高中物理概念热力学

一、分子动理论

①基本观点：

①物质是由大量分子组成的。①阿伏伽德罗常量：在12克碳单质中，所含有的碳-12分子个数。其符号是N A。我们将此定义为1mol（读作：摩尔，简称：摩。），其值为×1023mol-1。单位是：mol-1。我们将1mol分子的质量叫做摩尔质量，其符号是M。单位

是kg/mol。1g/mol=1×10-3kg/mol。②

般单分子质量的数量级是10-27~10-26（kg）。③分子体积（此公式

不适用于气体）其中V mol是一摩尔物质所对应的体积（摩

尔体积）理想气体的摩尔体积恒

为22.4L/mol。

得出。④

②分子在永不停息地做热运动。①扩散现象：不同物质能够相互渗透的现象。扩散现象说明了：分子在永不停息地做热运动，温度越高，扩散越快。分子之间存在间隙。②布朗运动：悬浮微粒在流

体中永不停息地做无规则运动的现象。微粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越激烈。它间接地反映了液体分子的运动是永不停息的、无规则的。③热运动：分子的永不停息、无规则运动。

③分子间存在相互作用力。①分子间同时存在分子引力和分子斥力，表现的分子间作用力是其合力。②分子引力和分子斥力均随分子间距变大而减小，但斥力减小更快。当某一分子受力平衡时，此时的分子间距r0叫做平衡距离。③内能：分子势能和分子动能的统称。分子势能与两分子间距离有关，分子距离越大，分子势能越大。分子动能与温度有关，温度越高，分子动能越大。内能可通过热传递和做功的方式改变。分子间各作用力的图像如下：

②分子运动速率统计：

①无论是低温还是高温，其分子运动速率统计图像都呈“中间多，两头少”的分布规律，它表明了在某一温度下一定数量的分子，其单个分子速率为其最小值和最大值的分子个数远远小于单个分子速率为分子平均速率的分子个数。

②物体的分子平均速率与温度有关，温度越高，平均速率越大。分子运动速率统计图如下：

气体的性质

一、气体状态参量

①气体状态参量：

①概念：用来描述气体状态的物理量。

②气体状态参量有温度、体积和压强。

②温度：

①概念：衡量物体冷热程度的物理量，微观上表达了分子平均动能的大小。

②温标：用来衡量物体冷热程度的标准。①热力学温标：将-273℃作为零度的温标。符号是T。单位是开尔文，简称开，写作K。

②热力学温标与摄氏温标的换算：T=t+273K，t

∆。③绝对零度：

T∆

=

热力学温标中的零点为绝对零度，即0K。开尔文认为绝对零度只能无限接近，但不能达到。

③体积：气体分子能够达到的空间。单位：立方米m3。单位换算：1m3=103dm3（L）=106cm3（mL）

④压强：

①概念：单位面积上所受的压力。它的大小决定于单位体积内的分子数和分子的平均速率。单位是帕斯卡，简称帕，写作Pa。1Pa=1N/m2。

②大气压强：大气压强是由大气重力产生的。一个标准大气压强为×105 Pa，也可写作为1atm，其中atm表示标准大气压强，是压强的非国际制单位。实际中常用汞柱长度来表示，其单位是cmHg（读作厘米汞柱）或mmHg（读作毫米汞柱）。1atm=×105 Pa=76cmHg=760mmHg。

③气体压强：①帕斯卡定律：加在密闭流体上的压强，能够大小不变地由流体向各个方向传递。②连通器：上端开口，下端相连的容器。③连通器原理：在连通器中，中间液体不间断的同一液体在同一水平液面上压强相等。由此可知，在连通器中，开口的处液体面上压强等于大气压强。④管柱内任意压强规律：某一段液体上方压强加上此段液体压强等于下方压强。被液体围绕的气体对两液面压强相等。

二、气体状态参量方程

①玻意耳定律（气体的等温变化）：

①概念：一定质量的气体，在温度不变时，其压强与体积成反比。

②公式：①②乘积式：2211V p V p =。③比例式：

③气体的等温判别式：对于其横截面积相等的各气体，当其初始压强和体积一定时，其压强增量与体积增量的关系为：

④气体的等温曲线（简称：等温线）：①概念：气体的等温曲线是以体积轴为横轴，气体的压强轴为纵轴的坐标系中，由气体等

温变化方程得到的一条双曲线。②规律：由V

p 1∝

得：pV =K （K 是常

量，且与气体的摩尔质量、气体质量及温度有关）温度变高时，K 值增大，p-V 图像就距离坐标轴越远（反比例系数变大），V

p 1-图像就斜率越大（正比例系数变大）。 ②查理定律（气体的等容变化）：

①概念：一定质量的气体，在体积不变时，其压强与热力学温度成正比。

②公式：①正比式：T p ∝。② ③气体的等容判别式：①对于其横截面积相等的各气体，当其初始压强和温度一定时，其压强增量与温度增量成正比。即：

②对于其横截面积不同的各气体，当横截面初始所受压力和温度一定时，横截面所受压力增量与温度增量成正比。

④气体的等容曲线（简称：等容线）：①概念：气体的等容曲线是以热力学温度轴为横轴，气体的压强轴为纵轴的坐标系中，由气体等容变化方程得到的一条过原点的倾斜直线。②规律：由T p ∝得：p =CT （C 是常量，且与气体的摩尔质量、气体质量及体积有关）。当体积变大时，C 值减小，p -T 图像就斜率越小（正比例系数变小）。因为开尔文认为绝对零度只能无限接近，但不能达到，故接近0K 的某一段正比例图线可画成虚线。值得注意的是，气体的等容曲线一定是该点与绝对零度（0K ）的连线。

⑤热力学温标的来源：最初法国科学家查理用的是摄氏温标，然而发现：一定质量的气体，在体积不变时，温度每变化1℃，变化的气体压强就等于其0℃时压强的1/273倍。即：⎪⎭

⎫ ⎝⎛+=⇔=-2731273000t p p p t p p t t 。可见它并不与其成正比，而是线性关系。英国科学家开尔文提出用热力学温标（即开氏温标）来代替摄氏温标，即：T =t +273K 。则原方程就化为CT T p p t =⋅=273

0（C 为该气体0℃时压强的1/273倍，对于一定质量的气体，C 是不变的），即T p ∝。在本章中，一律使用热力学温标。

③盖·吕萨克定律（气体的等压变化）：

①概念：一定质量的气体，在压强不变时，其体积与热力学温