高中物理热学知识点
高中物理热学知识点总结
高中物理热学知识点总结
热学是物理学的重要分支之一,研究传热、热力学和热量转化等问题。在高中阶段,学生学习物理时,热学知识是必不可少的内容。下
面将对高中物理热学知识点进行总结,帮助学生系统地掌握相关内容。
1. 热量和温度的概念
热量是物体内部微观粒子的热运动能量总和,通常用单位焦耳(J)表示;温度是物体内微观粒子平均动能的大小,通常用单位开尔文(K)表示。热量和温度有密切的联系,但并不完全相同。
2. 热力学第一定律
热力学第一定律也称能量守恒定律,它表明能量不会自发产生或消失,只能在热量和功之间相互转化。数学表达式为:ΔQ=ΔU+ΔW,其
中ΔQ表示系统吸收或释放的热量,ΔU表示系统内能的变化,ΔW表
示系统对外做功。
3. 热量传递
热量可以通过传导、对流和辐射来传递。传导是在固体、液体和气
体中通过分子间碰撞传递热量;对流是流体物质内部和周围环境之间
热量传递的方式;辐射是通过电磁波传播进行的热量传递。
4. 热力学第二定律
热力学第二定律表明自发热量传递只能从高温物体传递到低温物体,不可能自发实现反向的热量传递。另外,这个定律也可以解释物质不
能永久自行转化为热能,也不能热能完全转化为其他形式的能量。
5. 理想气体的热力学过程
理想气体的热力学过程包括等容过程、等压过程、绝热过程和等温
过程。在不同的过程中,气体的压强、温度和体积会发生变化,根据
理想气体状态方程,可以计算出气体的各种物理量。
6. 热力学循环
热力学循环是指在相同温度下气体做一系列不同的过程后回到起始
状态的过程。常见的热力学循环有卡诺循环、斯特林循环和布雷顿循
热学物理高三知识点
热学物理高三知识点
热学物理是高中物理中的一个重要分支,它研究了热量、温度、热传导、热膨胀、热平衡等与热相关的现象。在高三物理学习中,我们需要掌握以下几个重要的热学物理知识点。
一、热平衡与温度
热平衡是指热力学系统与外界没有净的热流动,并且系统内各
点的温度保持恒定的状态。温度是热平衡状态下不同物体或不同
部分之间热平衡的判断依据。温度是物体热平衡状态具有客观普
遍性的物理量,常用单位是摄氏度(℃)。
二、热量与热传导
热量是指物体与物体之间因温度差异引起的能量传递方式。热
量的传递存在三种方式:热传导、对流传热和辐射传热。
1. 热传导:是指物体内部的微观粒子通过相互碰撞而进行的能
量传递。热传导的速率与物体的导热系数、传热面积及温度梯度
有关。
2. 对流传热:是指液体或气体中的热量传递过程,以流体的流动来实现。
3. 辐射传热:是指通过电磁波的辐射来进行热量传递的方式。热辐射的速率与物体的发射率、表面积及温度的四次方有关。
三、理想气体的热力学过程
理想气体是指在一定条件下,气体分子之间没有相互作用,体积可以忽略不计的气体。理想气体的热力学过程包括等温过程、等容过程、等压过程和绝热过程。
1. 等温过程:在等温过程中,系统与外界保持温度不变,此时气体压强与体积成反比。等温过程可以用理想气体状态方程PV=常数来描述。
2. 等容过程:在等容过程中,系统与外界保持体积不变,此时气体压强与温度成正比。等容过程可以用理想气体状态方程P/T=常数来描述。
3. 等压过程:在等压过程中,系统与外界保持压强不变,此时气体体积与温度成正比。等压过程可以用理想气体状态方程V/T=常数来描述。
高中物理热学知识点总结
高中物理热学知识点总结
热学是物理学的一个重要分支,研究能量的传递、转化和守恒,以
及物体的热平衡和热现象等。高中物理热学知识点是学习热学的基础,下面就对高中物理热学知识点进行总结。
1. 温度与热量
温度是物体内部分子的平均热运动的强弱程度反映,用摄氏度(℃)或开尔文(K)表示。热量是物体的内能的一种表现,是热能的传递或
转化的方式。
2. 热传导
热传导是指物体内部或不同物体之间的热能传递过程。根据传导介
质的不同,可以分为导热、导电和传声。
3. 热膨胀
热膨胀是物体受热后体积增大的现象,可分为线膨胀、面膨胀和体
膨胀。线膨胀系数、面膨胀系数和体膨胀系数分别用来描述物体在单
位温度变化下的长度、面积和体积变化情况。
4. 热力学第一定律
热力学第一定律是能量守恒定律在热学方面的体现,它表明物体的
内能变化等于物体所吸收的热量与所做的功的代数和。
5. 热容
热容是物体在单位温度变化下吸收或放出的热量与温度变化之间的比例关系。热容与物体的质量和物质的特性有关。
6. 热机和热机效率
热机是指能够将热能转化为机械能的装置,常见的有蒸汽机、汽车发动机等。热机效率是指热机输出的有效功与吸收的热量之比,用来评价热机的工作效率。
7. 理想气体
理想气体是指在一定温度和压力下符合理想气体状态方程的气体。理想气体状态方程描述了理想气体的压强、体积和温度之间的关系。
8. 熵与热力学第二定律
熵是一个热力学量,描述了系统的无序程度。热力学第二定律是一个重要的热学定律,它表明自然界的热现象总是朝着熵增加的方向进行,即热量不能自行从低温物体传导到高温物体,这是自然界热现象不可逆的原因。
高中物理热学知识点
选修3-3《热学》
一、知识网络
分子直径数量级
物质是由大量分子组成的 阿伏加德罗常数
油膜法测分子直径
