16 热学小结
初中物理热学知识点小结
初中物理热学知识点小结热学是物理学的重要分支之一，研究的是热量的传递、转化和测量等与热现象相关的物理性质和规律。
热学作为学科的核心，主要包括热力学和热传导、辐射和对流三个方面。
下面将对初中物理热学的主要知识点进行小结。
1.温度和热量：温度是物体热平衡状态下的一个物理量，我们通常用温度计来测量物体的温度。
温度的记号是T，单位是摄氏度（℃）或者开尔文（K）。
而热量是物体内部粒子之间的互动引发的，导致物体整体温度升高的一种形式。
单位是焦耳（J）或卡路里（cal）。
2.内能和热容：内能是物体中所有分子的能量之和，内能的大小与物体的质量、温度和物质的特性有关。
对于固体和液体，内能主要表现为分子的平动和振动，对于气体，内能还包括分子的转动。
热容是物体单位质量（或单位摩尔）的内能变化量与温度变化之间的比值，即热容=ΔQ/ΔT。
3.线热膨胀和表面热膨胀：线热膨胀是指物体沿一维方向的长度随温度变化而发生的改变。
表面热膨胀是指物体表面积（二维）随温度的变化而发生的改变。
物体的线热膨胀和表面热膨胀都可以通过温度系数来描述，常用的温度系数有线膨胀系数（α）和表膨胀系数（β）。
4.热传导：热传导是指物体内部热量的传递，物质的自由电子和晶格的振动是热传导的主要方式。
导热系数（λ）是描述物体导热性能的物理量，导热方程是描述热传导过程的数学模型。
5.热辐射：热辐射是指物体表面由于温度差异而辐射出的电磁波。
物体的辐射性质由其温度决定，黑体是一个理想的辐射体，它对所有波长的辐射均具有最大值。
根据斯特藩—玻尔兹曼定律，物体单位面积单位时间的辐射能量与第四次方温度之间成正比。
6.热对流：热对流是指流体（气体或液体）通过对流传热来传递热量。
对流传热是由于流体的密度差异而产生，通过对流传热可以有效的传递热量。
流体的传热率与流体的流速、密度、温度差和流体的导热系数有关。
7.热力学第一定律：热力学第一定律是能量守恒定律在热学过程中的应用，其表述为：在一个系统中，任何时刻系统所具有的内能的变化量等于系统所吸收的热量与系统所做的功之和。
热学物理总结报告范文(3篇)
第1篇一、引言热学是物理学的一个重要分支，研究物体内部的热运动和能量转换规律。
随着科学技术的不断发展，热学在工业、农业、医学、能源等领域都发挥着至关重要的作用。
本报告将对热学物理的基本概念、主要理论、实验方法和应用领域进行总结和分析。
二、热学基本概念1. 热量：热量是物体内部微观粒子运动能量的总和，通常用符号Q表示。
热量的单位是焦耳（J）。
2. 温度：温度是物体内部微观粒子平均动能的度量，通常用符号T表示。
温度的单位是开尔文（K）。
3. 热容：热容是物体吸收或放出热量时温度变化的度量，通常用符号C表示。
热容的单位是焦耳每开尔文（J/K）。
4. 热传导：热传导是热量在物体内部由高温区域向低温区域传递的过程。
5. 热辐射：热辐射是物体由于自身温度而向外发射热量的过程。
6. 热对流：热对流是流体内部热量传递的一种形式，即流体中高温区域的分子向低温区域传递热量的过程。
三、热学主要理论1. 热力学第一定律：热力学第一定律指出，热量、功和内能之间的关系是Q = W+ ΔU，其中Q为吸收的热量，W为外界对系统所做的功，ΔU为系统内能的变化。
2. 热力学第二定律：热力学第二定律表明，热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，而且在一个封闭系统中，熵（S）总是增加的。
3. 热力学第三定律：热力学第三定律指出，在绝对零度时，任何物体的熵都为零。
4. 热平衡定律：当两个系统接触时，如果它们之间没有热量交换，那么它们的温度将趋于相同。
5. 热传导定律：傅里叶定律描述了热传导过程中的热量传递速率，即Q = -kAΔT/Δx，其中Q为热量，k为热传导系数，A为传热面积，ΔT为温度差，Δx为距离。
6. 热辐射定律：斯蒂芬-玻尔兹曼定律描述了物体热辐射的能量，即E = σT^4，其中E为辐射能量，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，T为物体温度。
四、热学实验方法1. 热平衡实验：通过测量两个物体接触后的温度变化，验证热平衡定律。
2. 热传导实验：通过测量不同材料的热传导系数，研究热传导规律。
初中物理热学知识点总结归纳图
初中物理热学知识点总结归纳图热学是物理学中的一个重要分支，主要研究热量的传递、转化和测量。
在初中物理学习中，我们学习了许多与热学相关的知识点。
本文将通过一个归纳总结图的形式，系统地概括和归纳初中物理热学的重要知识点。
1. 热量和温度- 热量是物体之间的能量传递方式，单位是焦耳(J)。
- 温度是物体热平衡状态下的一种度量。
- 热量的传递方式有传导、对流和辐射。
2. 热平衡和温度计- 热平衡是指物体之间不存在温度差异，达到了热量状态平衡的状态。
- 温度计是测量物体温度的仪器，常见的温度计有水银温度计和电子温度计。
3. 内能和比热容- 内能是物体分子和原子的微观运动能量的总和。
- 比热容是物质单位质量在温度变化下吸收或释放的热量。
- 比热容的计算公式为热量Q=mcΔT，其中m为物质的质量，c为比热容，ΔT为温度变化。
4. 能量守恒定律- 能量守恒定律是指在一个孤立系统中，能量的总量保持不变。
- 系统对外界做功或从外界获得热量时，系统内部的能量将发生相应的转化。
5. 相变- 相变是物质在一定温度和压力下从一种状态转变为另一种状态的过程。
- 相变过程中吸热和放热的关系，常见的有固体熔化、汽化和凝固等过程。
6. 热量传递- 热量传递是物体之间热量的流动过程。
- 传导是通过物质直接传递热量，传导的速度与物质的导热性质有关。
- 对流是通过流体的运动传递热量，对流的速度与流体的速度和导热性质有关。
- 辐射是通过波动粒子（光子）的辐射传递热量，不需要媒质传递。
7. 热量计算- 根据热量守恒定律，可以利用热量计算问题。
- 热量计算公式为Q=mcΔT，其中Q为热量，m为物质质量，c为比热容，ΔT为温度变化。
综上所述，初中物理热学是研究热量传递、转化和测量的学科。
通过学习热学，我们可以了解物体温度、热平衡、内能和比热容等概念，理解能量守恒定律和相变的规律，掌握热量传递的方式和计算方法。
这些知识点对于我们理解和应用热学原理，解决与热学相关问题都有重要意义。
2016届高考物理第一轮复习总结(15-15) 第十五章 热学
pV (2)对一定质量的理想气体，由 T ＝C 进行状态分 析.由热力学第一定律ΔU＝W＋Q 进行吸放热、 做功分 析. 在不同坐标系中要注意各种图象的不同，从图象 中找出体积、温度、压强的变化情况.求理想气体状态 参数时，要找出初末状态，然后由理想气体状态方程 列方程求解. 设气缸的横截面积为 S， 沙子倒在活塞上后， 对气 体产生的压强为Δ p ，由玻意耳定律得 phS ＝ (p ＋Δ 1 p)h－4hS① 1 解得Δp＝ p② 3
【答案】B
2.(多选)(2013 广西)根据热力学定律，下列说法正 确的是( ) A.电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体 向高温物体传递 B.空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于 向室外放出的热量 C.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机 D. 对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减 少，形成“能源危机”
外界的温度变为 T 后，设活塞距底面的高度为 h′， 根据盖－吕萨克定律，得 1 h－ hS h′ S 4 ＝ T ③ T0 3T 解得 h′＝ h④ 4T0 mg 据题意可得Δp＝ S ⑤ 气体最后的体积为 V＝Sh′⑥ 9mghT 联立②④⑤⑥式得 V＝ ⑦ 4pT0
7.(2014 重庆) (1)重庆出租车常以天然气作为燃料，加气站储气 罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内 气体体积及质量均不变，则罐内气体 ( 可视为理想气 体)( ) A.压强增大，内能减小 B.吸收热量 ，内能增大 C.压强减小，分子平均动能增大 D.对外做功，分子平均动能减小
8.(2014 上海)在“用 DIS 研究在温度不变时，一 定质量的气体压强与体积的关系”的实验中，某同学 将注射器活塞置于刻度为 10 ml 处，然后将注射器连 接压强传感器并开始实验，气体体积 V 每增加 1 ml 测一次压强 p，最后得到 p 和 V 的乘积逐渐增大.
