高中物理热学 分子运动论 热和功
高中物理第三章热力学定律1功热和内能的改变课件选择性必修第三册
核心素养提升
做功和热传递在改变物体内能上的关系 改变内能的两种方式的比较:
比较项目
做功
热传递
外界对物体做功,物体的内能 物体吸收热量,内能增加;物
内能变化 增加;物体对外界做功,物体 体放出热量,内能减少
的内能减少
比较项目
做功
热传递
其他形式的能与内能之间的转 不同物体间或同一物体不同部
物理实质
或放出了多少热量。
思考辨析
『判一判』
(1)某一系统经历绝热过程时,只要初末状态相同,则做功数量也一
定相同。
( √)
(2)在绝热过程中,做功方式不同会直接影响系统状态变化的最终结
果。
( ×)
(3)在绝热过程中,系统对外界做的功等于系统内能的增加量。
()
×
(4)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。
要点提炼
1.内能与内能变化 (1)物体的内能是指物体内所有分子热运动的动能和分子势能之和。 (2)当物体温度变化时,分子平均动能变化。物体体积变化时,分子 势能发生变化,即物体的内能是由它的状态决定的,且物体的内能变化 只由初、末状态决定,与中间过程及方式无关。
2.做功与内能变化的关系 (1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互 转化的过程。 (2)在绝热过程中,外界对物体做多少功,就有多少其他形式的能转 化为内能,物体的内能就增加多少。
典例剖析
典例 2 对于热量、功、内能三个物理量,下列各种说法中正确
的是
(D)
A.热量、功、内能的物理意义等同
B.热量、功都可以作为物体内能的量度
C.热量、功、内能的单位不相同
D.热量和功是由过程决定的,而内能是由物体状态决定的
高中物理重要二级结论(全)
物理重要二级结论一、静力学1.几个力平衡,则任一力是与其他所有力的合力平衡的力。
三个共点力平衡,任意两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反。
2.两个力的合力:2121F F F F F +≤≤- 方向与大力相同3.拉密定理:三个力作用于物体上达到平衡时,则三个力应在同一平面内,其作用线必交于一点,且每一个力必和其它两力间夹角之正弦成正比,即γβαsin sin sin 321F FF == 4.两个分力F 1和F 2的合力为F ,若已知合力(或一个分力)的大小和方向,又知另一个分力(或合力)的方向,则第三个力与已知方向不知大小的那个力垂直时有最小值。
5.物体沿倾角为α的斜面匀速下滑时, μ= tan α 6.“二力杆”(轻质硬杆)平衡时二力必沿杆方向。
7.绳上的张力一定沿着绳子指向绳子收缩的方向。
8.支持力(压力)一定垂直支持面指向被支持(被压)的物体,压力N 不一定等于重力G。
9.已知合力不变,其中一分力F 1大小不变,分析其大小,以及另一分力F 2。
用“三角形”或“平行四边形”法则 二、运动学1.初速度为零的匀加速直线运动(或末速度为零的匀减速直线运动) 时间等分(T ): ① 1T 内、2T 内、3T内······位移比:S 1:S 2:S 3=12:22:3② 1T 末、2T 末、3T 末······速度比:V 1:V 2:V 3=1:2:3 ③ 第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内···的位移之比:S Ⅰ:S Ⅱ:S Ⅲ=1:3:5④ΔS=aT 2 S n -S n-k = k aT 2 a=ΔS/T 2 a =( S n -S n-k )/k T 2位移等分(S 0): ① 1S 0处、2 S 0处、3 S 0处···速度比:V 1:V 2:V 3:···V n =② 经过1S 0时、2 S 0时、3 S 0时···时间比:)::3:2:1n n::3:2:1 F已知方向 F 2的最小值F 2的最小值F 2的最小值F 2③ 经过第一个1S 0、第二个2 S 0、第三个3 S 0···时间比2.匀变速直线运动中的平均速度3.匀变速直线运动中的中间时刻的速度中间位置的速度4.变速直线运动中的平均速度前一半时间v 1,后一半时间v 2。
高中物理分子动理论-气体和热力学定律专题讲练
【分子动理论 气体与热力学定律】专题讲练一、考纲要求六.分子动理论、热和功、气体热学局部在高考理综中仅仅以一道选择题的形式出现,分值:6分。
知识要点是分子动理论、内能、热力学三定律及能量守恒定律和气体的性质。
二、典例分类评析1、分子的两种模型及宏观量、微观量的计算〔1〕分子的两种模型①球体模型:常用于固体、液体分子。
V=1/6πd 3②立方体模型:常用于气体分子。
V=d3 〔2〕宏观量、微观量的计算在此所指的微观量为:分子体积0V ,分子的直径d ,分子的质量0m .宏观物理量为:物质的体积V 、摩尔体积mol V 、物质的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度ρ。
阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。
由宏观量去计算微观量,或由微观量去计算宏观量,都要通过阿伏加德罗常数建立联系.所以说阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁.①计算分子的质量:0mol A AV M m N N ρ== ②计算分子的体积:0mol A A V M V N N ρ==,进而还可以估算分子的直径(线度) d ,把分子看成小球,由30432d V π⎛⎫= ⎪⎝⎭,得d =〔注意:此式子对固体、液体成立〕 ③计算物质所含的分子数:A A A mol m V V n N N N M V Mρ===. 例1、以下可算出阿伏加德罗常数的一组数据是 〔 〕A .水的密度和水的摩尔质量B .水的摩尔质量和水分子的体积C .水分子的体积和水分子的质量D .水分子的质量和水的摩尔质量例2、只要知道以下哪一组物理量,就可以估算出气体中分子间的平均距离 〔 〕A.阿伏加德罗常数,气体摩尔质量和质量B .阿伏加德罗常数,气体摩尔质量和密度C .阿伏加德罗常数,气体质量和体积D .