分子动理论 分子永不停息地做无规则运动 扩散现象 布朗运动 分子间存在相互作用力,分子力的F -r 曲线 分子的动能;与物体动能的区别 物体的内能 分子的势能;分子力做功与分子势能变化的关系;E P -r 曲线
物体的内能;影响因素;与机械能的区别 单晶体——各向异性(热、光、电等)
晶体 多晶体——各向同性(热、光、电等) 有固定的熔、沸点
非晶体——各向同性(热、光、电等)没有固定的熔、沸点 浸润与不浸润现象——毛细现象——举例 饱和汽与饱和汽压 液晶
体积V 气体体积与气体分子体积的关系
温度T (或t ) 热力学温标 分子平均动能的标志 压强的微观解释
压强P 影响压强的因素 求气体压强的方法
改变内能的物理过程 做功 ——内能与其他形式能的相互转化
热传递——物体间(物体各部分间)内能的转移
热力学第一定律
能量转化与守恒 能量守恒定律
热力学第二定律(两种表述)——熵——熵增加原理
能源与环境 常规能源.煤、石油、天然气 新能源.风能、水能、太阳能、核能、地热能、海洋能等
二、考点解析
考点64 物体是由大量分子组成的 阿伏罗德罗常数 要求:Ⅰ
阿伏加德罗常数(N A =6.02×1023mol -1)是联系微观量与宏观量的桥梁。
设分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ;宏观量为.物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ。
(1)分子质量:A A ==N V
N m ρμ (2)分子体积:A A 10PN N V V μ== 分 子 动 理 论
高中物理热学必背知识点
高中物理热学必背知识点
热学是高中物理中的重要内容,是物理学中的一个重要分支。掌握热学的必背知识点对于高中生来说是非常重要的。下面是高中物理热学必背知识点:
1. 温度和热量的概念:温度是反映物体热状况的物理量,是物体分子平均动能的度量;热量是能量的一种形式,是热传递的基本形式。
2. 热传递的三种方式:传导、对流和辐射。传导是指热量通过物质内部的传递;对流是指热量通过气体或液体的运动传递;辐射是指热量通过空气中的辐射传递。
3. 热平衡和热传导:热平衡是指物体内部各部分温度相等的状态;热传导是指热量从高温处传导到低温处的过程。
4. 热容和比热容:热容是物体吸热量与温度升降之积;比热容是单位质量物体升高1℃所需要的热量。
5. 热力学第一定律:能量守恒定律,能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量守恒。
6. 热力学第二定律:熵增定律,热量不能自发地从低温物体传递给高温物体,熵永远增加。
7. 理想气体状态方程:PV=nRT,P是气体压强,V是气体体积,n 是气体的物质量,R是气体常数,T是气体的绝对温度。
8. 热功转化关系:热功是热能转化为功的过程,热力建立在热量传导的基础之上。
以上就是高中物理热学的必背知识点,掌握这些知识点对于高中物理学习及考试备考都有很大帮助。希望同学们认真学习,加深理解,提高掌握水平,取得优异成绩。
物理高中物理热学知识点总结
物理高中物理热学知识点总结热学是物理学的重要分支,研究热与能量的传递、转化和守恒规律。它是我们理解自然界和实际生活中许多现象的基础。下面将对高中物
理中的热学知识点进行总结。
1. 温度与热量
温度是物体分子热运动的指标,通常用摄氏度或开尔文度来表示。
摄氏度与开尔文度之间的转换关系为:K = ℃ + 273.15。热量是物体内
能的一种形式,它是能量的传递和转化形式之一。
2. 热量传递与传导
热量的传递有三种方式:导热、对流和辐射。导热是指物体内部由
高温区向低温区传递热量,可以通过热传导方程来描述。对流是指热
量通过流体的流动传递,常见的例子是风扇散热。辐射是指通过电磁
波辐射的热量传递,如太阳的辐射能。
3. 热传导定律
热传导定律用于描述物体内部的热量传递规律。热传导定律表明,
热流密度与温度梯度成正比,与物体的导热性质有关。热传导定律可
以表达为:q = -kA(T₁-T₂)/d,其中q表示单位时间内传导的热量,k
表示物质的导热系数,A表示传热面积,T₁和T₂表示热度的两个位置,d表示位置之间的距离。
4. 热容与比热容
热容是物体对热量增加的反应程度,表示单位温升所需要的热量。
比热容是单位质量物质温度升高所需要的热量。热容与比热容之间的
关系为:C = mc,其中C表示热容,m表示物体的质量,c表示比热容。
5. 相变与相变热
物质在一定条件下,由一个相变为另一个相的过程称为相变。相变
时物质的温度不变,所吸收或释放的热量称为相变热。常见的相变有
固体-液体相变、液体-气体相变等。
6. 理想气体定律
理想气体定律描述了理想气体的状态,它包括三个定律:玻意耳-马略特定律、查理定律和盖吕萨克定律。其中,玻意耳-马略特定律表示
高中 热学知识点总结
高中热学知识点总结
热学是研究热现象及其规律的科学,是物理学的重要分支之一。在高中物理教学中,热学
知识点包括热力学基本定律、热能和内能、热传导、热辐射等内容,对于理解物质内部微
观运动以及热现象的发生具有重要意义。下面将对高中热学知识点进行总结。
1. 热力学基本定律