热学小结
热学课程小结重点内容分子动理论的基本观点：1.自然界的一切宏观物体，无论是气体，液体还是固体，都是由大量分子或原子构成的。
2.分子与分子之间存在着一定的距离。
3.分子间存在相互作用力。
4.在任意时刻，某个分子位于何处，具有怎样的速度、动量、能量，都具有一定的偶然性。
但是就大量分子的整体表现来看，却呈现出一种必然的规律性，这种大量偶然事件在整体上所呈现的规律，称为统计规律。
每个分子的运动遵从力学规律，而大量分子的热运动则遵从统计规律，这就是气体动理论的基本观点 。
理想气体的微观模型：1、气体分子的大小与气体分子之间的平均距离相比要小得多，因此可以忽略不计，可将理想气体分子看作质点。
2、除分子之间的瞬间碰撞以外，可以忽略分子之间的相互作用力。
因为分子在相继两次碰撞之间作匀速直线运动。
3、分子间的相互碰撞以及分子与器壁的碰撞可以看作完全弹性碰撞。
综上所述：理想气体分子可以被看作是自由的、无规律运动者的弹性质点群。
理想气体压强的统计意义：===z y x V V VmkTV V V z yx ===222tS I P ∆∆=Kn P ε32=温度的微观意义：kT V m V m V m z y x 21212121222===K kT V m ε==23212真实气体状态方程修正的两个因素：体积修正，压强修正。
在力学中，我们把确定一个物体在空间的位置所必需的独立坐标数目定义为物体的自由度。
单原子分子：质点，自由度3 双原子分子：刚性细杆，自由度5 多原子分子：刚体，自由度6KT ik 2=ε（能量均分定理：在温度为T 的平衡态下，物质分子的每个自由度都具有相同的平均动能，其值为KT 21）麦克斯韦速率分布函数：物理意义：速率在v 附近单位速率区间内的分子数与总分子数的比。
或者说速率在v 附近单位速率区间内的分子出现的概率。
对于确定的气体，麦克斯韦速率分布函数只与温度有关。
NdvdN v f =)(dvv f N N V V )(21⎰=∆dv v f N NV V )(21⎰=∆1)(0=⎰∞dv v f三个统计速率： 1、平均速率：MRTRTV 60.182==πμ2、方均根速率MRTRTmkT V 73.133===μ3、最概然速率MRT RTmkTV P 41.122===μ单位时间内一个分子与其它分子发生碰撞的平均次数，称为平均碰撞频率，简称为碰撞频率。
热学内容小结复习
大学物理内容小结一、 气动理论：1.气态方程：2.气体的压强、温度公式：压强公式：温度公式：3.分子、气体的能量：其中：二、热力学：RT PV ν=−→←2310022.6,314.8,⨯====A AN R N NM m νnkTP =A N R k VNn ==单位体积分子数ktn P ε32=kTkt 23=ε−−→−=kN E εkTkT t kt 232==εkTr kr 2=εkT i kT r t krkt k 22=+=+=εεε⎪⎩⎪⎨⎧=三原子及三原子以上双原子单原子 320r RTRT t E t νν232==RTr E r ν2=RT i E ν2=rt i +=1.热力学一定律：（第一类永动机的失败教训）2.四个等值过程：等容过程：(V=常数）等压过程：(P=常数）等温过程：(T=常数）绝热过程：(Q=0）dWdE dQ W E E Q +=−→←+-=)(12)(221212T T R iE RT i E -=∆⇒=ννVP V V S PdV W PdV dW -==⇒=⎰2112TC W E E Q m ∆=+-=ν)(12TQC m ∆=ν)(2)(211221212V P V P iT T R i E -=-=∆νRTPV ν=R iC mV2=12lnV V RT W W E Q ν==+∆=021==⎰V V PdV dW TC E E E Q mV ∆=-=∆=ν)(12)()(121221T T R V V P PdV W V V -=-==⎰νTC W E Q mP ∆=+∆=νR R iC mP+=212ln21V V RT PdV W V V ν==⎰RTPV ν=常数==RT PV νγγγ2211V P V P PV ===常数四、循环过程：（闭合曲线）1.效率的计算：热循环（顺时针):冷循环（逆时针):EW W E Q Q ∆-=−−→−+∆==021212111111V V V V V V V PV dV VV P PdV W --===⎰⎰γγγγ闭合曲线面积净=-=21Q Q W 吸收热量的总和=1Q 放出热量的总和=2Q 1212111Q Q Q Q Q Q W -=-==净η对外做的总功净=W 闭合曲线面积净=-=21Q Q W 2122Q Q Q W Q e -==净放出热量的总和=1Q 吸收热量的总和=2Q 外界做的总功净=W2.卡诺循环:卡诺循环特点:卡诺热循环的热效率:卡诺冷循环的致冷系数:V2V 1V 3V 4V 1211ln V V RT M m Q =4322ln V V RT M m Q =2211T Q T Q =1212111T T Q Q Q W -=-==净卡诺η2122122T T T Q Q Q W Q e -=-==净卡诺21Q Q W -=净231T T -=η例：证明： 解：1.热量分析：2.计算Q 1与Q 2 及3.因为：2-3是绝热过程：)(1221>-=-T T C Q p νVP P)(3443<-=-T T C Q p ν032=-Q 034=-Q )(12211T T C Q Q p -==-ν0)(43432<-==-T T C Q Q p ν)1()1(1)()(11212343124312T T T T T T T T T T Q Q ---=---=-=ηR R iC p +=2常数常数=−−−→−==γγνγT P PV RT PV -1常数）（或=γγ-1-T P γγγγ31321-2T P T P -=γγγγ41411-1T P T P -=P P P ==21043P P P ==γγγγ31321-2T P T P -=γγγγ41411-1T P T P -=P P P ==21043P P P ==3421T T T T =。
初中物理热学知识点总结
初中物理热学知识点总结热学是物理学的重要分支之一，研究物质内部的热现象以及热量的传递、转化和利用。
在初中物理学习中，热学知识点占据了重要的部分。
下面将对初中物理热学知识点进行总结。
1. 温度与热量温度是物质内部微观粒子运动状态的度量，用于描述物体的冷热程度。
