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1、 高中物理知识点总结：热学和热力学第一定律 高中物理学问点总结：热学和热力学第肯定律 学问要点 物质是由大量分子组成的；分子都在永不停息的做无规章热运动；分子间存在着相互作用力。 （1）分子动能：做热运动的分子具有动能，在热现象的讨论中，单个分子的动能是无讨论意义的，重要的是分子热运动的平均动能。 （2）分子势能：分子间具有由它们的相对位置打算的势能，叫做分子势能。分子势能随着物体的体积的变化而变化。 *抱负气体无分子势能，所以肯定质量的抱负气体，内能只跟温度有关，物体的内能和机械能有着本质的区分，物体的内能指物体内分子热运动的能量，而机械能是物体做机械运动所具有的能量。（1）做功和热传递都能
2、转变物体的内能。 对外界做了多少功，物体的内能就削减多少，外界对物体做了多少功，物体的内能就增加多少。（2）热力学第肯定律 即即内能增加，内能削减 外界对物体做功，物体对外界做功 物体吸热，*功不是能量的一种形式，而是能量转化多少的量度，功和能不能相互转化，热量也不是能量的一种形式，而是内能转化多少的量度。（1）描述气体状态的物理量（状态参量） 体积：气体分子所占据的空间，也就是气体所布满的容器的容积。*数值上等于单位时间内器壁单位面积上受到气体分子的总冲量 b.打算因素：肯定气体的压强的大小，微观上打算于分子运动速度和分子密度。宏观上打算于气体的温度T，体积V。 因密闭容器中的气体密度一般很
3、小，由气体自身重力产生的压强微小，可忽视不计，所以气体压强由气体分子碰撞器壁产生，气体对上下左右器壁的压强都是大小相等的。5.气体分子动理论（2）打算气体压强的两个因素：分子的平均速率（温度）和单位体积内分子个数。温度越高，单位体积内的分子个数越多，气体的压强就越大。试验采纳使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法来估测分子的大小 四.规律和技巧 2.对能量守恒定律的理解：能量守恒定律是自然界中的最根本规律，任何自然现象都遵守能量守恒定律是没有条件的。 一个物理过程，实现了能的转化或能的转移，与物理过程有关的物体或系统的某种形式的能量必定发生变化，依据能量变化的缘由可以列出与物理过程相关的能量转
4、化和守恒的表达式。 能源是人类生存和进展的重要支撑因素 新能源有核能、地热、海洋能、沼气、太阳能、风能 【典型例题分析】 例1质量相等，温度都为100的水和水蒸气，它们的内能（）A.相等 B.水的内能比水蒸气的内能大C.水蒸气的内能比水的内能大D.无法确定 答：C 式中 。温度越高，分子平均动能越大，上式中答：B、E例3将的直径是。 的油酸溶于酒精，制成，由此估算出油酸分子 ，每滴溶液中含有的纯油酸的体积等于。 质量） （2）子弹克制摩擦力做的功。（4）子弹上升的温度。 的木块，静止放在光滑的水平面上， 射入木块，当它射出木块时速度变为 分析与解答：子弹射木块过程中，不受外力作用，系统总动量守
5、恒。 摩擦力对木块做的功 1.某物质的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为N，则每个分子的质量和单位体积所含的分子数分别是（） 2.以下说法中正确的选项是（） B.煤堆在墙角时间长了，墙内部也变黑了，证明分子在不停地运动D.封闭在容器中的液体很难被压缩，证明分子间有斥力和斥力两局部组成，则（） 是同时存在的 总是大于，其合力总表现为引力 越小，越小 越大，越小 A.1g0的水的内能比1g0的冰的内能大C.气体膨胀，它的内能肯定减小 5.关于热传递的下述说法中正确的选项是（） B.热量总是从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体D.只有通过热传递的方式，才能使物体的温度发生变化A.布朗运
6、动就是液体分子的无规章运动C.花粉越大，布朗运动越猛烈7.以下各种说法，正确的选项是（） B.气体压强是由大量分子对器壁的频繁碰撞产生的 D.肯定质量的气体，体积不变时，分子平均速率越大，气体压强越大A.热量、功、内能三者的物理意义一样C.热量、功、内能的单位一样 1.D2.BCD3.A4.AD5.BC6.D 扩展阅读：高中物理热力学第肯定律学问点归纳总结 高中物理竞赛热学教程第一讲温度和气体分子运动论其次讲热力学第肯定律 其次讲热力学第肯定律2.1转变内能的两种方式 热力学第肯定律 211、作功和传热 作功可以转变物体的内能。假如外界对系统作功W。作功前后系统的内能分别为E1、E2，则有 没
7、有作功而使系统内能转变的过程称为热传递或称传热。它是物体之间存在温度差而发生的转移内能的过程。在热传递中被转移的内能数量称为热量，用Q表示。传递的热量与内能变化的关系是 做功和传热都能转变系统的内能，但两者存在实质的差异。作功总是和肯定宏观位移或定向运动相联系。是分子有规章运动能量向分子无规章运动能量的转化和传递；传热则是基于温度差而引起的分子无规章运动能量从高温物体向低温物体的传递过程。212、气体体积功的计算1、准静态过程 一个热力学系统的状态发生变化时，要经受一个过程，当系统由某一平衡态开头变化，状态的变化必定要破坏平衡，在过程进展中的任一间状态，系统肯定不处于平衡态。如当推动活塞压缩气