该气体的密度、体积和摩尔质量例3、某固体物质的摩尔质量为M ,密度为ρ,阿伏加德罗常数为A N ,那么每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是 〔 〕A .A N M 、A N M ρB .A M N 、A MN ρC .A N M 、 A M N ρD .A M N 、 A N Mρ 例4、假设以 μ表示水的,υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积, ρ为表示在标准状态下水蒸气的密度,N A 为阿伏加德罗常数,m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积,下面是四个关系式中正确的选项是 〔 〕A . N A = ─── υρ mB .ρ = ─── μA N ΔC . m = ─── μA ND .Δ= ─── υAN 例5、地球半径约为6.4×106 m ,空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球外表大气在标准状况下的体积为 〔 〕A.4×1016 m 3B.4×1018 m 3C. 4×1030 m 3D. 4×1022 m 32、分子热运动和布朗运动(1)布朗运动①布朗运动是指悬浮小颗粒的运动,布朗运动不是一个单一的分子的运动——单个分子是看不见的,悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子,形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体、气体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡,因此,布朗运动不是分子运动,但它间接证明了周围液体、气体分子在永不停息地做无规那么运动,②布朗运动与扩散现象是不同的现象.布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规那么运动.其运动的剧烈程度与微粒的大小和液体的温度有关.扩散现象是两种不同物质在接触时,没有受到外力影响。
高中物理 第十章 热力学定律 第1、2节 功和内能 热和内能讲义(含解析)新人教版选修3-3-新人教
第1、2节功和内能热和内能1.绝热过程:系统只由于外界对它做功而与外界交换能量,它不从外界吸热,也不向外界放热的过程。
2.绝热过程中系统内能的增加量等于外界对系统所做的功,即ΔU=W。
3.热传递:热量从物体的高温部分传递到低温部分,或从高温物体传递给低温物体的过程。
4.系统在单纯的传热过程中,内能的增量ΔU等于外界向系统传递的热量Q,即ΔU=Q。
5.做功和热传递是改变内能的两种方式且具有等效性,但二者实质不同。
一、焦耳的实验1.绝热过程系统只通过对外界做功或外界对它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.代表实验(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温度上升。
(2)通过电流的热效应给水加热。
3.实验结论要使系统状态通过绝热过程发生变化,做功的数量只由过程始末两个状态决定,而与做功的方式无关。
二、功和内能1.内能的概念(1)内能是描述热力学系统自身状态的物理量。
(2)在绝热过程中做功可以改变热力学系统所处的状态。
2.绝热过程中内能的变化(1)表达式:ΔU=W。
(2)外界对系统做功,W为正;系统对外界做功,W为负。
三、热和内能1.热传递(1)条件:物体的温度不同。
(2)过程:温度不同的物体发生热传递,温度高的物体要降温,温度低的物体要升温,热量从高温物体传到低温物体。
(3)热传递的三种方式:热传导、热对流、热辐射。
2.热和内能(1)单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态,即热传递能改变物体的内能。
(2)热量:在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
(3)单纯的传热过程中内能的变化。
①公式:ΔU=Q。
②物体吸热,Q为正;物体放热,Q为负。
1.自主思考——判一判(1)温度高的物体含有的热量多。
(×)(2)内能大的物体含有的热量多。
(×)(3)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体。
(×)(4)做功和热传递都可改变物体的内能,从效果上是等效的。
(√)(5)在绝热过程中,外界对系统做的功小于系统内能的增加量。
高中物理选修3-3热学知识点总结
第一章分子动理论1、物质是由大量分子组成的(1)单分子油膜法测量分子直径(2)1mol任何物质含有的微粒数相同N A=6.02x1023mol-1(3)对微观量的估算:分子的两种模型:球形和立方体(固体液体通常看成球形,空气分子占据的空间看成立方体)利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量Ⅰ.微观量:分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.Ⅱ.宏观量:物体的体积V、摩尔体积V m,物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.特别提醒:1、固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的。
分子的体积V0=NA Vm ,仅适用于固体和液体,对气体不适用,仅估算了气体分子所占的空间。
2、对于气体分子,的值并非气体分子的大小,而是两个相邻的气体分子之间的平均距离.2、分子永不停息的做无规则的热运动(布朗运动 扩散现象)(1)扩散现象:不同物质能够彼此进入对方的现象,说明了物质分子在不停地运动,同时还说明分子间有空隙,温度越高扩散越快。
可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间(2)布朗运动:它是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动,是在显微镜下观察到的。