物体之间的热平衡是指两者温度相等，热平衡状态下不发生热量的传递。
热量是物体间或物体内部传递的能量，是热平衡状态下的能量交换。
2. 热传递方式热能可以通过三种方式传递：传导、对流和辐射。
传导是指物质内部传递热量的方式，它是通过物质内部的振动、碰撞等微观粒子之间的相互作用而实现的。
对流是指热能通过液体或气体的流动传递，它是由于液体或气体内部的密度变化而产生的。
辐射是指热能通过电磁波的传播传递，它可以在真空中进行，无需介质。
3. 热传递中的常见现象热传递中常见的现象有热胀冷缩、热传导和物体的比热容。
热胀冷缩是物体受热膨胀或被冷却收缩的现象，它是因为物体内部粒子振动增加或减少的结果。
热传导是指物质内部传递热量的过程，热传导速率与物体厚度、温度差和材料的热导率有关。
物体的比热容是指单位质量物体温度升高1摄氏度所需要的热量，不同物质的比热容不同。
4. 热量的计算热量的计算可以使用热量公式：Q = mcΔT，其中Q为热量，m为物体的质量，c为物质的比热容，ΔT为温度的变化。
在热量计算中，需注意物体的质量、比热容和温度的变化。
5. 相变与热量的转化相变是物质在温度和压强一定条件下的转化过程，分为固态、液态和气态三种。
物质在相变过程中吸热或放热，吸热过程称为吸热溶解或显热，放热过程称为放热凝固或潜热。
固态物质转化为液态物质需要吸收潜热，液态物质转化为气态物质同样需要吸收潜热，反之亦然。
6. 热量的传递与利用热量的传递和利用是热学研究的重要内容。
热传递可以通过建立热工装置来实现，如散热器、绝热材料等。
利用热能可以转化为机械能，如蒸汽机；也可以利用热能进行热量交换，如暖气、制冷等。
初中物理热学知识点小结
初中物理热学知识点小结热学是物理学的一个重要分支，主要研究物体的热现象和热量的传递。
下面将对初中物理热学的知识点进行小结。
1.温度和热量：(1)温度：物体的温度是物体内部分子的平均动能的量度。
常用的温标有摄氏度、华氏度和开尔文度。
不同温标之间的转化公式是C=5/9*(F-32)，K=C+273.15(2)热量：热量是物体之间传递的能量。
热量的传递有三种方式：传导、传热和辐射。
2.热膨胀和热收缩：(1)热膨胀：物体受热后体积会增大，叫做热膨胀。
常见的热膨胀现象有热胀冷缩、不均匀热膨胀和线膨胀等。
(2)热收缩：物体受冷后体积会减小，叫做热收缩。
常见的热收缩现象有热胀冷缩、不均匀热膨胀和线收缩等。
3.内能和热平衡：(1)内能：物体内部的分子之间存在着无规则的运动，内能是指物体因为内部分子的运动所具有的能量。
物体的内能与其温度成正比。
(2)热平衡：当两个物体接触在一起时，热量的传递是从温度较高的物体传递给温度较低的物体，直到两个物体的温度相等，达到热平衡状态。
4.热传导：(1)热传导是指物体内部的热量通过碰撞和振动的方式进行传递。
热传导的速度和导热性能有关，导热性能好的物体传热速度较快。
(2)导热系数：导热系数是用来衡量物质传导热量的能力的物理量，通常用λ表示。
单位是w/(m·℃)。
5.热辐射：(1)热辐射是指物体通过发射和吸收电磁波的方式进行热量的传递。
所有物体都会发出热辐射，辐射的能量与物体的温度有关，温度越高辐射能量越大。
(2)斯特朗-玻尔兹曼定律：辐射功率与物体的温度的四次方成正比。
公式为P=σεAT^4，其中P为辐射功率，σ为斯特朗-玻尔兹曼常数，ε为发射率，A为物体的表面积，T为物体的绝对温度。
6.特性温标：(1)绝对温标：绝对温标是指温标的零点是绝对零度时的温度，单位是开尔文（K）。
(2)零度绝对温标：零度绝对温标是指温标的零点是绝对零度时的温度，单位是摄氏度（℃）。
相对于摄氏度来说，零度绝对温标的温度值要减去273.157.热功和功率：(1)热功：热功是指热量与温度之间的变化关系。
热学知识点总结高考
热学知识点总结高考热学是物理学中的重要分支，涉及热力学、热传导、热辐射等内容。
在高考物理考试中，热学是一个常见的考点，掌握热学知识点对于提高分数至关重要。
本文将对热学的一些重要知识点进行总结，帮助同学们更好地备考。
一、热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的应用。
它表明，在一个孤立系统中，热量和功是能量的两种传递方式，能量守恒。
数学表达式为：ΔU = Q - W其中，ΔU代表系统内能的变化，Q代表系统吸收的热量，W代表系统对外做的功。
这个定律告诉我们能量可以相互转化，但总量保持不变。
二、热力学第二定律热力学第二定律描述了热量传递方向的规律，提出了熵的概念，它表明一个孤立系统总是趋向于增加熵。
根据热力学第二定律的不同表述形式，我们可以得到熵增原理、熵不减原理和克劳修斯等式等。
这些表述形式在解题时往往会用到。
三、热力学循环热力学循环是指一系列的热力学过程，最后又回到了初始状态。
常见的热力学循环包括卡诺循环、卡诺-斯特林循环和卡诺-布丽顿循环等。
热力学循环是理解热力机的工作原理、计算效率的关键。
四、热力学方程热力学方程是描述物质在热平衡状态下的性质的公式。
常见的热力学方程有理想气体状态方程、焓的定义方程、熵的变化计算公式等。
掌握这些热力学方程对于解决与热学有关的问题至关重要。
五、热传导热传导是物质内部传递热量的过程。
在高考中，最基本的热传导形式是一维稳态热传导。
我们可以利用热传导的基本定律——傅里叶热传导定律，来解决与热传导有关的问题。
傅里叶热传导定律可以描述热传导的速率和温度变化之间的关系。
六、热辐射热辐射是物体由于温度差而向外辐射的热能。
热辐射不需要介质的存在，所以可以在真空中传播。
黑体辐射是理想的热辐射模型，它是指完全吸收一切辐射并以最大效率辐射的物体。
七、热平衡与温度计热平衡是热学的基本概念之一，指的是热力学系统之间不存在能量交换的状态。
根据热平衡的特性，我们可以设计各种温度计来测量物体的温度。
热学部分小结
热学部分小结
16 卡诺定理 以卡诺机为例， 以卡诺机为例，有
Q1 Q 2 T1 T 2 ≤ η= Q1 T1
< ( 不可逆机 ) 可逆机 = （可逆机）
热学部分小结
v p ∴ v p ≈ 1.41 RT
M
kT = 1 . 60 m RT M
v
v ≈ 1 . 60
3）方均根速率 ）
v
2
2
vp < v < v
3 RT M
2
v rms =
v =
3 kT = m
热学部分小结
11 分子平均自由程：每两次连续碰撞之间，一个分 分子平均自由程 每两次连续碰撞之间， 平均自由程： 子自由运动的平均路程 .