(1)热力学第一定律
热力学第一定律是热力学中最基本的定律之一,也称能量守恒定律。它表明了热能的转换
规律,即在系统内,热能和功都可以转化为内能,但总能量守恒。数学上表示为ΔU=Q-W,即系统内能的增加等于热量减去做功。这一定律对于理解能量转化和利用具有重要作用。
(2)热力学第二定律
热力学第二定律是指热力学过程中不可逆性的定律,它表明了有关热能转化中存在的一种
不可逆现象。热力学第二定律有很多表述形式,其中最常见的是克劳修斯表述和开尔文表述。克劳修斯表述表明了热量自发只能从高温物体传递到低温物体,而不能反之。开尔文
表述则是指不可能从单一热源中取热而将其完全转化为功而不产生其他影响。这两个表述
都揭示了热力学中存在的一种不可逆现象,即热能转化中存在一种自发趋势,不可能逆转。
2. 热能和内能
热能是指物体由于温度差异而具有的能量,是热现象的产物。热能的传递有几种方式,主
要包括传导、对流和辐射。传导是指物体直接接触而能量传递,对流是指流体内部通过对
流运动而进行的能量传递,辐射是指通过电磁辐射而进行的能量传递。通常情况下,在热
学的研究中,会对不同物体之间的热能传递进行分析。
内能是指系统由于其微观粒子运动而具有的能量,是与物体内部微观结构、组成有关的能量。内能的改变与热量、做功有关,具体表现为ΔU=Q-W。在高中物理教学中,常常会涉
高中物理-热学知识点归纳(全面、很好)
选修3-3热学学问点归纳
一、分子运动论
1. 物质是由大量分子组成的
(1)分子体积
分子体积很小,它的直径数量级是
(2)分子质量
分子质量很小,一般分子质量的数量级是 (3)阿伏伽德罗常数(宏观世界与微观世界的桥梁)
1摩尔的任何物质含有的微粒数相同,这个数的测量值:
设微观量为:分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ;
宏观量为:物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质
密度ρ.
分子质量:
分子体积:
(对气体,V 0应为气体分子平均占据的空间大小)
分子直径:
球体模型: V d N =3A )2(34π 303
A 6=6=ππV N V d (固体、液体一般用此模型)
立方体模型:30=V d (气体一般用此模型)(对气体,d 理解为相邻分
子间的平均距离)
分子的数量.A 1A 1A A N V V N V M N V N M n ====ρμρμ
2. 分子永不停息地做无规则热运动
(1)分子永不停息做无规则热运动的试验事实:扩散现象和布郎运动。(2)布朗运动
布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动。布朗运动不是分子本身的运动,但它间接地反映了液体(气体)分子的无规则运动。
(3)试验中画出的布朗运动路途的折线,不是微粒运动的真实轨迹。因为图中的每一段折线,是每隔30s时间视察到的微粒位置的连线,就是在这短短的30s内,小颗粒的运动也是极不规则的。
(4)布朗运动产生的缘由
大量液体分子(或气体)永不停息地做无规则运动时,对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的缘由。简言之:液体(或气体)分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的缘由。
高中物理热学知识点汇总
高中物理热学知识点汇总
热学是物理学的一个重要分支,主要研究物体内部微观粒子(分子、原子)的热运动规律及其宏观效应。在高中阶段,学生需要掌握一定
的热学知识,下面我们就来总结一下高中物理热学的主要知识点。
1. 热力学基本概念
热力学是研究热与机械能之间相互转化关系的科学。其中,热量是
指能量的一种形式,它是在温度差的作用下从热量高的物体传递到热
量低的物体。热力学第一定律是能量守恒定律的具体表现,它表明了
系统内能的变化等于系统所吸收的热量减去系统所做的功。
2. 热力学过程
在热力学中,常见的过程包括等温过程、等压过程、等容过程和绝
热过程。等温过程是指系统在恒定温度下进行热力学变化,等压过程
是指系统在恒定压强下进行热力学变化,等容过程是指系统体积保持
不变进行热力学变化,绝热过程是指系统在无热交换的条件下进行热
力学变化。
3. 热力学第二定律
热力学第二定律是指热作用不能自发的从低温物体传递到高温物体,它表明了自然界中热现象的方向性。根据热力学第二定律,热力学过
程存在一种特殊的状态函数,即熵,它是一个度量系统无序程度的物
理量。
4. 热功学效率
在机械能和热能之间的相互转化中,会出现一定的损耗,因此引入
了热功学效率的概念。热功学效率是指热机所能做的功与从热源吸收
的热量之比,它反映了热机的能量转化效率。
5. 热传导
热传导是指热量通过物质内部粒子的热运动传递的过程,其中热传
导的速率与物质的导热系数、温度差和物质厚度等因素有关。在高中
物理中,学生需要了解导热率的定义以及不同材料的导热性能。
6. 热容与比热容
热容是指单位物质在温度上升1摄氏度时所吸收或释放的热量,而