①布朗运动的三个主要特点:永不停息地无规则运动;颗粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越明显。
②产生布朗运动的原因:它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。
③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动,布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。
(3)热运动:分子的无规则运动与温度有关,简称热运动,温度越高,运动越剧烈3、分子间的相互作用力(1)分子间同时存在引力和斥力,两种力的合力又叫做分子力。
(2)分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小,随分子间距离的减小而增大。
但总是斥力变化得较快。
(3)图像:两条虚线分别表示斥力和引力;实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。
r0位置叫做平衡位置,r0的数量级为10-10m。
分子动理论 热和功
【例3】以下说法正确的是(CD ) A、布朗运动是液体分子的无规则 运动,也叫热运动 B、布朗运动反映了固体颗粒中分 子在作无规则运动 C、扩散现象是由分子运动引起的 D、水和酒精混和后总体积变小是 由于分子间存在间隙
• 【例4】下列说法.用手握面包,面包体积缩小了, 证明分子间有间隙 • 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 • C.打开香水瓶后,很远的地方能闻 到香味,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
r
0
• 【例6】分子间同时存在吸引力和排斥力, 下列说法正确的是( C )
• •
A.固体分子间的吸引力总是大于排斥力 B.气体能充满任何容器是因为分子间的 排斥力大于吸引力 • C.分子间的吸引力和排斥力都随分子间 距离的增大而减小 • D.分子间吸引力随分子间距离的增大而 增大,而排斥力随距离的增大而减小
【例2】用长度放大600倍的显微镜观 察布朗运动.估计放大后的小颗粒 (碳)体积为0.1×10-9m3.碳的密 度是2.25×103kg/m3,摩尔质量是 1.2×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数 6.0×1023 mol-1,则该小碳粒分子 数约为多少个?(取1位有效数字)
解:布朗运动的小颗粒体积为 V0=V/(600)3=4.63 ×10-19m3 它的质量m=ρV0=2.25 ×103 ×4.63 ×10-19
五、改变内能的两种方式
• 1、做功:是其它形式的能与内能相互转化的过 程.内能的改变可以用做功的数值来量度. • 2、热传递:是物体间内能转移的过程,或者是同 一物体内部中内能的转移.内能的改变是用传递 的热量来量度.热传递是发生在温度不同的两物 体之间,热量从高温物体向低温物体传递。热传 递有三种方式:热传导、热对流和热辐射. • 3、做功和热传递在改变物体的内能上是等效的, 但有本质区别。
热能和热功的计算
热能和热功的计算热能和热功是热力学中重要的概念,用于描述能量在热力学系统中的转化和传递。
在讨论热能和热功的计算之前,我们先来了解一下它们的定义和基本原理。
热能是指物体内部分子的热运动所具有的能量。
根据热力学第一定律,系统的内能变化等于吸收的热量与做功的和。
因此,热能可以通过测量系统的内能变化来计算。
内能的变化可以用下式表示:△U = Q - W其中,△U代表内能的变化,Q代表吸收的热量,W代表做功。
当热量从外界传递到系统时,系统的内能会增加;当系统对外界做功时,内能会减少。
根据热力学第一定律的保守性,内能的变化等于吸收的热量减去做功。
热功是指通过物体之间的温度差驱动产生的功。
它是由热量转化为机械功的过程,常常用于描述热力机和热能转换设备的工作原理。
热功可以用下式计算:W = Q - △U其中,W代表热功,Q代表吸收的热量,△U代表内能的变化。
热功等于吸收的热量减去内能的变化。
在实际应用中,热能和热功的计算可以通过一些具体的公式和计算方法进行。
以下是一些常见的计算方法:1. 热能计算:- 对于理想气体,热能可通过内能公式计算:U = C_v * n * △T,其中U代表热能,C_v代表定容热容,n代表物质的物质量,△T代表温度变化。
- 对于固体或液体,热能可通过焓的变化计算:Q = m * c * △T,其中Q代表热能,m代表物质的质量,c代表比热容,△T代表温度变化。
2. 热功计算:- 对于理想气体,热功可通过P-V图或者气体状态方程计算:W = P * △V,其中W代表热功,P代表压力,△V代表体积变化。
- 对于其他工作情况,热功可通过力和位移的乘积计算:W = F *d * cosθ,其中W代表热功,F代表作用力,d代表位移,θ代表作用力和位移之间的夹角。
需要注意的是,热能和热功的计算通常是基于一些理论假设和条件的。
在实际应用中,应根据具体情况选择合适的计算方法和公式,并进行相应的修正和调整。
高三物理二轮复习精练(分子运动论热和功气体完全版)
高三物理二轮复习精练(分子运动论、热和功、气体完全版)(37).物质是由大量分子组成的。
分子的热运动、布朗运动。
分子间的相互作用力。
A159.关于布朗运动的下列说法正确的是A.布朗运动是布朗粒子中的分子的无规则运动B.布朗运动是水分子的无规则运动C.单位时间内撞击到布朗粒子的水分子数目越多布朗运动就越激烈D.布朗粒子越小布朗运动就越激烈160.二个分子相距较远时,分子间的作用力忽略不计,当两个分子间的距离不断减小直至不能再减小的过程中,两分子之间 ( )A.引力减小,斥力增大,其合力不断增大B.引力减小,斥力增大,其合力先增大后减小然后又增大C.引力增大,斥力增大,其合力不断增大D.引力增大,斥力增大,其合力先增大后减小而后又增大(38).分子热运动的动能,温度是物体的热运动平均动能的标志。
物体分子间的相互作用势能。
物体的内能。