热学部分小结
8 绝热方程
V T = 常量 γ pV = 常量 γ 1 γ p T = 常量
p
pA
papT
A C B
γ 1
9 绝热线和等温线的区别
T =常量
Q=0
o
V A V VB
V
热学部分小结
10 循环过程 特征
E = 0
正循环：顺时针循环 正循环：顺时针循环. 逆循环：逆时针循环 逆循环：逆时针循环. 11 热机效率 热机（ 循环） 热机（正循环）W
热学部分小结
第七章
1 理想气体物态方程
气体动理论
m′ pV = RT M
理想气体物态方程的另一种形式 2 理想气体的压强公式
P = nkT
3 分子平均平动动能
2 p = nε k 3 1 3 2 ε k = m v = kT 2 2
热学部分小结
玻尔兹曼常数
R 23 1 k= = 1.38 × 10 J K NA
热学归纳总结
热学归纳总结热学是物理学中的一个重要分支，研究能量传递、换热以及热力学过程等。
它对于解释自然界中的热现象，如热传导、热辐射以及热力学循环等有着重要的作用。
在热学的学习过程中，我们可以将其内容总结为以下几个主要方面：热传导、热辐射、热容与比热、热力学循环和热力学第零、第一、第二定律等。
一、热传导热传导是指热量在不同温度的物体之间通过直接接触而传递的过程。
根据传导介质的不同，可以分为固体的热传导、液体的热传导以及气体的热传导。
固体的热传导是最常见的，其中最重要的参量是热导率。
热导率是固体导热性能的一个基本特征，可以通过热传导定律来描述。
二、热辐射热辐射是物体因其温度而发出的电磁辐射。
根据普朗克辐射定律和斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射的强度与温度和辐射面积有关。
当物体的温度升高时，其辐射强度也会相应增加。
对于黑体辐射而言，其辐射强度与波长的关系可以由维恩位移定律和斯特藩-玻尔兹曼定律来描述。
三、热容与比热热容是指物体吸收或释放一定量热量时所发生的温度变化。
热容的数值大小与物体的质量和材料有关。
比热则是单位质量物体所需吸收或释放的热量与温度变化之间的比值。
常见的比热有定压比热和定容比热，它们在不同条件下描述了物体热容的性质。
四、热力学循环热力学循环是指通过连续的一系列热力学过程来完成对能量的转化。
最常见的热力学循环是卡诺循环，它由绝热膨胀、等温膨胀、绝热压缩和等温压缩四个过程组成。
卡诺循环是一个理想化的循环，可以用来研究热能机的性能。
五、热力学定律热力学定律是热学中的基本原理，主要包括热力学第零定律、第一定律和第二定律。
热力学第零定律建立了温度的概念和测量方法，它指出当两个物体与第三个物体处于热平衡时，它们之间的温度是相等的。
热力学第一定律是能量守恒原理在热学中的应用，它表明系统的内能变化等于系统所吸收的热量与系统所做的功之和。
热力学第二定律则是热学中的一个基本定律，它包含了热机效率的极限以及热量自行流动的方向等内容。
热学小结
3.卡诺循环：由两条等温线和两条绝热线组成
T低 T2 热机效率 C 1 致冷系数 wC － T1 T2 T高
0
12
热学小结
四、速率分布函数：
dN v 1. 分子的速率分布函数: f ( v) N dv
速率在 v 附近的单位速率区间内的分子数占分子 总数的百分比。（或在v→v＋dv速率区间内的分子出 现的概率－概率密度）。 2、理想气体的麦克斯韦速率分布律：
T低 1 － T高
卡诺热机的效率是一切 11 热机效率的最高极限。
由定理2得：
不可逆 ＜ 可逆
热学小结
三、循环过程：
1.热循环：正循环（顺时针）－热机
A |Q放 | 热机效率： 1 Q吸 Q吸
2.致冷循环：逆循环（逆时针）－致冷机
Q吸 Q吸 致冷系数： w A |Q放 |Q吸
dN m f (v ) 4 e Ndv 2kT
3/ 2
mv 2 2 kT
v
2
f (v)
o
13
v
热学小结 3.三种速率： 最概然速率
f (v)
vp Leabharlann 2kT m2 RT M
o
vp v
v
2
方均根速率
8kT 8 RT v m M
平均速率
v
v
2
小学热学知识点归纳总结
小学热学知识点归纳总结热学是物理学的一个重要分支，是研究热现象和热力学定律的科学。
在小学阶段，孩子们会接触到一些与热学相关的知识，包括热的传播、热量的计算、温度的测量等内容。
本文将对小学热学知识点进行归纳总结，让孩子们能够更好地理解热学知识。
一、热的传播热的传播是热学知识中的重要内容，主要包括传导、传热、热辐射等形式。
1.传导：传导是指热量通过物体内部的分子碰撞传递的过程。
当一个物体的一端受热时，热量会迅速传导到另一端，使整个物体变热。
例如，将一个金属棒的一端放在火上，不久整条金属棒就会变热。
2.传热：传热是指热量通过物体表面的接触或周围介质的流动传递的过程。
例如，把热水袋放在身体上，热量就会通过接触传递给身体，使身体感到温暖。
3.热辐射：热辐射是指热量通过空气或真空中的辐射传递的过程。
太阳的热量就是通过热辐射传递到地球上的。
二、热量的计算热量是物体内部分子因运动引起的能量，其大小可以通过温度变化来表示。
在小学阶段，孩子们学习到了一些简单的热量计算方法。
1.热量的传递：当两个物体的温度不同时，热量会从温度较高的物体传递到温度较低的物体。
热量的大小与温度差、物体的热容量和物体的质量有关。
2.热量的计算：热量的计算公式为：Q=mc∆T，其中Q表示热量，m表示物体的质量，c 表示物体的比热容，∆T表示温度变化。
当m、c、∆T已知时，可以通过这个公式计算出热量的大小。
三、温度的测量温度是热学中的重要物理量，是用来表示物体冷热程度的指标。
在小学阶段，孩子们学习了一些常见的温度计量单位和测量方法。
1.温度计：温度计是用来测量温度的仪器，常见的温度计有水银温度计、酒精温度计、红外线测温仪等。
通过温度计，我们可以快速而准确地测量物体的温度。
2.温度计量单位：常见的温度计量单位有摄氏度、华氏度和开尔文度。
在国际单位制中，摄氏度是最常用的温度计量单位，常用符号为℃。
四、其他热学知识除了上述内容外，小学阶段还涉及到一些其他与热学相关的知识，如热膨胀、热机等。
第十六章热学(高中物理基本概念归纳整理)完整版2
2.内能决定因素：
①宏观上：与物质的量、温度、体积有关 ②微观上：与分子总数、平均动能（分子平均速率）、分子势能（分子间距）有关
注意：内能与机 械能没有必然联 系，机械能是宏 观形式的能量， 内能是微观形式 的能量，两者一 定条件下可以互 相转化。
八.热平衡与温度
1.热平衡：两个系统相互接触而传热，这两个系统的状态参量将会互相影
响而分别改变；当它们的状态参量不再变化时，这两个系统对于传热来说达 到了平衡，这种平衡叫作热平衡。 注意：若两个系统在接触时它们的热力学状态不发生变化，则两个系统处于 热平衡状态。
2.热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个
系统彼此之间也必定处于热平衡，这个结论称为热平衡定律。
分子数密度n 气体体积V
分子平均速率 (分子平均动能)
气体温度T
思考与讨论：从宏观上看，一定质量的气体体积不变仅温度升高 或温度不变仅体积减小都会使压强增大。从微观上看，这两种情 况本质上有没有区别？微观上该如何解释？
五.分子动能
1.分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能 2.平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均 动能 3.温度的微观含义。 宏观含义：温度是物体冷热程度的标志 微观含义：温度是物体分子热运动的平均动能的标志
十四.晶体、非晶体
分类
晶体 单晶体 多晶体
非晶体
外形
有规则的 几何外形
没有规则的几何外形
物 各向同 某一物理性 理 、异性 质各向异性
所有物理性质各向同性
性
质 熔点
有固定熔点
无固定熔点
微观结构
分子在空间 排列有规则
热力工程学第十六次课-热力学第二定律4(热二律小结)
Ex,Q An,Q
Ex损失
S
三、冷量的Ex与An
冷量：工程上把与温度低于环境温度T0的物体（T<T0）交换的热 量称为冷量。
冷量的火用：温度低于环境温度的系统，吸收热量Q0（冷量） 时对外做出的最大有用功称为冷量的火用。
卡诺循环的功
T0
Wmax
1
T T0
Q
热能工程教研室
E=Ex+An
三种不同品质的能量
E=Ex+An
1、可无限转换的能量——电能、机械能、风能等
E=Ex，An=0
2、不能转换的能量——环境热能
E=An，Ex=0
3、可有限转换的能量——温度高于环境温度的热能
E=Ex+An
热能工程教研室
Ex ——作功能力
环境一定，能量中最大可能转换为功的部分
T0
An,Q Q ExQ T0 S
热能工程教研室
Q E x,Q An,Q
T Ex,Q
An,Q
S
2、变温热源下的Q，环境温度为T0
微元卡诺循环的功
T
Ex,Q
1
T0 T
Q
Q T0
Q
T
Q
T0S
T0
An,Q T0 S
热能工程教研室
热能工程教研室
四、孤立系统熵增与Ex损失
Ex
最大作功能力
可逆
Ex损失
dS
作功能力降低
?