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第一章热能与温度
1. 热能的传递
热能是一种能量,在自然界中可以通过导热、对流、辐射等方式传递。导热是指物质内部热能的传递,通常发生在固体和液体中。对流是指流体内部热能的传递,通常发生在液体和气体中。辐射是指热能通过电磁波的方式传递,可以在真空中传播。
2. 温度
温度是物体内部分子的热运动程度的表现,是一种度量热能的物理量。通常用摄氏度(℃)、华氏度(°F)或开尔文(K)来表示。摄氏度和华氏度是常用的温度单位,而开尔文是绝对温度单位,它的零点是绝对零度,即摄氏度和华氏度的-273.15℃。
3. 热平衡与温度计量
当两个物体接触后,如果它们的温度分别相等,那么它们之间不存在热能的传递,这种状态称为热平衡。温度计是一种测量温度的仪器,通常使用水银温度计、酒精温度计、电子温度计等。
第二章热力学第一定律
1. 热机
热机是利用热能转化为机械能的装置,常见的热机有蒸汽机、内燃机等。根据热力学第一定律,热机的效率等于所做的功与输入的热量之比,即η=W/Qh。
2. 热力学第一定律
热力学第一定律又称能量守恒定律,它指出在任何热力学过程中,系统的内能的增量等于系统所吸收的热量和所做的功的和,即ΔU=Q-W。
3. 等温过程、绝热过程和准静态过程
等温过程是指系统与外界保持温度不变的过程,绝热过程是指系统与外界不进行热交换的过程,准静态过程是指系统状态变化缓慢、连续的过程。
第三章热力学第二定律
1. 卡诺循环
卡诺循环是一种理论上最有效的热机循环过程,包括等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩四个过程。根据卡诺循环的定义,任何热机的效率都不能超过卡诺循环的效率。
高三物理热学知识点总结大全
高三物理热学知识点总结大全热学是物理学中的一个重要分支,研究热与能量的转换和传递。在高三物理学习中,热学知识点占据了重要的比重。本文将对高
三物理热学知识点进行全面总结,帮助同学们加深对热学知识的
理解。
一、热和温度
1. 热和温度的区别:热是物体之间能量传递的方式,温度是衡
量物体热状态的物理量。
2. 温标:摄氏温标、华氏温标和开氏温标。其中,摄氏温标常
用于科学和日常生活中。
3. 温度计:常见的温度计有水银温度计和电子温度计。水银温
度计的测量原理基于物质的热胀冷缩。
二、热量和热容
1. 热量的定义:热量是物体间传递的能量。
2. 热量的传递方式:传导、对流和辐射。
3. 热容的概念:物体单位温度变化所吸收或释放的热量。
4. 热容的计算公式:Q = mcΔθ,其中Q表示热量,m表示物体的质量,c表示物体的比热容,Δθ表示温度变化。
三、热膨胀和热传导
1. 热膨胀的原理:物体在热膨胀时,分子之间的平均距离增加,导致物体的体积膨胀。
2. 线膨胀:物体在长度方向上的膨胀。
3. 面膨胀:物体在面积方向上的膨胀。
4. 体膨胀:物体在体积方向上的膨胀。
5. 热传导的原理:物体内部或不同物体之间的热量传递。
6. 热传导方式:导热、对流和辐射。
四、热功和内能
1. 热功的定义:由于温度差,物体受到的功。
2. 热功的计算公式:A = Q - ΔE,其中A表示热功,Q表示吸收热量,ΔE表示内能的变化。
3. 内能的概念:物体分子间相互作用引起的能量。
4. 内能的变化:ΔE = Q - A。
五、热力学第一定律和第二定律
1. 热力学第一定律:能量守恒定律,能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量保持不变。
高中物理热学知识点归纳
高中物理热学知识点归纳
在高中物理学习的过程中,热学是一个非常重要的知识领域。热学
研究的是热与能量的转化,它涉及到许多与我们日常生活息息相关的
内容。下面就让我们来归纳总结一下高中物理热学方面的知识点。
一、热力学基本概念
1. 温度:是物体冷热程度的度量,通常用摄氏度或者开尔文度来表示。
2. 热量:是热能的一种表现形式,是能量的转移方式,常用单位是
焦耳。
3. 热容:是物体单位质量温度升高一度所吸收的热量,常用单位是
焦耳/千克·开。
4. 焓:是热力学性质,表示系统所含各个物质所具有的内能、压力•体积功的和,常用符号"H"表示。
二、热力学过程
1. 等温过程:系统与外界保持恒温,内能不变,热量吸收等于放出。
2. 绝热过程:系统与外界不能有热量交换,内能变化,热量不可逆
地转化成功。
3. 等压过程:系统与外界保持恒压,对外界做功,内能变化。
4. 等体过程:系统与外界保持体积不变,对外界做功,内能变化。
三、热力学定律
1. 第一定律:能量守恒定律。系统的内能增量等于系统所吸收的热
量与对外界所做的功之和。
2. 第二定律:热力学定律之一,热不会从低温物体传导到高温物体,热量是不能自发地从低温物体传导到高温物体的。
3. 卡诺定理:热机效率与温度有关,效率最大的热机是卡诺热机。
4. 熵增原理:在能量转化中,系统的熵增加总是大于0,熵不可能
减小。
四、热力学方程
1. 热力学第一定律方程式:ΔU=Q-W
2. 热力学第二定律方程式:ΔS≥Q/T
3. 热力学第三定律方程式:T=0时,S=0
五、热力学效率
