分子力是分子引力和分子斥力的合力 分子力的表現及變化，對于曲線注意兩個距離，即平衡距離ro(約1010m)與10ro。(i) 當分子間距離為ro時，分子力為零。(ii) 當分子間距r&g

4、t;ro時，引力大于斥力，分子力表現為引力。當分子間距離由ro增大時，分子力先增大后減小(iii) 當分子間距rvro時，斥力大于引力，分子力表現為斥力。當分子間距離由ro減小時，分子力不斷增大4、溫度：宏觀上的溫度表示物體的冷熱程度，微觀上的溫度是物體大量分子熱運動平均動能的標志。熱力學溫度與攝氏溫度的關系：Tt273.15K5、內能（1）、統計規律：單個分子的運動都是不規則的、帶有偶然性的；大量分子的集體行為受到統計規律的支配。多數分子速率都在某個值附近，滿足“中間多，兩頭少”的分布規律。（2）、分子平均動能：物體內所有分子動能的平均值。 溫度是分子平均動能大小的標志。 溫度相同時任何物體

5、的分子平均動能相等，但平均速率一般不等（分子質量不同）（3）、分子勢能 一般規定無窮遠處分子勢能為零， 分子力做正功分子勢能減少，分子力做負功分子勢能增加。 分子勢能與分子間距離ro關系a. 當r>ro時，r增大，分子力為引力，分子力做負功分子勢能增大。b. 當r>ro時，r減小，分子力為斥力，分子力做負功分子勢能增大。c. 當r=ro（平衡距離）時，分子勢能最小（為負值）（4）、決定分子勢能的因素：從宏觀上看：分子勢能跟物體的體積有關。（從微觀上看：分子勢能跟分子間距離r有關。（5）、內能：物體內所有分子無規則運動的動能和分子勢能的總和注意體積增大，分子勢能不一定增大）E內NEk

6、Ep內能是狀態量內能是宏觀量，只對大量分子組成的物體有意義，對個別分子無意義。 物體的內能由物質的量（分子數量）、溫度（分子平均動能）、體積（分子間勢能）決定，與物體的宏觀機械運動狀態無關內能與機械能沒有必然聯系. 改變內能的方式：做功與熱傳遞在使物體內能改變二、氣體實驗定律理想氣體（1）氣體壓強微觀解釋：大量氣體分子對器壁頻繁持續地碰撞產生的。決定因素：氣體分子的平均動能，從宏觀上看由氣體的溫度決定單位體積內的分子數（分子密集程度），從宏觀上看由氣體的體積決定（2）三種變化：探究一定質量理想氣體壓強p、體積V、溫度T之間關系，采用的是控制變量法 等溫變化，玻意耳定律：PV=C 等容變化，查理

7、定律：P/T=C 等壓變化，蓋一呂薩克定律：V/T=C（3）氣體實驗定律PV2玻意耳定律：pVC（C為常量與）7等溫變化（RVlP2V2或）P2V1適用條件：氣體質量.溫度不變時微觀解釋：一定質量的理想氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能是一定的，在這種情況下，體積減少時，分子的密集程度增大，氣體的壓強就增大。圖象表達：1pV圖像pV圖像圖像特點物理意義一定質量的理想氣體，溫度保持不變時，11pVC,p與v成正比，在pv圖像上的等溫線是過原點的直線。一定質量的理想氣體，溫度保持不變時，pVC,p與V成反比，在PV圖像上的等溫線是雙曲線的一支查理定律：TpC（c為常量）t等容變化（pT2或PIT

8、）適用條件：氣體質量.體積不變時微觀解釋：一定質量的氣體，體積保持不變時，分子的密集程度保持不變，在這種情況下，溫度升高時，分子的平均動能增大，氣體的壓強就增大。圖象表達:PT圖像Pt圖像圖像特點物理意義一疋質量的理想氣體，體積保持不一定質量的理想氣體，體積保持不變時，PC變時，TC，P與T成正比，在pCTC，由于T=t+,則P與t是一次函數關pT圖像上的等容線是過原點的系，Pt圖線是一條延長線過橫軸上c點傾斜直線。的傾斜直線。查理定律的推論：一定質量的某種氣體從初狀態（P,T）開始發生等容變化，其壓強的變化量P與溫度的變化量T之間的關系為PP蓋呂薩克定律：VTC（C為常量）等壓變化（VV或V