dSiso dSg熵增与Ex损失
取热源T1和T2为孤立系
Siso
ST1 ST2
专题16 热学(解析版)-高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍
2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍专题16 热学目录一、热点题型归纳 (1)【题型一】分子动理论热力学定律 (1)【题型二】固体、液体和气体 (6)【题型三】气体实验定律理想气体状态方程 (7)二、高考题型标准练 (12)一、热点题型归纳【题型一】分子动理论热力学定律【典例分析1】(2020·全国卷Ⅱ·33(1))下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有________，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有________．(填正确答案标号)A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内【答案】B C【解析】A项符合热力学第一、第二定律．冷水和杯子温度不可能都变低，只能是一个升高一个降低，或温度都不变，B项描述违背了热力学第一定律．C项描述虽然不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二定律．D项中冰箱消耗电能从而可以从低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，不违背热力学第二定律．【典例分析2】(2020·全国卷Ⅰ·33(1))分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0.分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零．若一分子固定于原点O，另一分子从距O 点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能________(填“大于”“等于”或“小于”)零．【答案】减小减小小于【解析】分子势能与分子间距离变化的关系图像如图所示，两分子间距减小到r2的过程中和由r2减小到r1的过程中，分子力做正功，分子势能减小；在间距等于r1处，分子势能最小，小于零．【典例分析3】(多选)(2020·全国卷Ⅲ·33(1))如图，一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦．现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降．环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态．在活塞下降过程中()A．气体体积逐渐减小，内能增加B．气体压强逐渐增大，内能不变C．气体压强逐渐增大，放出热量D．外界对气体做功，气体内能不变E．外界对气体做功，气体吸收热量【答案】BCD【解析】温度不变，理想气体的内能不变，故A错误；根据玻意耳定律，体积减小，压强增大，故B正确；根据ΔU＝W＋Q，内能不变，外界对气体做功，气体放出热量，故C、D正确，E错误．【典例分析3】(多选)如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e.对此气体，下列说法正确的是()A．过程①中气体的压强逐渐减小B．过程②中气体对外界做正功C．过程④中气体从外界吸收了热量D．状态c、d的内能相等E．状态d的压强比状态b的压强小【答案】 BDE【解析】 过程①中，气体由a 到b ，体积V 不变、T 升高，则压强增大，A 项错误；过程②中，气体由b 到c ，体积V 变大，对外界做功，B 项正确；过程④中，气体由d 到e ，温度T 降低，内能ΔU 减小，体积V 不变，气体不做功，根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 得Q <0，即气体放出热量，C 项错误；状态c 、d 温度相同，所以内能相同，D 项正确；由b 到c 的过程，作过状态b 、c 的等压线，分析可得p b >p c ，由c 到d 的过程，温度不变，V c <V d ，所以p c >p d ，所以p b >p c >p d ，E 项正确．【提分秘籍】1．估算问题(1)油膜法估算分子直径：d ＝VS ，其中V 为纯油酸体积，S 为单分子油膜面积．(2)分子总数：N ＝nN A ＝m M N A ＝VV mol N A.特别提醒：对气体而言，一个分子的体积V 0≠VN.(3)两种分子模型：①球体模型：V ＝43πR 3；②立方体模型：V ＝a 3.2．分子运动：分子永不停息地做无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，即平均速率越大，但某个分子的瞬时速率不一定大．3．分子力、分子势能与分子间距离的关系(如图)4．理想气体相关三量ΔU 、W 、Q 的分析思路 (1)内能变化量ΔU由气体温度变化分析ΔU .温度升高，内能增加，ΔU >0；温度降低，内能减少，ΔU <0. ②由公式ΔU ＝W ＋Q 分析内能变化． (2)做功情况W由体积变化分析气体做功情况．体积膨胀，气体对外界做功，W <0；体积被压缩，外界对气体做功，W >0. (3)气体吸、放热Q一般由公式Q ＝ΔU －W 分析气体的吸、放热情况，Q >0，吸热；Q <0，放热．5．对热力学第二定律的理解：热量可以由低温物体传递到高温物体，也可以从单一热源吸收热量全部转化为功，但会产生其他影响．【强化训练】1.(多选)(2020·三湘名校联盟第二次大联考)下列说法正确的是()A．物体的摄氏温度变化了1 ℃，其热力学温度变化了1 KB．气体放出热量时，其分子的平均动能一定减小C．气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱D．如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关E．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)向外界释放热量，而外界对其做功【答案】ACE【解析】由T＝t＋273，可知摄氏温度变化1 ℃，热力学温度变化1 K，故A正确；气体放出热量时，若外界对气体做功，则气体的温度也可能升高，其分子的平均动能增加，故B错误；无论是气体、液体还是固体，其分子间都存在间距，但气体分子间的间距最大，由于分子间存在较大的间距，气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动，所以气体能充满整个空间，故C正确；气体的内能除与分子势能、分子平均动能有关外，还与气体的质量有关．对于气体分子间作用力可以忽略时，气体的内能由温度和质量决定．分子越多，内能越大，故D错误；不计分子势能时，气体温度降低，则内能减小，向外界释放热量，薄塑料瓶变扁，气体体积减小，外界对其做功，故E正确．2．(多选)(2020·河北第二次省际调研)下列说法正确的是()A．一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加B．蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块看起来没有确定的几何形状，是非晶体C．一定质量的理想气体在等压膨胀过程中一定要吸收热量D．已知阿伏加徳罗常数、气体的摩尔质量和密度可以估算出气体分子的直径E．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙【答案】ACE【解析】一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，因吸热内能增大，但其分子平均动能不变，则分子之间的势能增加，选项A正确；蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块是多晶体，没有确定的几何形状，也是多晶体的特点，选项B错误；一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，气体对外做功，温度升高，内能变大，则一定要吸收热量，选项C正确；已知阿伏加徳罗常数、气体的摩尔质量和密度可以估算出气体分子运动占据的空间体积，不能估算气体分子的直径，选项D错误；水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙，选项E正确．