A161.一直立的不传热的刚性密封容器,被一水平的透热隔板分成体积相同的两部分,上下两部分分别充有质量相等的氢气和氧气,则下列说法错误的是 ( )①未抽出隔板且平衡时氢气和氧气分子的平均动能相等②未抽出隔板且平衡时氧气分子的平均动能大③抽出隔板且混合均匀时氢气和氧气分子的平均动能都要减小④抽出隔板且混合均匀时氢气和氧气分子的平均动能仍然相等A.①②B.②③C.①③D.②④162.关于分子势能,下列说法中正确的是()A.分子间表现为引力时,距离越小,分子势能越大B.分子间表现为斥力时,距离越小,分子势能越大C.分子间引力与斥力相等时,分子势能最大D.分子势能不但与物体的体积有关,还与物体的温度有关163.两个分子从相距较远(分子力可忽略)开始靠近,直到不能再靠近的过程中 ( )A.分子力先做负功后做正功B.分子力先做正功后做负功C. B.分子间的引力减小,斥力增大,分子力先增大后减小然后再增大D. r < r 0时分子势能不断增大,动能不断减小(39).做功和热传递是改变物体内能的两种方式。
高中物理重要二级结论全
物理重要二级结论(全)一、静力学1.几个力平衡,则任一力是与其他所有力的合力平衡的力。
三个共点力平衡,任意两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反。
2.两个力的合力:2121F F F F F +≤≤- 方向与大力相同3.拉密定理:三个力作用于物体上达到平衡时,则三个力应在同一平面内,其作用线必交于一点,且每一个力必和其它两力间夹角之正弦成正比,即γβαsin sin sin 321F FF == 4.两个分力F 1和F 2的合力为F ,若已知合力(或一个分力)的大小和方向,又知另一个分μ= tanα6.“二力杆”(轻质硬杆)平衡时二力必沿杆方向。
7.绳上的张力一定沿着绳子指向绳子收缩的方向。
8.支持力(压力)一定垂直支持面指向被支持(被压)的物体,压力N 不一定等于重力G 。
9.已知合力不变,其中一分力F 1大小不变,分析其大小,以及另一分力F 2。
用“三角形”或“平行四边形”法则二、运动学1.初速度为零的匀加速直线运动(或末速度为零的匀减速直线运动)时间等分(T):① 1T内、2T内、3T内······位移比:S1:S2:S3=12:22:32② 1T末、2T末、3T末······速度比:V1:V2:V3=1:2:3③ 第一个T内、第二个T内、第三个T内···的位移之比:SⅠ:SⅡ:SⅢ=1:3:5④ΔS=aT2 Sn -Sn-k= k aT2a=ΔS/T2 a =( Sn-Sn-k)/k T2位移等分(S0):① 1S处、2 S处、3 S处···速度比:V1:V2:V3: (V)n=② 经过1S时、2 S时、3 S时···时间比:③ 经过第一个1S、第二个2 S、第三个3 S···时间比2.匀变速直线运动中的平均速度3.匀变速直线运动中的中间时刻的速度中间位置的速度4.变速直线运动中的平均速度前一半时间v1,后一半时间v2。
高中物理培优辅导讲义:专题13-热学(含答案解析)
【知识精讲】一.分子动理论1.分子动理论的基本观点是:物质是由大量分子组成,分子永不停息的做无规则运动,分子之间总是同时存在相互作用的引力和斥力。
布朗运动的永不停息,说明液体分子运动的永不停息;布朗运动的无规则性,说明液体分子运动是无规则的。
分子力是斥力和引力的合力。
2. 解答分子动理论中的估算问题是对分子进行合理抽象,建立模型。
由于固体和液体分子间距很小,因此可以把固体和液体分子看作紧密排列的球体,小球直径即为分子直径。
一般情况下利用球体模型估算固体和液体分子个数、质量、体积、直径等。
设n 为物质的量,m 为物质质量,v 为物质体积,M 为摩尔质量,V 为摩尔体积,ρ为物质的密度。
则(1)分子数N =A A N M m nN ==A A N V v N M v =ρ. (2)分子质量AA N V N M m ρ==0. (3)分子体积A A N M N V v ρ==0 (4)对于固体或液体,把分子看作小球,则分子直径33066AN V v d ππ==。
对于气体,分子之间距离很大,可把每个气体分子所占空间想象成一个立方体,该立方体的边长即为分子之间的平均距离。
(1)若标准状态下气体体积为0V ,则气体物质的量n =30104.22-⨯V ; (2)气体分子间距330A N V v d ==AN M ρ=。
3. “用油膜法估测分子的大小”实验是把液体中油酸分子看做紧密排列的小球,把油膜厚度看做分子直径。
4.物体内所有分子动能的平均值叫做分子平均动能。
温度是分子平均动能的标志。
任何物体,只要温度相同,其分子平均动能就相等。
温度越高,分子平均动能越大。
由分子之间的相互作用和相对位置所决定的能,叫做分子势能。
分子势能与体积有关。
要注意体积增大,分子势能不一定增大。
物体中所有分子热运动的动能与分子势能之和叫做物体内能。
任何物体都有内能。
二.物态和物态变化1.固体和液体都是自然界存在的物质形态。
固体分晶体和非晶体,晶体分单晶体和多晶体。
高中物理知识点总结:热学和热力学第一定律
高中物理知识点总结:热学和热力学第一定律高中物理知识点总结:热学和热力学第一定律知识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则热运动;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,在热现象的研究中,单个分子的动能是无研究意义的,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决定的势能,叫做分子势能。
分子势能随着物体的体积的变化而变化。
*理想气体无分子势能,所以一定质量的理想气体,内能只跟温度有关,物体的内能和机械能有着本质的区别,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)做功和热传递都能改变物体的内能。
对外界做了多少功,物体的内能就减少多少,外界对物体做了多少功,物体的内能就增加多少。
(2)热力学第一定律即即内能增加,内能减少外界对物体做功,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)②体积:气体分子所占据的空间,也就是气体所充满的容器的容积。
*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.决定因素:一定气体的压强的大小,微观上决定于分子运动速度和分子密度。