9、-Ti）適用條件：氣體質量.壓強不變時微觀解釋：一定質量的氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大，只有氣體的體積同時增大，使分子的密集程度減少，才能保持壓強不變圖象表達:圖像特點物理意義一定質量的理想氣體，壓強保持不變一定質量的理想氣體，體積保持不變時，V小時，TC，V與T成正比，在V小TC，由于T=t+,則V與t是一次函數關VT圖像上的等壓線是過原點的傾系，Vt圖線是一條延長線過橫軸上c點的斜直線。傾斜直線。V與溫度V,T）開始發生等壓變化，其體積的變化量辛蓋一一呂薩克定律的推論：一定質量的某種氣體從初狀態（的變化量T之間的關系為VYV（4）理想氣體狀態方程 理想氣體，由于不考慮分子間相互作用

10、力，理想氣體的內能僅由溫度和分子總數決定，與氣體的體積無關。p1V1P2V2pv、，十 對一定質量的理想氣體，有廠廠或CpVnRT（克拉伯龍方程）T1T2I（5）平衡狀態下封閉氣體壓強的計算*理論依據*液體壓強的計算公式Pgh帕斯卡定律：加在密閉靜止液體（或氣體）上的壓強能夠大小不變地由液體（或氣體）向各個方向傳遞（注意：適用于密閉靜止的液體或氣體）*液面與外界大氣相接觸，則液面下h處的壓強為PRgh*連通器原理：在連通器中，同一種液體（中間液體不間斷）的同一水平面上的壓強是相等的。計算方法*取等壓面法：根據同種液體在同一水平液面處壓強相等，在連通器內靈活選取等壓面由兩側壓強相等列方程求解壓強

11、.例如圖中，同一液面C、D處壓強相等PaF0gh.*參考液片法：選取假想的液體薄片（自身重力不計）為研究對象，分析液片兩側受力情況，建立平衡方程消去面積，得到液片兩側壓強相等，進而求得氣體壓強.例如，圖中粗細均勻的U形管中封閉了一定質量的氣體A，在其最低處取一液片B，由其兩側受力平衡可知（Pa+gh°）S=（Po+gh+gh°）S即Pa=Po+gh.*受力平衡法：選與封閉氣體接觸的液柱為研究對象進行受力分析，由F合=0列式求氣體壓強.例題1:在豎直放置的U形管內由密度為p的兩部分液體封閉著兩段空氣柱，大氣壓強為Po，各部分長度如圖所示，求A、B氣體的壓強。解法一：平衡法，選

12、與氣體接觸的液柱為研究對象，進行受力分析，利用平衡條件求解求pA:取液柱h1為研究對象，設管的橫截面積為S，大氣壓力和液柱重力方向向下，A氣體產生的壓力方向向上，液柱hi靜止，則PoS+pgh1S=paS，pa=Po+pgh1求pB:取液柱h2為研究對象，由于h2的下端以下液體的對稱性，下端液體自重產生的壓強可不予考慮，A氣體壓強由液體傳遞后對h2的壓力方向向上，B氣體對h2的壓力、液柱h2重力方向向下，液柱平衡，則pBS+pgh2S=pAS，得pb=P0+pg（h仁h2）解法二：取等壓面法，根據同種液體在同一液面處的壓強相等，在連通器內靈活選取等壓面，再由兩側壓強相等列方程求解壓強求pB時從