热力学效率是热机的性能参数,通常用η表示,其计算公式为
热学高中知识点总结
热学高中知识点总结
一、热学基础概念
1. 热力学基本定律
热力学基本定律包括热力学第一定律和热力学第二定律,它们为热学提供了基本框架。
(1)热力学第一定律:
热力学第一定律又称能量守恒定律,它规定了能量在系统内的转化关系。简单来说,能量不会自行减少也不会自行增加,而只是从一种形式转化为另一种形式。数学表达式为:ΔU = Q - W,即系统内能的增量等于系统吸收的热量减去对外界做功的量。其中,ΔU表示内能的增量,Q表示系统吸收的热量,W表示系统对外界做功的量。
(2)热力学第二定律:
热力学第二定律指出了对于一个孤立系统,不可能有这样一个过程,其唯一结果是对系统与外界的影响是吸热,然后将热能全部转化为对外界做功,而不对系统产生影响。热力学第二定律有多种表述,最著名的是开尔文表述和克劳修斯表述。
2. 热容和比热
热容是物质单位温升所吸收的热量,是物质对热量的响应能力。而比热则是单位质量物质温升所需的热量。它们之间的关系为:C = mc,其中C表示热容,m表示质量,c表示比热。
3. 热力学过程
热力学过程主要包括等温过程、绝热过程、等容过程和等压过程。在这些过程中,系统可能会吸热、放热,做功或被做功。
以上是热学的基础概念,它们为后续的学习打下了基础。在接下来的章节中,我们将深入探讨这些概念,并探究它们在不同条件下的应用。
二、热力学第一定律
1. 内能
内能是指物质分子在不同运动方式下的总能量。内能的变化等于系统从外界吸收的热量与对外界做的功的总和。内能的变化可用ΔU表示,ΔU = Q - W。
2. 焦耳定律
高三物理热学必背知识点
高三物理热学必背知识点
热学是物理学中的一个重要分支,主要研究物质的热现象及其规律。在高三物理学习中,掌握热学的必备知识点对于理解热现象、解题以及应对考试都非常重要。下面将介绍高三物理热学的必背知识点。
一、热传递
1. 热传递方式
热传递可以通过传导、对流和辐射三种方式进行。
(1)传导:热传导是指物质内部热量的传递。传导的速率与物质的导热系数、截面积、温度差和传热长度有关。
(2)对流:对流传热是指通过流体或气体中的传热。对流传热的速率与流体的流速、接触面积、温度差和流体性质有关。
(3)辐射:辐射传热是指通过空气、真空或者其他物质中的热辐射进行热传递。辐射传热的速率与物体表面的温度、表面的辐射性质以及表面积有关。
2. 热传导的数量关系
热传导的速率可以通过导热方程进行计算,即热传导速率与物体的温度梯度成正比,与物体的热导率成反比。导热方程可以表示为:
Q = kA(ΔT/Δx)
其中,Q表示热传导速率,k表示物质的导热系数,A表示传热面积,ΔT表示温度差,Δx表示传热长度。
3. 温度的测量
温度可以用摄氏度、华氏度或开尔文度进行测量。摄氏度和华氏度之间的换算公式为:
C/100 = (F-32)/180
其中,C表示摄氏度,F表示华氏度。
二、热力学
1. 热力学基本概念
(1)热力学第一定律:能量守恒定律,能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量守恒。
(2)热力学第二定律:热量自发地从高温物体传递到低温物体。
2. 热力学量的定义
(1)内能:系统内各种微观粒子的能量总和。
(2)焓:系统的内能与对外界所作的功之和。
高中物理热学知识点归纳
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一、热学基础知识
在学习高中物理热学之前,我们首先需要了解一些热学基础知识。热力学是研究物质内部和外部热现象以及能量转换的科学。在热学中常用的单位是焦耳(J)和摄氏度(℃)。了解这些基础知识对于后续学习热学知识非常重要。
二、温度和热量
温度是物体内部分子或原子的平均动能的度量。常见的温度单位有摄氏度和开尔文(K)。摄氏度和开尔文的换算关系是:K = ℃ + 273.15。热量是物体之间的能量传递,热量的传递可以通过传导、对流和辐射等方式进行。
三、热平衡和热传导
热平衡是指两个相互接触的物体之间没有温度差异,热量不再流动的状态。热传导是指热量通过物体内部的分子或原子的碰撞传递。常用的热传导定律是傅里叶定律,它表示单位时间内热量传递的量与温度梯度成正比。
四、热容和比热容
热容是物体吸收(放出)单位温度差异时吸收(放出)的热量的数量。物体的热容与物体的质量和物质的性质有关。比热容是热容与物体质量的比值。常见的比热容有定压比热容和定容比热容。
五、状态方程和理想气体状态方程
状态方程是描述物质热力学状态的方程,其中最著名的是理想气体
状态方程。理想气体状态方程描述了理想气体的体积、压力和温度之
间的关系,其数学表示形式为PV = nRT,并且在一定条件下近似适用。
六、热力学定律
热力学定律是热学基础中的重要内容。热力学第一定律是能量守恒
定律,它表明能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量守恒。热力学第二定律是关于能量转化的方向性的定律,它涉及到热量传递
的方向性和功的转化效率等。
七、热力学循环和热效率
高中物理热学知识点总结
一、分子运动论