宏观上决定于气体的温度T,体积V。
因密闭容器中的气体密度一般很小,由气体自身重力产生的压强极小,可忽略不计,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)决定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。
实验采用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基本规律,任何自然现象都遵守能量守恒定律是没有条件的。
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单分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)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/mol④分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。
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。
(2)由分子间相对位置决定的势能叫分子势能。
分子力做正功时分子势能减小;分子力作负功时分子势能增大。
当r=r0即分子处于平衡位置时分子势能最小。
不论r从r0增大还是减小,分子势能都将增大。
如果以分子间距离为无穷远时分子势能为零,则分子势能随分子间距离而变的图象如上图。
(3)物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
热学问题辨析
热学问题辨析陕西省宝鸡市陈仓区教育局教研室邢彦君分子动理论、热和功是高考的必考内容。
近几年命题热点多在分子动理论,估算分子大小和数目,内能及做功,气体的压强几个方面综合或游移。
考题一般涉及多个知识点,但考查内容浅显,较易作答,题目多属较容易和中等难度。
主要考查对基本概念、规律的识记和理解。
因此对有关分子动理论、热和功的一些容易混淆的概念和规律作以辨析,对于这部分的复习应考至关重要。
1.布朗运动──分子动理论的事实依据布朗运动原指悬浮在水中的花粉颗粒永不停息地无规则运动,现泛指悬浮在液体中的固体颗粒的运动。
悬浮固体颗粒永不停息地无规则运动,是由于液体分子永不停息地无规则运动对固体颗粒的碰撞而引起的。
所以布朗运动是分子热运动的事实依据。
布朗运动有以下几个特点:一是永不停息,只要液体还存在,布朗运动就不会停息。
二是无规则,从放入颗粒起,颗粒运动的速率和方向及其变化是不可精确预测的,只能运用统计方法,用概率进行描述。
三是运动的激烈程度与温度和颗粒大小有关,温度越高,液体分子运动越激烈,对颗粒的碰撞越激烈,布朗运动越激烈。
颗粒越小,同一时刻从两个相反方向碰撞颗粒的液体分子形成的对颗粒的沿相反方向的力相差越大,颗粒运动越激烈;颗粒越大,同一时刻从两个相反方向碰撞颗粒的液体分子形成的对颗粒沿相反方向的力越接近于平衡,颗粒将处于静止状态,所以颗粒越小,布朗运动越激烈。
2.分子的运动──无规则、永不停息分子运动的特点就是永不停息和无规则。
所谓永不停息就是分子的运动是不会停止的,按现代热学理论,当温度降到-273.15℃(绝对零度)时,分子的运动将会终止,但按热力学第三定律,绝对零度是不可以达到的低温极限,所以分子的运动是绝对的永不停息。
分子运动的无规则有两方面的意思。
对于物体内的大量分子来说,是指所有的分子没有统一的运动速率,没有统一的运动方向,即各个分子的运动没有统一的规则。
对于某一个分子来说,由于大量分子运动没有同一的速率和方向,这样分子间的碰撞不可避免的频繁发生,而且就根本没办法预测那个分子那个时刻沿哪个方向来碰撞这个分子,这样,在一段时间里,每一个分子的运动方向、速度,就频繁的变化着,使得这个分子在一段时间里的运动速率、方向不统一,单个分子的运动在时间上没有统一的规则。
热学的热能和功的关系
热学的热能和功的关系热学是研究热和能量转化的学科,而热能与功是热学中非常重要的概念。
本文将探讨热能和功之间的关系,并阐述它们在热学中的应用。
一、热能的概念和特性热能是物质内部分子运动的一种能量形式,是物质的热运动能。
热能是宏观上温度的一种度量,温度越高,分子的热运动越剧烈,物体的热能就越大。
热能可以由物体传递给其他物体,形成热传导、热辐射等现象。
热能还可以被转化为机械能、电能等其他形式的能量。
二、功的概念和特性功是力对物体做功的量度,是力在物体运动过程中所做的力乘位移的乘积。
简而言之,功就是力作用下产生的能量转化。
当力的方向与物体的位移方向相同时,功为正值;当力的方向与位移方向相反时,功为负值。
功可以用于推动物体的运动或克服摩擦、阻力等消耗能量的过程。
功也是能量的一种形式,可以将其他形式的能量转化为功。
三、热能与功的转化根据能量守恒定律,能量不可能凭空产生或消失,只能在不同形式之间转化。
在热学中,热能和功也可以相互转化。
当一个物体受到外界的作用力推动产生位移时,外界对物体做功,将机械能转化为热能。
另一方面,当热能传递到一个物体上,使其内部分子运动加剧,物体的热能增加,可以将热能转化为机械能或其他形式的能量。
四、热能和功在实际应用中的关系热能和功在许多实际应用中有着紧密的关系。
以汽车为例,发动机中的燃料燃烧产生高温高压的气体,气体的膨胀推动活塞运动,产生机械能。
这个过程中,热能转化为了功,推动汽车前进。
同样地,热能和功的转化也存在于电力发电、风力发电等过程中。
这些实际应用中,热能和功的转化是能量转换和能量利用的重要途径。
总结:热学的热能和功之间存在着紧密的关系。
热能是物质内部分子运动的一种能量形式,可以转化为机械能、电能等其他形式的能量。
功是力对物体做功的量度,可以将其他形式的能量转化为机械能。
通过能量守恒定律,热能和功可以相互转化。
在实际应用中,热能和功的转化成为能量转换和利用的重要方式。
热学的研究和应用,为我们理解和利用能量提供了重要的理论依据。
高中物理重要二级结论(全)
物理重要二级结论(全)一、静力学1.几个力平衡,则任一力是与其他所有力的合力平衡的力。
三个共点力平衡,任意两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反。