13、A氣體下端選取等壓面，則有pB+pgh2=pA=P0+pgh1所以pA=P0+pgh1,pB=Po+pg(h1-h2)(6)常見平衡狀態下封閉氣體壓強的計算*P=PoP=Po-hP=Po-=Ptkpghpghpgh封閉兩部分氣體A和B。設大P=Po-體A、B的壓強PA=柱，h1=10cm,PB=(1atm=76cmHg=p1o5g|)=Po+pgh解:浪柱受力分P(如右圖)Pa沿試管可得Pah1cmHgP0SpS=pOS+mgSin30°P=-ghSsin30°S=p0+phgSin30=76+10Sin30(cmHg)=76+5(cmHg)=81(cmHg)解：變式2:計

14、算圖2中各種情況下，被封閉氣體的壓強。（標準大氣壓強p0=76cmHg，圖中液體為水銀）PSPS=P0S+mg"TM,氣缸內部的橫截面積為大P0SPSmgPS=mg+P0SzPS=mg+P0SP0s活m為研究對象mmg+PS=P0S以氣缸為研究對象M氣缸+ps計.活塞質量Pag寸閉氣體的壓強（設解析：此問題中的活塞和氣缸均處于平衡狀態當以活塞為研究對象，受力分析如圖所示，由平衡條件得pS=(mo+m)g+PoS;p=P0+(mo+m)g/S在分析活塞、氣缸受力時，要特別注意大氣壓力，何時必須考慮，何時可不考慮.(7)加速運動系統中封閉氣體壓強的確定*常從兩處入手：一對氣體，考慮用氣體

15、定律確定，二是選與氣體接觸的液柱或活塞等為研究對象，受力分析,利用牛頓第二定律解出具體問題中常把二者結合起來，建立方程組聯立求解.(1) 試管繞軸以角速度3勻速轉動解：對水銀柱受力分析如圖2由牛頓第二定律得：PSP0S=m3r,其中m=pSh由幾何知識得：r=dh/2解得P=Po+ph32(dh/2)(2) 試管隨小車一起以加速度a向右運動解：對水銀柱受力分析如圖由牛頓第二定律得：PSp0S=mam=pSh解得:p=p0+pah(3) 氣缸和活塞在F作用下沿光滑的水平面一起向右加速運動解：對整體水平方向應用牛頓第二定律：F=(m+M)a對活塞受力分析如圖：由牛頓第二定律得:F+PSP0S=ma

16、 由兩式可得:P=P0MFmMS閉氣體的壓強時，一般取活塞為研究對象進行受力分析但有時也要以氣缸或整體為研究對象所以解題時要靈活選取小結：當物體做變速運動時：利用牛頓運動定律列方程來求氣體的壓強利用F合=ma,求p氣。總結：計算氣缸內封研究對象、固體和液體和物態變化1、晶體和非晶體 晶體內部的微粒排列有規則，具有空間上的周期性，因此不同方向上相等距離內微粒數不同，使得物理性質不同晶體非晶體單晶體多晶體夕卜形規貝y不規則不規則熔點確定不確定物理性質各向異性各向同性（各向異性），由于多晶體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體（單晶體）集合而成，因此不顯示各向異性，形狀也不規則。 晶體達到熔點后由固態向

17、液態轉化，分子間距離要加大。此時晶體要從外界吸收熱量來破壞晶體的點陣結構，所以吸熱只是為了克服分子間的引力做功，只增加了分子的勢能。分子平均動能不變，溫度不變。2、液晶：介于固體和液體之間的特殊物態物理性質具有晶體的光學各向異性一一在某個方向上看其分子排列比較整齊具有液體的流動性一一從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的.3、液體的表面張力和毛細現象（1）表面張力表面層（與氣體接觸的液體薄層）分子比較稀疏，r>ro,分子力表現為引力，在這個力作用下,液體表面有收縮到最小的趨勢，這個力就是表面張力。表面張力方向跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直.（2）浸潤和不浸潤現象:附著層的液體分子比液