3.(多选)(2020·河南驻马店市3月模拟)如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始经历①②③④四个过程，到达状态e.对此气体，下列说法中正确的是()A ．过程①中气体从外界吸收热量B ．过程②中气体从外界吸收热量C ．过程③中气体对外界做正功D ．状态a 比状态e 的体积大E ．过程④中气体吸收的热量和对外界做功的数值相等 【答案】 BCE【解析】 过程①中气体等温变化ΔU ＝0，压强增大，根据理想气体状态方程pVT＝C 知，体积一定减小，外界对气体做功，则W ＞0，再根据热力学第一定律W ＋Q ＝ΔU ，可知Q ＜0，所以过程①中气体放热，故A 错误；过程②中气体等容变化，则W ＝0，温度升高，ΔU ＞0，根据热力学第一定律，Q ＞0，所以过程②中气体从外界吸收热量，故B 正确；过程③中气体等压变化，温度升高，根据理想气体状态方程pVT ＝C 知，体积一定增大，气体对外界做功，则W ＜0，故C 正确；状态a 和状态e ，压强相等，状态a 比状态e 温度低，根据理想气体状态方程pVT＝C 知，状态a 比状态e 的体积小，故D 错误；过程④中气体等温变化ΔU ＝0，根据热力学第一定律，Q ＝－W ，即气体吸收的热量和对外界做功的数值相等，故E 正确．4.(多选)(2020·广东广州市3月质检)如图为一消毒水简易喷洒装置，内部装有一定量的水，水上部是密封的空气，喷洒口管径细小．现保持阀门紧闭，通过打气筒再充入一些空气．设所有过程温度保持不变，下列说法正确的有( )A ．密封气体分子单位时间撞击器壁的次数增多B ．密封气体的分子平均动能增大C ．打开阀门后，密封气体对外界做正功D ．打开阀门后，密封气体从外界吸热E ．打开阀门后，密封气体的内能一直减小 【答案】 ACD【解析】 充气后，气体分子数增大，温度和体积不变，则密封气体分子单位时间撞击单位面积器壁的次数增多，故A 正确；充气后，由于温度不变，密封气体的分子平均动能不变，故B 错误；充气后，封闭气体压强增大，大于外界大气压强，打开阀门后，密封气体对外界做正功，故C 正确；由于温度不变，封闭气体内能不变，且打开阀门后，密封气体对外界做正功，由热力学第一定律可知，密封气体从外界吸热，故D 正确；由于打开阀门后封闭气体温度不变，且质量不变，则封闭气体内能不变，故E 错误．【题型二】固体、液体和气体【典例分析1】(多选)(2020·新乡市高三上学期第一次模拟)下列说法正确的是()A．液晶既具有液体的流动性，又具有光学的各向异性B．微粒越大，撞击微粒的液体分子数越多，布朗运动越明显C．太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果D．表现为各向同性的固体均为非晶体E．若附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏，则液体与固体之间表现为不浸润【答案】ACE【解析】液晶既具有液体的流动性，又具有光学的各向异性，选项A正确；微粒越小，撞击微粒的液体分子的不平衡越明显，布朗运动越明显，故B错误；太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果，故C正确；表现为各向同性的固体可能为多晶体，故D错误；附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏，则液体与固体之间表现为不浸润，故E正确．【典例分析2】．(多选)(2020·吉林长春市六中3月线上测试)下列说法中正确的是()A．分子运动的平均速率可能为零，瞬时速度不可能为零B．液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引C．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体E．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小【答案】BDE【解析】分子在永不停息地做无规则运动，其平均速率不可能为零，而瞬时速度可能为零，故A错误；表面张力的微观解释为液体表面层的分子间距较大，表现为引力，故B正确；空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示，故C错误；晶体、非晶体在一定的条件下可以相互转化，例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶(即石英玻璃)就是非晶体，故D正确；随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，当分子距离小于r0时，分子力表现为斥力，距离增大时分子斥力做正功，分子势能减小；当分子距离大于r0时，分子力表现为引力，距离增大时分子引力做负功，分子势能增大，故E正确．【提分秘籍】1．对晶体、非晶体特性的理解(1)只有单晶体才可能具有各向异性．(2)各种晶体都具有确定的熔点，晶体熔化时，温度不变，吸收的热量全部用于增加分子势能．(3)晶体与非晶体可以相互转化．(4)有些晶体属于同素异形体，如金刚石和石墨．2．正确理解温度的微观含义(1)温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大．(2)温度越高，物体分子动能总和增大，但物体的内能不一定越大．3．对气体压强的理解(1)气体对容器壁的压强是气体分子频繁碰撞容器壁的结果，温度越高，气体分子密集程度越大，气体对容器壁因碰撞而产生的压强就越大．(2)地球表面大气压强可认为是大气重力产生的．【强化训练】1.(多选)(2020·贵州贵阳市四校联考)下列说法正确的是()A．随着物体运动速度的增大，物体内分子的动能也增大B．一定质量的理想气体经历等容放热过程，气体的内能增大C．由于液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力，因此产生液体的表面张力D．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关E．第二类永动机是不能制造岀来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律【答案】CDE【解析】物体的运动体现的是宏观的运动，与微观的分子运动无关，而温度是分子平均动能的标志，A 错误；根据热力学第一定律，一定质量的理想气体经历等容放热过程，气体内能应减小，B错误，故选C、D、E.2.(多选)(2020·辽宁丹东市检测)下列说法正确的是()A．外界对气体做功，气体的内能可能减少B．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点C．空气中水蒸气的压强越大，空气的相对湿度就越小D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同E．一定质量的理想气体的内能随温度的升高而增大【答案】ADE【解析】如果气体吸热的同时对外做功，吸收的热量小于对外所做的功，则内能可能减小，故A正确；晶体都有固定的熔点，故B错误；空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气的压强与相同温度时水的饱和蒸汽压之比，故C错误；内能是所有分子动能和分子势能之和，内能不同的物体，当它们的温度相同时，则它们分子热运动的平均动能可能相同，故D正确；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，故E正确．【题型三】气体实验定律理想气体状态方程【典例分析1】(2020·全国卷Ⅲ·33(2))如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H＝18 cm的U形管，左管上端封闭，右管上端开口．右管中有高h0＝4 cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l＝12 cm.管底水平段的体积可忽略．环境温度为T1＝283 K．大气压强p0＝76 cmHg.(ⅰ)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)，恰好使水银柱下端到达右管底部．此时水银柱的高度为多少？(ⅱ)再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？ 