高三物理3-3,3-4期末復習知識點
一、分子動理論
1、物體是由大量分子組成的
微觀量:分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0
宏觀量:物質(zhì)體積V、摩爾體積VA、物體質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物質(zhì)密度ρ。
聯(lián)系橋梁:阿伏加德羅常數(shù)(NA=6.02×1023mol-1) ??
(1)分子質(zhì)量:
??
(2)分子體積:
(對氣體,V0應(yīng)為氣體分子占據(jù)的空間大小)
(3)分子大?。?/span>(數(shù)量級10-10m)
1球體模型.
???直徑
(固、液體一般用此模型)
油膜法估測分子大小:
??
—單分子油膜的面積,V—滴到水中的純油酸的體積
2立方體模型.
?(氣體一般用此模型;對氣體,d應(yīng)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(zhì)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(zhì)量。
(4)分子的數(shù)量:
??或者 ?
2、分子永不停息地做無規(guī)則運動
(1)擴散現(xiàn)象:不同物質(zhì)彼此進入對方的現(xiàn)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(guī)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(guī)則運動。
發(fā)生原因是固體微粒受到包圍微粒的液體分子無規(guī)則運動地撞擊的不平衡性造成的.因而間接說明了液體分子在永不停息地做無規(guī)則運動.
①?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(guī)則運動.
②布朗運動反映液體分子的無規(guī)則運動但不是液體分子的運動.
③課本中所示的布朗運動路線,不是固體微粒運動的軌跡.
④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
①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(xiàn)出的分子力是分子引力和分子斥力的合力
③分子力的表現(xiàn)及變化,對于曲線注意兩個距離,即平衡距離r0(約10-10m)與10r0。
(ⅰ)當分子間距離為r0時,分子力為零。
(ⅱ)當分子間距r>r0時,引力大于斥力,分子力表現(xiàn)為引力。當分子間距離由r0增大時,分子力先增大后減小
(ⅲ)當分子間距r<r0時,斥力大于引力,分子力表現(xiàn)為斥力。當分子間距離由r0減小時,分子力不斷增大
二、溫度和內(nèi)能
1、統(tǒng)計規(guī)律:單個分子的運動都是不規(guī)則的、帶有偶然性的;大量分子的集體行為受到統(tǒng)計規(guī)律的支配。多數(shù)分子速率都在某個值附近,滿足“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律。
2、分子平均動能:物體內(nèi)所有分子動能的平均值。①溫度是分子平均動能大小的標志。
②溫度相同時任何物體的分子平均動能相等,但平均速率一般不等(分子質(zhì)量不同).
3、分子勢能 (1)一般規(guī)定無窮遠處分子勢能為零,
(2)分子力做正功分子勢能減少,分子力做負功分子勢能增加。
(3)分子勢能與分子間距離r0關(guān)系
①當r>r0時,r增大,分子力為引力,分子力做負功分子勢能增大。
②當r>r0時,r減小,分子力為斥力,分子力做負功分子勢能增大。
③當r=r0(平衡距離)時,分子勢能最?。樨撝担?/span>
(3)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(guān)。(注意體積增大,分子勢能不一定增大)
從微觀上看:分子勢能跟分子間距離r有關(guān)。
4、內(nèi)能:物體內(nèi)所有分子無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和 ?
(1)內(nèi)能是狀態(tài)量 ?????(2)內(nèi)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。
(3)物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量(分子數(shù)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(tài)無關(guān).內(nèi)能與機械能沒有必然聯(lián)系.
三、熱力學定律和能量守恒定律
1、改變物體內(nèi)能的兩種方式:做功和熱傳遞。
①等效不等質(zhì):做功是內(nèi)能與其他形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化;熱傳遞是不同物體(或同一物體的不同部分)之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,它們改變內(nèi)能的效果是相同的。
②概念區(qū)別:溫度、內(nèi)能是狀態(tài)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(zhì)上是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移.