18、體內部分子力表現附著層趨勢毛細現象浸潤密（rr0）排斥力擴張上升不浸潤稀疏(rro)吸引力收縮下降(3)毛細現象：對于一定液體和一定材質的管壁，管的內徑越細，毛細現象越明顯。 管的內徑越細，液體越高土壤鋤松，破壞毛細管，保存地下水分；壓緊土壤，毛細管變細，將水引上來4、飽和汽和飽和汽壓(1)、飽和汽與飽和汽壓：在單位時間內回到液體中的分子數等于從液面飛出去的分子數，這時汽的密度不再增大，液體也不再減少，液體和汽之間達到了平衡狀態，這種平衡叫做動態平衡。我們把跟液體處于動態平衡的汽叫做飽和汽，把沒有達到飽和狀態的汽叫做未飽和汽。在一定溫度下，飽和汽的壓強一定，叫做飽和汽壓。未飽和汽的壓強小于飽和

19、汽壓。飽和汽壓與飽和汽的體積無關飽和汽壓影響因素：與溫度有關，溫度升高，飽和氣壓增大2)空氣的濕度空氣的絕對濕度：用空氣中所含水蒸氣的壓強來表示的濕度叫做空氣的絕對濕度。空氣的相對濕度：相對濕度水蒸氣的實際汽壓同溫度下水的飽和汽壓相對濕度更能夠描述空氣的潮濕程度，影響蒸發快慢以及影響人們對干爽與潮濕感受。 干濕泡濕度計：兩溫度計的示數差別越大，空氣的相對濕度越小。5、熔化熱與汽化熱(1) 物態變化(2) 熔化熱與汽化熱 熔化熱：某種晶體熔化過程中所需的能量與其質量之比。特點：一定質量的晶體，熔化時吸收的熱量與凝固時放出的熱量相等。 汽化熱：某種液體汽化成同溫度的氣體時所需的能量與其質量之比。特

20、點：一定質量的物質，在一定的溫度和壓強下汽化時吸收的熱量與液化時放出的熱量相等。四、熱力學定律和能量守恒定律1、改變物體內能的兩種方式：做功和熱傳遞。 等效不等質：做功是內能與其他形式的能發生轉化；熱傳遞是不同物體(或同一物體的不同部分)之間內能的轉移，它們改變內能的效果是相同的。 概念區別：溫度、內能是狀態量，熱量和功則是過程量，熱傳遞的前提條件是存在溫差，傳遞的是熱量而不是溫度，實質上是內能的轉移.2、熱力學第一定律(能量守恒定律)(1)內容：一般情況下，如果物體跟外界同時發生做功和熱傳遞的過程，外界對物體做的功W與物體從外界吸收的熱量Q之和等于物體的內能的增加量厶U(2)數學表達式為：U

21、=W+Q做功W熱量Q內能的改變U取正值“+”外界對系統做功系統從外界吸收熱量系統的內能增加取負值“一”系統對外界做功系統向外界放出熱量系統的內能減少符號法則：(4)絕熱過程Q詞“絕熱材料”速”=0,關鍵或“變化迅(5)對理想氣體：厶U取決于溫度變化，溫度升高U>0，溫度降低U<0W取決于體積變化，v增大時，氣體對外做功，W<0;v減小時，外界對氣體做功，W>0; 特例：如果是氣體向真空擴散，W=03、能量守恒定律:（1）能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中其總量不變。這就是能量守恒定律。（2）第一類永動機：不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功的機器。（違背能量守恒定律）4、熱力學第二定律（1）熱傳導的方向性：熱傳導的過程可以自發地由高溫物體向低溫物體進行，但相反方向卻不能自發地進行，即熱傳導具有方向性，是一個不可逆過程。（2）說明：“自發地”過程就是在不受外來干擾的條件下進行的自然過程。 熱量可以自發地從高溫物體傳向低溫物體，熱量卻不能自發地從低溫物體傳向高溫物體。 熱量可以從低溫物體傳向高溫物體，必須有“外界的影響或幫助”，就是要由外界對其做功才能完成。（3）熱力學第二定律的兩種表述 克勞修斯表述：不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他