【答案】 见解析【解析】 (ⅰ)设密封气体初始体积为V 1，压强为p 1，左、右管的横截面积均为S ，密封气体先经等温压缩过程体积变为V 2，压强变为p 2，由玻意耳定律有p 1V 1＝p 2V 2①设注入水银后水银柱高度为h ，水银的密度为ρ，根据题设条件有p 1＝p 0＋ρgh 0② p 2＝p 0＋ρgh ③ V 1＝(2H －l －h 0)S ，④ V 2＝HS ⑤联立①②③④⑤式并代入题给数据得h ≈12.9 cm ⑥(ⅱ)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V 3，温度变为T 2，由盖—吕萨克定律有V 2T 1＝V 3T 2⑦按题设条件有V 3＝(2H －h )S ⑧ 联立⑤⑥⑦⑧式并代入题给数据得 T 2≈363 K【典例分析2】(2020·湖南3月模拟)如图9所示，汽缸内A 、B 两部分气体由竖直放置、横截面积为S 的绝热活塞隔开，活塞与汽缸光滑接触且不漏气．初始时两侧气体的温度相同，压强均为p ，体积之比为V A ∶V B ＝1∶2.现将汽缸从如图位置缓慢转动，转动过程中A 、B 两部分气体温度均不变，直到活塞成水平放置，此时，A 、B 两部分气体体积相同．之后保持A 部分气体温度不变，加热B 部分气体使其温度缓慢升高，稳定后，A 、B 两部分气体体积之比仍然为V A ∶V B ＝1∶2.已知重力加速度大小为g .求：(1)活塞的质量；(2)B 部分气体加热后的温度与开始时的温度之比． 【答案】 (1)2pS 3g (2)53【解析】 (1)汽缸转到竖直位置时，A 在上，B 在下，设此时两部分的体积为V ，活塞的质量为m 则p A S ＋mg ＝p B S对A 部分气体，由玻意耳定律得pV A ＝p A V 对B 部分气体，由玻意耳定律得pV B ＝p B V又V ＝12(V A ＋V B )解得m ＝2pS3g(2)设初态A 、B 两部分气体的温度均为T ，则最后状态时A 部分气体的温度仍为T ，B 部分气体温度升高后的温度为T ′，则对A 部分气体，体积、温度均不变，则压强不变，仍为p ， 对B 部分气体，p B ′＝p ＋mg S ＝53p由查理定律得p T ＝53p T ′解得T ′T ＝53.【典例分析3】新冠肺炎疫情发生以来，各医院都特别加强了内部环境消毒工作．如图所示，是某医院消毒喷雾器设备．喷雾器的储液桶与打气筒用软细管相连，已知储液桶容积为10 L ，打气筒每打一次气能向储液桶内压入p 0＝1×105 Pa 的空气V 0′＝200 mL.现往储液桶内装入8 L 药液后关紧桶盖和喷雾头开关，此时桶内压强为p ＝1.0×105 Pa ，打气过程中储液桶内气体温度与外界温度相同且保持不变．不计储液桶两端连接管以及软细管的容积．(1)若打气使储液桶内药液上方的气体压强达到3×105 Pa ，求打气筒打气次数至少是多少？(2)当储液桶内药液上方的气体压强达到3×105 Pa 后，打开喷雾头开关K 直至储液桶药液上方的气压为2×105 Pa ，求在这过程中储液桶喷出药液的体积是多少？ 【答案】 见解析【解析】 (1)对打气后，储液桶内药液上方的气体 初状态：压强为p 1＝1×105 Pa ，体积为V 1 末状态：压强为p 2＝3×105 Pa ，体积为V 2＝2 L 由玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2 解得：V 1＝6 L因为打气前，储液桶内药液上方气体体积为V 0＝2 L ， 所以打气筒打气次数n ＝V 1－V 0V 0′＝6－20.2＝20次(2)对储液桶内药液上方的气体初状态：压强为p 2＝3×105 Pa ，体积为V 2＝2 L末状态：压强为p3＝2×105 Pa，体积为V3由玻意耳定律得p2V2＝p3V3解得：V3＝3 L储液桶喷出药液的体积ΔV＝V3－V2＝(3－2) L＝1 L．【提分秘籍】1．压强的计算(1)被活塞、汽缸封闭的气体，通常分析活塞或汽缸的受力，应用平衡条件或牛顿第二定律求解．(2)应用平衡条件或牛顿第二定律求解，得出的压强单位为Pa.若应用p＝p0＋h或p＝p0－h来表示压强，则压强p的单位为cmHg或mmHg.2．合理选取气体变化所遵循的规律列方程(1)若气体质量一定，p、V、T均发生变化，则选用理想气体状态方程列式求解．(2)若气体质量一定，p、V、T中有一个量不发生变化，则选用对应的气体实验定律列方程求解．3．关联气体问题解决由活塞、液柱相联系的两部分气体时，注意找两部分气体的关联，压强、体积等关系，列出关联关系式，再结合气体实验定律或理想气体状态方程求解．【强化训练】1.(2020·江西重点中学联盟联考)如图甲所示为“⊥”形上端开口的玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗细部分面积分别为S1＝4 cm2、S2＝1 cm2.密闭气体初始温度为253 K，气体长度为L＝11 cm，图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线，大气压强p0＝76 cmHg(约为1.0×105 Pa)(S1可认为是一超薄轻质的网状活塞)．求；(1)h1和h2的值；(2)若缓慢升高气体温度，升高到多少开尔文可将所有水银全部压入细管内；(3)在(2)的前提下所有水银刚好全部压入细管内，在这个过程中气体对外做的功．(计算结果保留2位有效数字)【答案】(1)1 cm15 cm(2)285 K(3)0.49 J【解析】(1)由题图乙可知，初状态p1＝p0＋h1＋h2＝92 cmHg末状态；S1h1＝S2h3，p2＝p0＋h2＋h3＝95 cmHg联立解得h 1＝1 cm ，h 2＝15 cm ，h 3＝4 cm(2)以密闭气体为研究对象，由理想气体状态方程得p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2其中p 1＝92 cmHg ，V 1＝SL 1，T 1＝253 K ，p 2＝95 cmHg ，V 2＝S 2(L ＋h 1)，代入数据解得T 2＝285 K(3)由题图乙可知W ＝p 1＋p 22(V 2－V 1) 代入数据解得W ＝0.49 J.2．(2020·全国卷Ⅰ·33(2))甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)．甲罐的容积为V ，罐中气体的压强为p ；乙罐的容积为2V ，罐中气体的压强为12p .现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等．求调配后：(1)两罐中气体的压强；(2)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比．【答案】 (1)23p (2)23【解析】 (1)假设乙罐中的气体被压缩到压强为p ，其体积变为V 1，由玻意耳定律有12p (2V )＝pV 1① 两罐气体压强均为p 时，总体积为(V ＋V 1)．设调配后两罐中气体的压强为p ′，由玻意耳定律有p (V ＋V 1)＝p ′(V ＋2V )②联立①②式可得p ′＝23p ③ (2)若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p 时，体积为V 2，由玻意耳定律有p ′V ＝pV 2④设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为k ，则有k ＝ρV 2ρV ＝V 2V⑤ 联立③④⑤式可得k ＝23. 3．(2020·广东广州市3月质检)如图所示，水平放置的长为2 L 的固定汽缸左端开口、右壁导热、侧壁绝热，内壁正中间有一卡口k .初始时导热活塞A 在汽缸最左端，绝热活塞B 紧靠卡口k ，密封的Ⅰ、Ⅱ两部分气体压强分别为p 0、3p 0.A 、B 厚度不计且可无摩擦滑动，现将A 向右缓慢推动L 2后固定，活塞B 未移动．(1)求A 固定在L 2处时气体Ⅰ的压强； (2)再缓慢加热气体Ⅰ，使气体Ⅰ的热力学温度升高至原来的3倍，求气体Ⅱ的压强．【答案】 (1)2p 0 (2)4p 0【解析】 (1)设汽缸左、右侧壁的面积为S ，则初始时，气体Ⅰ压强为p 1＝p 0，体积为V 1＝LS ，活塞A 向右移动L 2后， 由题意知活塞B 未移动，设气体Ⅰ的压强为p 2，体积为V 2＝⎝⎛⎭⎫L －L 2S 由玻意耳定律：p 1V 1＝p 2V 2，解得p 2＝2p 0(2)加热气体Ⅰ后，假设活塞B 向右移动了距离d ；以气体Ⅰ为研究对象，加热前，气体Ⅰ的温度为T ，加热后，设气体Ⅰ的压强为p 3，温度为3T ，体积为V 3＝⎝⎛⎭⎫L 2＋d S由理想气体状态方程得：p 1V 1T ＝p 3V 33T； 以气体Ⅱ为研究对象，活塞B 移动前，已知气体Ⅱ的压强为p 1′＝3p 0，体积为V 1′＝LS ，活塞B 移动后，气体Ⅱ的压强为p 3′＝p 3，气体体积为V 3′＝(L －d )S由玻意耳定律：p 1′V 1′＝p 3′V 3′，联立解得d ＝L 4即活塞B 向右移动了L 4p 3′＝4p 0>3p 0，假设成立．二、高考题型标准练1．(2020·湘赣皖长郡十五校第二次联考)(1)下列说法正确的是__________。