2.两个力的合力:F 1 F 2FF 1 F 2方向与大力相同3.拉密定理:三个力作用于物体上达到平衡时,则三个力应在同一平面内,其作用线必交于一点,且每一个力必和其它两力间夹角之正弦成正比,即F 1F 2F 3sinsinsin4.两个分力 F 1 和 F 2 的合力为 F ,若已知合力 (或一个分力) 的大小和方向, 又知另一个分力 (或合力) 的方向,则第三个力与已知方向不知大小的那个力垂直时有最小值。
F 1已知方向F 1F 2的最小值F 1FFF 2的最小值F 2 的最小值mg5.物体沿倾角为 α 的斜面匀速下滑时,μ= tan α6.“二力杆”(轻质硬杆)平衡时二力必沿杆方向。
7.绳上的张力一定沿着绳子指向绳子收缩的方向。
8.支持力(压力)一定垂直支持面指向被支持(被压)的物体,压力N 不一定等于重力 G 。
9.已知合力不变,其中一分力F 1 大小不变,分析其大小,以及另一分力F 2。
用“三角形”或“平行四边形”法则 F 1二、运动学F 21.初速度为零的匀加速直线运动(或末速度为零的匀减速直线运动)F2: 22:32时间等分( T ): ① 1T 内、 2T 内、 3T 内 ····位移比: S 1: S 2: S 3=1② 1T 末、 2T 末、 3T 末 ····速度比: V 1: V 2: V 3=1:2: 3③ 第一个 T 内、第二个 T 内、第三个 T 内 ··的位移之比:S : S :S =1: 3: 5ⅠⅡⅢ④ 2 S n -S n-k = k aT 2 22S=aT a= S/T a =( S n -S n-k ) /k T位移等分( S 0): ① 1S 0 处、 2 S 0 处、 3 S 0 处 ···速度比: V 1 :V 2: V 3: ··V n = 1 :2 :3 : : n ② 经过 1S 0 时、 2 S 0 时、 3 S 0 时···时间比:1 :2 :3 :: n )③ 经过第一个 1S 0、第二个 2 S 0、第三个 3 S 0 ·时间比: t : t : : t 1 : ( 2 1) : ( 3vv 0 v tS 1 S 2vt / 22T 2.匀变速直线运动中的平均速度2v 0v t 3.匀变速直线运动中的中间时刻的速度v v t / 22v 02v t 2vt / 22中间位置的速度4.变速直线运动中的平均速度v 1 v 2前一半时间 v 1,后一半时间 v 2。
高考物理热学知识点
高考物理热学知识点热学1.分子动理论、内能2.分子的两种建模方法注意:(1)对于固体、液体,分析分子的直径时,可建立球体模型,分子直径d=.此模型无法计算气体分子直径,对于气体,分析分子间的平均距离时,可建立立方体模型,相邻分子间的平均距离为d=.(2)布朗运动是由成千上万个分子组成的“分子集团”即固体颗粒的运动,间接反映液体(气体)分子的运动。
(3)分子力和分子势能的区别与联系2.固体和液体(1)晶体和非晶体(2)液晶的性质液晶是一种特殊的物质,既可以流动,又可以表现出单晶体的分子排列特点,在光学、电学物理性质上表现出各向异性。
通常在一定温度范围内才显现液晶相的物质。
(3)液体的表面张力使液体表面有收缩到球形的趋势,表面张力的方向跟液面相切。
(4)饱和汽压的特点液体的饱和汽压p s与温度有关,温度越高,饱和汽压越大,且饱和汽压与饱和汽的体积无关。
(5)湿度①绝对湿度空气的湿度可以用空气中所含水蒸气的压强p来表示,这样表示的湿度叫做空气的绝对湿度.②相对湿度相对湿度定义B=×100%,式中p为空气中所含水蒸气的实际压强,p s为同一温度下水的饱和汽压,p s在不同温度下的值是不同的,温度越高,p s越大;③湿度计空气的相对湿度常用湿度计来测量.相对湿度越小,湿泡温度计上的水蒸发越快,干泡温度计与湿泡温度计所示的温度差越大.3.气体分子运动特点和气体压强(1)气体分子之间的距离大约是分子直径的10倍,气体分子之间的作用力十分微弱,可以忽略不计.(2)气体分子的速率分布规律表现为“中间多,两头少”.(3)温度一定时,某种气体分子的速率分布是确定的,速率的平均值也是确定的,温度升高,气体分子的平均速率增大.(4)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的,影响气体压强大小的因素(1)宏观上:决定于气体的温度和体积。
(2)微观上:决定于分子的平均动能和分子的密集程度。
4.气体实验定律定律名称比较项目玻意耳定律(等温变化)查理定律(等容变化)盖—吕萨克定律(等压变化)数学表达式p1V1=p2V2或pV=C(常数)=或=C(常数)=或=C(常数)同一气体的两条图线5.平衡状态下气体压强的求法(1)液片法:选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象,分析液片两侧受力情况,建立平衡方程,消去面积,得到液片两侧压强相等方程,求得气体的压强.(2)力平衡法:选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析,得到液柱(或活塞)的受力平衡方程,求得气体的压强.(3)等压面法:在连通器中,同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等.液体内深h处的总压强p=p0+ρgh,p0为液面上方的压强.6.混合气体状态方程将两种不同状态的气体混合在一起,对每一种气体,有,两式左右相加,得对混合后的理想气体,有联立可得:此即混合气体的状态方程,可以推广到多种混合气体的情况。
高中物理重要二级结论(全)汇总(最新整理)
向左传:△t = (K+3/4)T K=0、1、2、3…) S = Kλ+(λ-△X) (K=0、1、2、3…) 六、热和功 分子运动论∶ 1.求气体压强的途径∶①固体封闭∶《活塞》或《缸体》《整体》列力平衡方程 ;
②液体封闭:《某液面》列压强平衡方程 ; ③系统运动:《液柱》《活塞》《整体》列牛顿第二定律方程。
1.平衡位置:振动物体静止时,∑F 外=0 ;振动过程中沿振动方向∑F=0。 2.由波的图象讨论波的传播距离、时间和波速:注意“双向”和“多解”。
3.振动图上,振动质点的运动方向:看下一时刻,“上坡上”,“下坡下”。
4.振动图上,介质质点的运动方向:看前一质点,“在上则上”,“在下则下”。