1.物质是由大量分子组成的
2.分子永不停息地做无规则热运动
(1)分子永不停息做无规则热运动的实验事实:扩散现象和布郎运动。
(2)布朗运动
布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动。布朗运动不是
分子本身的运动,但它间接地反映了液体(气体)分子的无规则运动。
(3)实验中画出的布朗运动路线的折线,不是微粒运动的真实轨迹。
因为图中的每一段折线,是每隔30s时间观察到的微粒位置的连线,就是在这短短的30 s内,小颗粒的运动也是极不规则的。
(4)布朗运动产生的原因
大量液体分子(或气体)永不停息地做无规则运动时,对悬浮在其中的微粒撞击作用
的不平衡性是产生布朗运动的原因。简言之:液体(或气体)分子永不
停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。
(5)影响布朗运动激烈程度的因素
固体微粒越小,温度越高,固体微粒周围的液体分子运动越不规则,对微粒碰
撞的不平衡性越强,布朗运动越激烈。
(6)能在液体(或气体)中做布朗运动的微粒都是很小的,一般数量级在
,这种微粒肉眼是看不到的,必须借助于显微镜。
3.分子间存在着相互作用力
(1)分子间的引力和斥力同时存在,实际表现出来的分子力是分子引力和斥
力的合力。
分子间的引力和斥力只与分子间距离(相对位置)有关,与分子的运动状态无关。
(2)分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小,随分子间的距离r的减小而增大,但斥力的变化比引力的变化快。
(3)分子力F和距离r的关系如下图
4.物体的内能
(1)做热运动的分子具有的动能叫分子动能。温度是物体分子热运动的平均动能的标志。
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E.用上述测量的物理量可以估算出单个油酸分子的直径d= _______________ cm.
考点66分子热运动布朗运动 要求:Ⅰ
1)扩散现象:不同物质彼此进入对方(分子热运动)。温度越高,扩散越快。
3)扩散现象是分子运动的直接证明;布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动
考点67分子间的作用力 要求:Ⅰ
1)分子间引力和斥力一定同时存在,且都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但斥力变化快。
2)实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。随分子间距离的增大,分子力先变小后变大再变小。(注意:这是指r从小于r0开始到增大到无穷大)。
考点71液晶要求:Ⅰ
1)液晶具有流动性、光学性质各向异性.
2)不是所有物质都具有液晶态,通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态。天然存在的液晶不多,多数液晶为人工合成.
3)向液晶参入少量多色性染料,染料分子会和液晶分子结合而定向排列,从而表现出光学各向异性。当液晶中电场强度不同时,它对不同颜色的光的吸收强度也不一样,这样就能显示各种颜色.
3)分子力的表现及变化,对于曲线注意两个距离,即r0(10-10m)与10r0。①当分子间距离为r0(约为10-10m)时,分子力为零,分子势能最小;②当分子间距离r>r0时,分子力表现为引力。当分子间距离由r0增大时,分子力先增大后减小;③当分子间距离r<r0时,分子力表现为斥力。当分子间距离由r0减小时,分子力不断增大
(2)第一类永动机:不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功,人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机。根据能量守恒定律,任何一部机器,只能使能量从一种形式转化为另一种形式,而不能无中生有地制造能量,因此第一类永动机是不可能制成的
考点76热力学第二定律要求:Ⅰ
1)学第二定律的两种表述:①热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。②不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。
考点68温度和内能要求:Ⅰ
温度和温标:1)温度:反映物体冷热程度的物理量(是一个宏观统计概念),是物体分子平均动能大小的标志。任何同温度的物体,其分子平均动能相同。
2)热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系为:T=t+273.15(K)
说明:①两种温度数值不同,但改变1 K和1℃的温度差相同。②0K是低温的极限,只能无限接近,但不可能达到。③这两种温度每一单位大小相同,只是计算的起点不同。摄氏温度把1大气压下冰水混合物的温度规定为0℃,热力学温度把1大气压下冰水混合物的温度规定为273K(即把-273℃规定为0K)。.