8、缸中的气体时，气体的体积、温度、压强均要Bh发生变化。在压缩气体过程中的任一时刻，气缸中的气体各局部的压强和温 度并不一样，在靠近活塞的气体压强要大一些，温度要高一些。在热力学中，h为了能利用系统处于平衡态的性质来讨论过程的规律，我们引进准静态过程 的概念。假如在过程进展中的任一时刻系统的状态发生的实际过程特别缓慢地进展时，各时刻的状态也就特别接近平衡态，过程就成了准静态过程。因此，准静态过程就是实际过程特别缓慢进展时的极限状况 对于肯定质量的气体，其准静态过程可用pV图、pT图、vT图上的一条曲线来表示。留意，只有准静态过程才能这样表示。 2、功 在热力学中，一般不考虑整体的机械运动。热力学
9、系统状态的变化，总是通过做功或热传递或两者兼施并用而完成的。在力学中，功定义为力与位移这两个矢量的标积。在热力学中，功的概念要广泛得多，除机械功外，主要的有：流体体积变化所作的功；外表张力的功；电流的功。 (1)机械功 有些热力学问题中，应考虑流体的重力做功。如图2-1-1所示， PS始终立的高2h的封闭圆筒，被一水平隔板C分成体积皆为V的两局部。其中都充有气体，A的密度A较小，B的密度B较大。现 将隔板抽走，使A、B气体匀称混合后，重力对气体做的总功为 E2E1W E2E1Q x图2-1-高中物理竞赛热学教程其次讲热力学第肯定律 WAVghh1BVg(AB)Vgh222 (2)流体体积变化所
10、做的功 我们以气体膨胀为例。设有一气缸，其中气体的压强为P，活塞的面积S(图2-1-2)。当活塞缓慢移动一微小距离x时，在这一微小的变化过程中，认为压强P到处匀称而且不变，因此是个准静态过程。气体对外界所作的元功WpSxpV，外界(活塞)对气体做功 B AWWpV，当气体膨胀时V0，外界对气体做功W0；气 体压缩时V0，外界对气体做功W0。 图2-1-3 如图2-1-3所示的A、B是两个管状容器，除了管较粗的局部凹凸不同之外，其他一切全同。将两容器抽成真空， P再同时分别插入两个水银池中，水银沿管上升。大气压强皆AC为P，进入管中水银体积皆为V，所以大气对两池中水银所B做功相等，但由于克制重力
11、做功A小于B，所以A管中水 D银内能增加较多，其温度应略高。 准静态过程可用p-V图上一条曲线来表示，功值W为 VOp-V图中过程曲线下的面积，当气体被压缩时W0。反之 图2-1-4W0。如图2-1-4所示的由A态到B态的三种过程，气体 都对外做功，由过程曲线下的面积大小可知：ACB过程对外 功最大，AB次之，ADB的功最小。由此可知，在给定系统的初 BA态和终态，并不能确定功的数值。功是一个过程量，只有当系统 的状态发生变化经受一个过程，才可能有功；经受不同的过程，F功的数值一般而言是不同的。 DC(3)外表张力的功 液面因存在外表张力而有收缩趋势，要加大液面就得作功。 图2-1-5 设想一
12、沾有液膜的铁丝框ABCD(图2-1-5)。长为2l的力作 用在BC边上。要使BC移动距离x，则外力F作的功为 W=Fx=2lx=S。 式中为外表张力系数，指外表上单位长度直线两侧液面的相互拉力，S指BC移动中液膜两个外表面积的总变化。外力克制外表张力的功转变为液膜的外表能。 由此可见，作功是系统与外界相互作用的一种方式，也是两者的能量相互交换的一种方式。这种能量交换的方式是通过宏观的有规章运动来完成的。我们把机械功、电磁功等统称为宏观功。 213、热力学第肯定律 当系统与外界间的相互作用既有做功又有热传递两种方式时，设系统在初态的内能 E1，经受一过程变为末态的内能E2，令EE2E1。在这一过
13、程中系统从外界汲取 的热量为Q，外界对系统做功为W，则E=W+Q。式中各量是代数量，有正负之分。系高中物理竞赛热学教程其次讲热力学第肯定律 统吸热Q0，系统放热Q0；外界做功W0，系统做功W0；内能增加 E0，内能削减E0。热力学第肯定律是普遍的能量转化和守恒定律在热现象中的详细表现。 214、热量 当一个热力学系统与温度较高的外界热接触时，热力学系统的温度会上升，其内能增加，状态发生了变化。在这个状态变化的过程中，是外界把一局部内能传递给了该系统，我们就说系统从外界汲取了热量。假如系统与外界没有通过功来交换能量，系统从外界汲取了多少热量，它的内能就增加多少。热量是过程量。 做功和传递热量都可
14、以使系统的内能发生变化，但它们本质上是有区分的，做功是通过物体的宏观位移来完成的，是通过有规章的运动与系统内分子无规章运动之间的转换，从而使系统的内能有所转变；传递热量是通过分子之间的相互作用来完成的，是系统外物体分子无规章运动与系统内分子无规章运动之间的传递，从而使系统的内能有所转变。为了区分起见，我们把热量传递叫做微观功。 215、气体的自由膨胀 气体向真空的膨胀过程称为气体的自由膨胀。气体自由膨胀时，没有外界阻力，所以外界不对气体做功W=0；由于过程进展很快，气体来不及与外界交换热量，可看成是绝热过程Q=0；依据热力学第肯定律可知，气体绝热自由膨胀后其内能不变，即E=0。 假如是抱负气体自由膨胀，其内能不变，气体温度也不会变化，即T=0；假如是离子气体自由膨胀，虽内能不变，但分子的平均斥力势能会随着体积的增大而减小，分子的平均平动动能会增加，