5.波由一种介质进入另一种介质时,频率不变,波长和波速改变(由介质决定)
vo g
2H g
同一位置 v 上=v 下 7.绳端物体速度分解
v v
点光源
2θ
平面镜 ω θ
8.“刹车陷阱”,应先求滑行至速度为零即停止的时间 t0 ,确定了滑行时间 t 大于 t0 时,用
vt2 2as
或
S=vot/2,求滑行距离;若
t
小于
t0
时
s
v0t
1 2
at
2
9.匀加速直线运动位移公式:S = A t + B t2 式中 a=2B(m/s2) V0=A(m/s)
F2 F
④ΔS=aT2
Sn-Sn-k= k aT2 a=ΔS/T2 a =( Sn-Sn-k)/k T2
位移等分(S0): ① 1S0 处、2 S0 处、3 S0 处···速度比:V1:V2:V3:···Vn=
1: 2 : 3 :: n
高中物理公式(冲量与动量、功和能、分子动理论、能量守恒定律)
高中物理公式(冲量与动量、功和能、分子动理论、能量守恒定律)六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化)1.动量:p=mv {p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}3.冲量:I=Ft {I:冲量(N•s),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F决定}4.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}5.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’´也可以是m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´6.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即系统的动量和动能均守恒}7.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}8.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后连在一起成一整体}9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:v1´=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2´=2m1v1/(m1+m2)10.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)11.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对 {vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移} 注:(1)正碰又叫对心碰撞,速度方向在它们“中心”的连线上;(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算;(3)系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力,则系统动量守恒(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等);(4)碰撞过程(时间极短,发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒;(5)爆炸过程视为动量守恒,这时化学能转化为动能,动能增加;(6)其它相关内容:反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行〔见第一册P128〕。
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2002年高考题(综合卷)26. 一个带活塞的气 缸内盛有一定量的气体,若此气体的温度 随其内能的增大而升高,则
A. 将热量传给气体,其温度必升高。
B. 压缩气体,其温度必升高。
C. 压缩气体,同时气体向外界放热,其温度 必不变。
D.压缩气体,同时将热量传给气体,其温度 必升高。
做功和热传递都可以改变物体的内能
三、能的转化和守恒定律
1 内容:能量既不能凭空产生,也不 能凭空消失,它只能从一种形式转化 为别的形式,或者从一个物体转移到 别的物体。
2 能源的利用过程,实质上是能量的 转化或转移过程。
常规能源:煤、石油、天然气等。
新 能 源:核能、太阳能、地热能、 海洋能等
习题:
答案:B
3、两个分子间的距离由 r r0开始向外运动 直至相距无限远处的过程中,分子力大小 的变化情况是:先变 小 ,后变 大 , 再变 小 ; 做功的情况是先做 正 功, 后做 负 功。当 r =r0时,分子力 是 零 ,分子势能 最小 。
4、对物体做功,使其内能增加是 其它形式的 能量 转化成内能的过程;对物体热传递,本质 是一个物体的内能 转移给另一物体的过程
分子动理论 热和功
分子动理论、热和功、气体 1. 热力学第一定律 2. 热力学第二定律
3. 永动机不可能 4. 绝对零度不可达到 5. 气体的体积、压强、温度间的关系。 气体分子运动的特点、气体压强的微观 意义。
一、分子运动论
内容:1.物质是由大量的分子组成的,
2.分子在作永不停息无规则的热 运动
3.分子之间存在相互作用的引力 和斥力。
1、物体是由大量的分子组成的
a、分子是具有各种化学性质的最小粒子
b、分子大小: 分子直径数量级 10-10米
分子质量:一般为10--26 千克 测定方法:单分子油膜 、离子显微镜观测法 c、 阿佛加德罗常数 :N=6.021023个/摩
一摩尔任何气体在标准状况下 体积为22.4升 d、 摩尔质量M,分子质量m, 则 M=mN
W + Q = —— 热力学第一定律
符号法则:
1. 外界对物体做功: W>0 2. 物体从外界吸收的热量Q>0 反之:
3.物体对外界做功: W<0 4. 物体向外界放出的热量 :Q<0
练习: 1.一定量的气体从外界吸收了2.6105
焦耳的热量,内能增加了4.2 105焦 耳。气体对外界做了功,还是外界 对气体做了功?做了多少焦耳的功?