B.将痱子粉末均匀地撒在浅盘内的水面上,用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液,逐滴向水面上滴入,直到油酸薄膜表面足够大,且不与器壁接触为止,记下滴入的滴数n;
C.________________________________________________________________________
求气体压强的方法
改变内能的物理过程做功——内能与其他形式能的相互转化
热传递——物体间(物体各部分间)内能的转移
热力学第一定律
能量转化与守恒能量守恒定律
热力学第二定律(两种表述)——熵——熵增加原理
能源与环境常规能源.煤、石油、天然气
新能源.风能、水能、太阳能、核能、地热能、海洋能等
二、考点解析
考点64物体是由大量分子组成的阿伏罗德罗常数 要求:Ⅰ
考点73饱和汽和饱和汽压要求:Ⅰ说明:相对湿度的计算不做要求
1)汽化
沸腾只在一定温度下才会发生,液体沸腾时的温度叫做沸点,沸点与温度有关,大气压增大时沸点升高
2)饱和汽与饱和汽压
在密闭容器中的液面上同时进行着两种相反的过程:一方面分子从液面飞出来;另一方面由于液面上的汽分子不停地做无规则的热运动,有的汽分子撞到液面上又会回到液体中去。随着液体的不断蒸发,液面上汽的密度不断增大,回到液体中的分子数也逐渐增多。最后,当汽的密度增大到一定程度时,就会达到这样的状态:在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数,这时汽的密度不再增大,液体也不再减少,液体和汽之间达到了平衡状态,这种平衡叫做动态平衡。我们把跟液体处于动态平衡的汽叫做饱和汽,把没有达到饱和状态的汽叫做未饱和汽。在一定温度下,饱和汽的压强一定,叫做饱和汽压。未饱和汽的压强小于饱和汽压。
扩散现象说明:组成物体的分子总是不停地做无规则运动,温度越高分子运动越剧烈;分子间有间隙
2)布朗运动:悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动,不是液体分子的无规则运动!
布朗运动发生的原因是受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的.因而布朗运动说明了分子在永不停息地做无规则运动.
(1)布朗运动不是固体微粒中分子的无规则运动.(2)布朗运动不是液体分子的运动.(3)课本中所示的布朗运动路线,不是固体微粒运动的轨迹.(4)微粒越小,温度越高,布朗运动越明显.
单晶体——各向异性(热、光、电等)
晶体多晶体——各向同性(热、光、电等)有固定的熔、沸点
非晶体——各向同性(热、光、电等)没有固定的熔、沸点
浸润与不浸润现象——毛细现象——举例
饱和汽与饱和汽压
液晶
体积V气体体积与气体分子体积的关系
温度T(或t)热力学温标分子平均动能的标志
压强的微观解释
压强P影响压强的因素
气体:一般情况下,气体分子间距离较大,不考虑气体分子势能的变化(即不考虑分子间的相互作用力)
4)一个具有机械能的物体,同时也具有内能;一个具有内能的物体不一定具有机械能。
5)理想气体的内能:理想气体是一种理想化模型,理想气体分子间距很大,不存在分子势能,所以理想气体的内能只与温度有关。温度越高,内能越大。
内能:1)内能是物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和,是状态量.
改变内能的方法有做功和热传递,它们是等效的.三者的关系可由热力学第一定律得到ΔU=W+Q.
2)决定分子势能的因素:宏观)分势能跟物体的体积有关。微观)子势能跟分子间距离r有关。
3)固体、液体的内能与物体所含物质的多少(分子数)、物体的温度(平均动能)和物体的体积(分子势能)都有关
《热学》
一、知识网络
分子直径数量级
物质是由大量分子组成的阿伏加德罗常数
油膜法测分子直径
分子动理论分子永不停息地做无规则运动扩散现象
布朗运动
分子间存在相互作用力,分子力的F-r曲线
分子的动能;与物体动能的区别
物体的内能分子的势能;分子力做功与分子势能变化的关系;EP-r曲线
物体的内能;影响因素;与机械能的区别
3)空气的湿度
(1)空气的绝对湿度:用空气中所含水蒸气的压强来表示的湿度叫做空气的绝对湿度。
(2)空气的相对湿度:
相对湿度更能够描述空气的潮湿程度,影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受。
4)汽化热:液体汽化时体积会增大很多,分子吸收的能量不只是用于挣脱其他分子的束缚,还用于体积膨胀时克服外界气压做功,所以汽化热还与外界气体的压强有关。
考点74做功和热传递是改变物体内能的两种方式要求:Ⅰ
1)绝热过程:系统只通过做功而与外界交换能量,它不从外界吸热,也不向外界放热
2)热传递:热传导、热对流、热辐射
3)热量和内能:⑴不能说物体具有多少热量,只能说物体吸收或放出了多少热量,热量是过程量,对应一个过程。离开了热传递,无法谈热量。不能说“物体温度越高,所含热量越多”。
考点70液体的表面张力现象要求:Ⅰ
1)表面张力:表面层分子比较稀疏,r>r0在液体内部分子间的距离在r0左右,分子力几乎为零。液体的表面层由于与空气接触,所以表面层里分子的分布比较稀疏、分子间呈引力作用,在这个力作用下,液体表面有收缩到最小的趋势,这个力Байду номын сангаас是表面张力。
2)浸润和不浸润现象:
3)毛细现象:浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象,称为毛细现象。
子平均动能相等,但平均速率一般不等(分子质量不同).