热学小结与习题
单
双 多
5 R 3R 2 7 R 4R 2
等温
CT → ∞
Ca → 0
P1 m RT ln M mol P2
绝热
−
m CV ∆T M mol
P1V1 − P2V2 γ −1
0
摩尔热容比 5 i+2 γ = 3 i
7 5
4 3
1.热机效率 热机效率
|Q放 | A η= =1− Q吸 Q吸 Q吸 ε= = A |Q放 |−Q吸
1.理想气体状态方程 2.压强公式 3.温度公式
M PV = RT M mol
1 2 1 2 2 P = nmv = n w = ρ v 3 3 3
3 w = kT 2
三、麦克斯韦速率分布律
dN m f (v) = = 4π Ndv 2πkT
四、三种速率 1.最概然速率 最概然速率
Q吸
e= | Q放 | A
2.致冷系数 致冷系数 3.供 1 − 卡诺机效率 T1
热力学第二定律 1、开尔文表述 不能制造出一种只从单一热源吸取热 量，使其全部转变成功而不引起其它变化 的循环工作的热机。 的循环工作的热机。 2、克劳修斯表述 热量不能自动地从低温热源传到高温 热源而不引起其它的变化。 热源而不引起其它的变化。
过程 过程特点 过程方程 等容
等压
热一律
内能增量
dV = 0 dP = 0
P =C T V =C T
PV = C
QV = ∆E
m ∆E = CV ∆T M mol
m ∆E = CV ∆T M mol
QP = ∆E + P∆V
QT = W
等温
dT = 0
0
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的物理意义。
* 速率分布曲线图形中一小矩形的面积、一曲边梯形的面积
及曲线下总面积的物理意义。
6、三种统计速率
① 最概然速率
(最可几速率)
vp
2kT m0
2 RT M
注意 v p 的物理意义，温度 T 改变或分子质量 m0 改 变时， p 如何变化 v
② 平均速率
v
8kT
m0
Байду номын сангаас
Q Q1 Q 2
Q1 Q Q 2 4 0 J 1 0 0 J 1 4 0 J
E
等 容 等 压 等 温
m M m M CV , m (T2 T1 )
W
0
p(V2 V1 )
m M R(T2 T1 )
Q
m M m M CV , m (T2 T1 )
CV , m (T2 T1 )
C P , m (T2 T1 )
0
m M CV , m (T2 T1 )
功是过程量, A的值 与具体过程有关
V1
热量Q也是过程量,其 准静态过程系 m C x (T2 T1 ) 值与具体过程有关 统吸收的热量 Qx
M
10、两个摩尔热容
CV ,m i 2 R
C p ,m CV ,m R
i2
R
C p ,m CV , m
11、三个等值过程 12、绝热过程
2
8RT
M
3RT M
③ 方根均速率
v
3kT m0
7、分子碰撞和平均自由程
z
v z
2 d v n
2
1 2 d n
2
kT 2 d p
2
2 3
*
常温下，气体分子的平均速率数量级是 10 ~ 10 m / s
8 9 1
* 标准状态下，气体分子的碰撞频率数量级是 10 ~ 10 s * 常温下，气体分子的平均自由程数量级是 10
17、热力学第二定律的统计意义 一个孤立系统内, 一切实际过程都向着状态 的几率增大的方向或熵增加的方向进行.
理想气体向真空的绝热自由膨胀， W = 0，T2 = T1，ΔS > 0
[热力学部分题解]
选5-2题 一定量的气体从a出发经两过程到b，a、b 两态处同一绝热线 a b 绝热，Q = 0，沿绝热过程对外 p a 作功 AQ E (2) a (1) b 过程 b (1) Q1 A1 E A1 AQ 0 放热 V a ( 2 ) b 过程 o Q2 A2 E A2 AQ 0 吸热 选（C）
特征： 过程方程
2 特征， 过程方程
Q0
13、循环过程
特征： E 0 热机效率
W Q1
pV c1 1 V T c2 p 1T c 3
卡诺热机的效率 T2 1 T1
1
Q2 Q1
14、热一律在理想气体等值过程及绝热过程中的应用
热学小结
1、理想气体物态方程
pV m M RT
n
N V
为分子数密度
p nkT
R 8.31 J/molK
k
R NA
1.38 10
23
J /K
玻耳兹曼常数
N A 6.023 10
23
阿伏伽德罗常数
2、平衡态
平衡态 准静态过程
准静态过程
( P,V,T )有确定值, p - V图上对应一个点 p - V图上对应一条连续光滑的曲线
m M
RT ln
V2 V1
m M
RT ln
V2 V1
绝 热
m M
CV ,m (T2 T1 )
0
15、热力学第二定律的两种表述 ① 开尔文表述
单一热源的热机是不可能制成的。 ② 克劳修斯表述
热量不能自动地从低温物体传到高温物体。
16、可逆过程的条件
① 过程必须进行得无限缓慢，即过程是平衡过程。 ② 过程中没有摩擦发生。 一切与热现象有关的实际宏观热力学过程都是不可逆 的，其自发进行具有单向性。
p
1 2
1 3
nm0 v
2
2
1 3
v
2
2 3
n(
1 2
m0 v )
2
nm0
（分子的质量密度）
m M
3 2 RT ,
m0 v
3 2
kT
E
m i M 2
RT
CV ,mT
各式的物理意义
1 2
kT ,
i 2
kT ,
3 2
kT ,
3 2
R,
5 2
R
5、Maxwell速率分布律
* 速率分布函数 f ( v )
T A T M , T M T B , T M TC
M
显然：（1）温度升高的过程是，B M 和 C M 过程； （2）气体吸热的是C M 过程。
Q AM E A AM , E 0 , A AM 0
A
T B Q C
o
QAM 0
V
视MQBM为循环（逆循环），此循环系统吸收的净热
选5-4题
一定量的气体从a出发经两过程到b，p T 图为
p
b
p
(1)
a
a
(2)
T2
b
c
转换成p –V 图有
(1)
a
(2)
c
T2
a T1
T
o
T1
o
V
a Q 过程（1） b ，等体升温， 1 E 0
a 过程（2） c ，等体升温， Q2 E c b ，等温压缩， E 0, Q A 0 2 cb Q2 Q2 Q2 Q1
解：整个循环
E 0
p
D
A
Q
C
B
整个循环系统对外作的净功
A 70 J 30 J 40 J
热力学第一定律应用于整个循环，得整 个循环系统从外界吸收的净热量
Q A E A 40 J
o
V
由于AB、DC绝热，CQA放热Q2=100J，故BQD过程系统必吸 热 ，设为Q1，则
Q 净 Q MQ Q QB Q BM 0
而
Q MQ 0， Q QB 0 ,
QBM 0
视CMQC为循环（正循环），此循环系统吸收的净热
Q 净 Q CM Q MQ Q QC 0 而 Q MQ 0， Q QC 0 ,
QCM 0
计5-28题 图中AB、DC绝热，CQA等温放热100J，QAB面积30J，QDC 面积70J，问BQD过程系统是吸热还是放热？热量多少？
3、理想气体的微观模型
分子模型
统计假设
① 气体分子的大小可忽略。 ② 除了碰撞，分子的相互作用忽略。 ③ 分子间，分子与容器壁的碰撞为完全弹性碰撞。
统计假设
① 平衡态下, 容器中任一处单位体积的分子数相等。 ② 分子沿各个方向运动的概（几）率相同。
vx v y vz
2 2 2
4、理想气体的压强、温度和内能公式
8
~ 10
7
m
8、热力学第一定律
Q E W
dQ dE pdV
9、热力学中
E m i M 2
E , W , Q 三个量的计算
R(T2 T1 )
m M
CV , m (T2 T1 )
i 2
( p2V2 p1V1 )
准静态过程中 系统对外作功
W
V2
pdV
选（D）
选5-5题
一定量的气体从1出发完成一循环，V T 图为
V C
B p
转换成p –V 图有
A
B
A
C
o
A B B C C A
T
o
V
过程，等压膨胀对外作功，吸收热量； 过程，等体降压，放出热量； 过程，等温压缩对外作负功，放出热量。
选（B）
填空题5-14 图中示出理想气体的几种状态变化过程，MT等温，MQ绝热 A、T、B、Q、C各点的温度关系为 p