2、分子热运动
布朗运动:悬浮在液体(或气体) 中的小颗粒的无规则运动。
说明:a、是固体颗粒的运动, 反映分子的无规则的运动。
b、颗粒越小布朗运动越显著 c、温度越高布朗运动越显著 原因:各个方向液体分子对粒子
冲力不平衡引起的。
3、分子间的相互作用力
a、分子间同时存在引力和斥力,
分子力是它们的合力。 F
5、历史上第一个用实验测出热功当量的科学 家是 焦耳 ,通过实验间接证实分子做无 规则运动的科学家是 布朗 。
分子动理论、热和功、气体 1. 热力学第一定律 2. 热力学第二定律
3. 永动机不可能 4. 绝对零度不可达到 5. 气体的体积、压强、温度间的关系。 气体分子运动的特点、气体压强的微观 意义。
答案:D
2. 热力学第二定律
不可能使热量由低温物体传递到高温 物体而不引起其他变化。
或者; 不可能从单一热源吸收热量并 把它全部用来做功,而不引起其他变 化。
意义:揭示了涉及热现象的宏观过程都具 有方向性。
3. 永动机不可能: 第一类永动机------违反了能量守恒定律
第二类永动机------不违反了能量守恒定律, 但违反了热力学第二定律。
1、关于布朗运动,下面说法正确的是: A、布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒
的运动 B、布朗运动就是分子的运动 C、布朗运动是分子运动的反映 D、布朗运动又叫做热运动
答案:A、C
2、分子间的引力和斥力随分子间距离增大 而变化的情况是: A、引力、斥力都增大 B、引力、斥力都减小 C、引力增大,斥力减小 D、引力减小,斥力增大
绝对零度不可达到:
绝对零度是指摄氏 –273度,此时分子的动 能为零。
绝对零度为低温的极限,温度只能无限的 趋近于它,无法达到此温度。
1、气体的状态参量
(1)体积(V) 1升(L)=10-3米3
(2)压强(P) 1帕(Pa) =1牛/米2 1标准大气压(atm)=760毫米汞柱(mmHg) =1.013×105帕(Pa)
(3)温度(T) 摄氏温度(t)—常用 T(K)=t(0C)+273.15 绝对温度(T)—国际 ΔT= Δt
P.V.T关系: 理想气体状态方程
(1)理想气体——理想模型
(2)理想气体状态方程
P1V1 P2V2 或 PV 恒量
T1
T2
T
气体分子运动的特点
热力学第一定律
思考:
1.一个物体,如果它跟外界不发生热交换,外界 对物体所做的功(W)跟物体内能的增加() 有什么关系?
W = 2.如果外界既没有对物体做功,物体也没有对外 界做功,那么物体吸收的热(Q)跟物体内能的 增加( )有什么关系?
Q=
3.如果物体跟外界同时发生做功和热传递的 过程,那么外界对物体所做的功(W)加 上物体从外界吸收的热量(Q),跟物体 内能的增加( )有什么关系?
F
f斥 0 r0 f引
EP
.r0
r0
r
b、分子势能和分子间的距离有关系。
rr0时,r增大Ep也随之增大; rr0时,r减小Ep也随之增大。
2、物体的内能
(1)分子动能———与温度有关 温度是分子平均动能的标志
(2)分子势能———与体积有关
(3)物体的内能 所有的分子动能和分子势能的总和
决定物体内能的是:温度、体积、分子 总数
分子力是短程力.
f斥
b、分r=子r0力时随,距F引离=变F斥化, 关分系子力0为r0零f引;
பைடு நூலகம்
r
rr0时,F引 F斥, 分子力表现为斥力
rr0时,F引 F斥, 分子力表现为引力
引力和斥力都随分子间距离的增大
而减小;但斥力比引力减小得更快。
二、内能
1定义:物体里所有分子的动能和势 能的总和。
a、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。