(2)分子力做正功分子势能减少,分子力做负功分子势能增加。
(3)分子势能为零一共有两处,一处在无穷远处,另一处小于r0
分子力为零时分子势能最小,而不是零。
(4)理想气体分子间作用力为零,分子势能为零,只有分子动能。
考点69晶体和非晶体晶体的微观结构要求:Ⅰ
饱和汽压:(1)饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分气压,与其他气体的压强无关。(2)饱和汽压与温度和物质种类有关。在同一温度下,不同液体的饱和气压一般不同,挥发性大的液体饱和气压大;同一种液体的饱和气压随温度的升高而迅速增大。(3)将不饱和汽变为饱和汽的方法:①降低温度②减小液面上方的体积③等待(最终此种液体的蒸气必然处于饱和状态)
⑵改变物体内能的两种方式:做功和热传递。做功是内能与其他形式的能发生转化;热传递是不同物体(或同一物体的不同部分)之间内能的转移,它们改变内能的效果是相同的。
考点75热力学第一定律能量守恒定律要求:I
1)热力学第一定律:
(1)内容:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
3)理想气体状态方程:
理想气体,由于不考虑分子间相互作用力,理想气体的内能仅由温度和分子总数决定,与气体的体积无关。对一定质量的理想气体,有 (或 )
4)气体压强微观解释:由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的,与温度和体积有关。
(1)气体分子的平均动能,从宏观上看由气体的温度决定
(2)单位体积内的分子数(分子密集程度),从宏观上看由气体的体积决定
2热机:①热机是把内能转化为机械能的装置。其原理是热机从热源吸收热量Q1,推动活塞做功W,然后向冷凝器释放热量Q2。②由能量守恒定律可得:Q1=W+Q2。们把热机做的功和它从热源吸收的热量的比值叫做热机效率,用η表示,即η= W / Q1。热机效率不可能达到100%
(4)分子的数量: 固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列);气体分子不可估算大小,只能估算气体分子所占空间、分子质量。
考点65用油膜法估测分子的大小(实验、探究) 要求:Ⅰ
在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,有下列操作步骤,请补充实验步骤C的内容及实验步骤E中的计算式:
A.用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中,记下滴入1mL的油酸酒精溶液的滴数N;
(2)数学表达式为:ΔU=W+Q绝热:Q=0;等温:ΔU=0,如果是气体向真空扩散,W=0
(3)符号法则:
做功W
热量Q
内能的改变ΔU
取正值“+”
外界对系统做功
系统从外界吸收热量
系统的内能增加
取负值“-”
系统对外界做功
系统向外界放出热量
系统的内能减少
2)能量守恒定律:
(1)能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变。这就是能量守恒定律。
4)在多种人体结构中都发现了液晶结构.
考点72气体实验定律理想气体要求:Ⅰ
1)探究一定质量理想气体压强p、体积V、温度T之间关系,采用的是控制变量法
2)三种变化:
玻意耳定律:PV=C
查理定律:P / T=C
盖—吕萨克定律:V/ T=C
等温变化图线等容变化图线等压变化图线
提示:①等温变化中的图线为双曲线的一支,等容(压)变化中的图线均为过原点的直线(之所以原点附近为虚线,表示温度太低了,规律不再满足);②图中双线表示同一气体不同状态下的图线,虚线表示判断状态关系的两种方法;③对等容(压)变化,如果横轴物理量是摄氏温度t,则交点坐标为-273.15
(1)理想气体与外界做功与否,看体积,体积增大,对外做了功(外界是真空则气体对外不做功),体积减小,则外界对气体做了功。(2)理想气体内能变化情况看温度。
(3)理想气体吸不吸热,则由做功情况和内能变化情况共同判断。(即从热力学第一定律判断)
6)关于分子平均动能和分子势能理解时要注意.
(1)温度是分子平均动能大小的标志,温度相同时任何物体的分
阿伏加德罗常数(NA=6.02×1023mol-1)是联系微观量与宏观量的桥梁。
设分子体积V0、分子直径d、分子质量m;宏观量为.物质体积V、摩尔体积V1、物质质量M、摩尔质量μ、物质密度ρ。
(1)分子质量: (2)分子体积:
(对气体,V0应为气体分子占据的空间大小)
(3)分子直径: 球体模型. (固体、液体一般用此模型) 立方体模型. (气体一般用此模型)(对气体,d应理解为相邻分子间的平均距离)