2、熱力學第一定律
(1)內(nèi)容:一般情況下,如果物體跟外界同時發(fā)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(nèi)能的增加量ΔU?????(2)數(shù)學表達式為:ΔU=W+Q
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做功W
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熱量Q
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內(nèi)能的改變ΔU
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取正值“+”
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外界對系統(tǒng)做功
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系統(tǒng)從外界吸收熱量
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系統(tǒng)的內(nèi)能增加
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取負值“-”
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系統(tǒng)對外界做功
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系統(tǒng)向外界放出熱量
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系統(tǒng)的內(nèi)能減少
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?(3)符號法則:
(4)絕熱過程Q=0,關(guān)鍵詞“絕熱材料”或“變化迅速”
(5)對理想氣體:①ΔU取決于溫度變化,溫度升高ΔU>0,溫度降低ΔU<0?②W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;③特例:如果是氣體向真空擴散,W=0
3、能量守恒定律:
(1)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)化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)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(fā)地由高溫物體向低溫物體進行,但相反方向卻不能自發(fā)地進行,即熱傳導具有方向性,是一個不可逆過程。
(2)說明:①“自發(fā)地”過程就是在不受外來干擾的條件下進行的自然過程。
②熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體,熱量卻不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體。
③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
①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變化。
②開爾文表述:不可能從單一熱源吸收熱量,使之完全變?yōu)橛杏霉Χ灰鹌渌兓?/span>
(4)熱機①熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。其原理是熱機從高溫熱源吸收熱量Q1,推動活塞做功W,然后向低溫熱源(冷凝器)釋放熱量Q2。(工作條件:需要兩個熱源) ②由能量守恒定律可得:?Q1=W+Q2????③我們把熱機做的功和它從熱源吸收的熱量的比值叫做熱機效率,用η表示,即η= W?/ Q1?????④熱機效率不可能達到100%
(5)第二類永動機①設(shè)想:只從單一熱源吸收熱量,使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓臒釞C。
②第二類永動機不可能制成,不違反熱力學第一定律或能量守恒定律,違反熱力學第二定律。原因:盡管機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機械能而不引起其他變化;機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性。
(6)推廣:與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是不可逆的。例如;擴散、氣體向真空的膨脹、能量耗散。
(7)熵和熵增加原理
①熱力學第二定律微觀意義:一切自然過程總是沿著分子熱運動無序程度增大的方向進行。
②熵:衡量系統(tǒng)無序程度的物理量,系統(tǒng)越混亂,無序程度越高,熵值越大。
③熵增加原理:在孤立系統(tǒng)中,一切不可逆過程必然朝著熵增加的方向進行。熱力學第二定律也叫做熵增加原理。
(8)能量退降:在熵增加的同時,一切不可逆過程總是使能量逐漸喪失做功的本領(lǐng),從可利用狀態(tài)變成不可利用狀態(tài),能量的品質(zhì)退化了。(另一種解釋:在能量轉(zhuǎn)化過程中,總伴隨著內(nèi)能的產(chǎn)生,分子無序程度增加,同時內(nèi)能耗散到周圍環(huán)境中,無法重新收集起來加以利用)
四、固體和液體
1、晶體和非晶體
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晶 體
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非晶體
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單晶體
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多晶體
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外 形
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規(guī) 則
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不規(guī)則
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不規(guī)則
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熔 點
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確 定
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不確定
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物理性質(zhì)
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各向異性
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各向同性
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①晶體內(nèi)部的微粒排列有規(guī)則,具有空間上的周期性,因此不同方向上相等距離內(nèi)微粒數(shù)不同,使得物理性質(zhì)不同(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(guī)則。
②晶體達到熔點后由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu),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(tài)
物理性質(zhì)①具有晶體的光學各向異性——在某個方向上看其分子排列比較整齊
②具有液體的流動性——從另一方向看,分子的排列是雜亂無章的.
3、液體的表面張力現(xiàn)象和毛細現(xiàn)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>r0,分子力表現(xiàn)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(xiàn)象:
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附著層的液體分子比液體內(nèi)部
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分子力表現(xiàn)
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附著層趨勢
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毛細現(xiàn)象
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浸潤
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密
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排斥力
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擴張
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上升
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不浸潤
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稀疏
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吸引力
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收縮
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下降
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(3)毛細現(xiàn)象:對于一定液體和一定材質(zhì)的管壁,管的內(nèi)徑越細,毛細現(xiàn)象越明顯。
①管的內(nèi)徑越細,液體越高??②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
五、氣體實驗定律 ??理想氣體
(1)探究一定質(zhì)量理想氣體壓強p、體積V、溫度T之間關(guān)系,采用的是控制變量法
(2)三種變化:①等溫變化,玻意耳定律:PV=C②等容變化,查理定律: P / T=C
③等壓變化,蓋—呂薩克定律:V/ T=C
提示:
①等溫變化中的圖線為雙曲線的一支,等容(壓)變化中的圖線均為過原點的直線(之所以原點附近為虛線,表示溫度太低了,規(guī)律不再滿足)
②圖中雙線表示同一氣體不同狀態(tài)下的圖線,虛線表示判斷狀態(tài)關(guān)系的兩種方法
③對等容(壓)變化,如果橫軸物理量是攝氏溫度t,則交點坐標為-273.15
(3)理想氣體狀態(tài)方程
①理想氣體,由于不考慮分子間相互作用力,理想氣體的內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決定?,與氣體的體積無關(guān)。
②對一定質(zhì)量的理想氣體,有
(或
) ???
(
為摩爾數(shù))
(4)氣體壓強微觀解釋:大量氣體分子對器壁頻繁地碰撞產(chǎn)生的。壓強大小與氣體分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積的碰撞次數(shù)有關(guān)。決定因素:①氣體分子的平均動能,從宏觀上看由氣體的溫度決定②單位體積內(nèi)的分子數(shù)(分子密度),從宏觀上看由氣體的體積決定
六、飽和汽和飽和汽壓
1、飽和汽與飽和汽壓:
在單位時間內(nèi)回到液體中的分子數(shù)等于從液面飛出去的分子數(shù),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(tài),這種平衡叫做動態(tài)平衡。我們把跟液體處于動態(tài)平衡的汽叫做飽和汽,把沒有達到飽和狀態(tài)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汽壓。
飽和汽壓影響因素:①與溫度有關(guān),溫度升高,飽和氣壓增大 ?②飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān)
3)空氣的濕度(1)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。
(2)空氣的相對濕度:
相對濕度更能夠描述空氣的潮濕程度,影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對干爽與潮濕感受。
(3)干濕泡濕度計:兩溫度計的示數(shù)差別越大,空氣的相對濕度越小。
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