高考物理热学知识点分析
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一、分子动理论
(1)物质是由大量分子组成的。
(2)分子永不停息做无规则运动。
布朗运动的成因是理解布朗运动和分子热运动区别的切入点,处于液体中的微小颗粒(比如花粉颗粒)之所以会做无规则运动,是因周围液体分子对的不平衡的撞击所导致的,因此,布朗运动并不是分子运动。布朗运动间接地证明了液体分处于无规则的运动之中。布朗运动的激烈程度与温度有关间接证明了液体分子的无规则运动与温度有关,所以分子的无规则运动也被称为热运动。
分子间同时存在着相互作用的引力和斥力。分子力是引力和斥力的合力。斥力和引力都随分子间距离的增大而减小,都随分子间距离的减小而增大,但斥力比引力变化得快。当引力和
斥力相等时,分子处于平衡位置,只有斥力比引力变化得快,才会出现物体被压缩时分子力表现为斥力、物体被拉伸时分子力表现为引力。通常以固体、液体难以被压缩,固体以被拉伸为例,说明分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力。
主要表现:(r0表示为分子引力和斥力平衡的临界点)
(1)r
(2)r=r0,f引=f斥,分子力=0,分子势能=Emin(最小值)
(3)r>r0,f引>f斥,分子力表现为引力
(4)r>10r0,f引=f斥≈0,分子力≈0,分子势能≈0
备注:
(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈;
理想气体的状态方程成立条件均为一定质量的理想气体,使用公式时要注意温度的单位:T为热力学温度(K),而不是t,t为摄氏温度(℃)。
分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;
(5)气体膨胀,外界对气体做功W<0;温度升高,内能增大ΔU>0;吸收热量,Q>0
(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零,理想气体的内能与体积无关,与温度和物质的量有关
例题
1(2011).如图3所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱落,主要原因是()
A.铅分子做无规则热运动 B.铅柱受到大气压力作用
C.铅柱间存在万有引力作用 D.铅柱间存在分子引力作用
2(2012)、清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成水珠,这一物理过程中,水分子间的
A引力消失,斥力增大B斥力消失,引力增大
C引力、斥力都减小D引力、斥力都增大
二、内能及热力学第一定律
1.物体的内能是指物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和。
内能与什么有关(1)物体的内能微观上由分子动能、分子势能、分子个数共同决定,宏观上由温度、体积和物质的量(摩尔数)共同决定。内能是微观分子的运动和相互作用的结果,与微观热运动相对应;而机械能是宏观物体的运动和相互作用的结果,与宏观机械运动相对应。
(2)改变物体内能的两种方式,
①做功:当做功使物体的内能发生改变的时候,外界对物体做了多少功,物体内能就增加多少;物体对外界做了多少功,物体内能就减少多少。
②热传递:当热传递使物体的内能发生改变的时候,物体吸收了多少热量,物体内能就增加多少;物体放出了多少热量,物体内能就减少多少。两者在改变内能的效果上是等效的,
但两者的本质区别:做功是其他形式的能和内能的相互转化,能量形式发生变化;热传递是内能的转移,能量形式并没有改变。
(3)理想气体的内能理想气体是一种理想物理模型,除了碰撞外,不计分子间的相互作用力,即没有分子势能。理想气体的内能就是所有分子动能的总和,是由分子数和温度决定的,与气体体积无关。
2.热力学第一定律
(1)内容:一个物体的内能增量ΔU等于外界向它传递的热量Q与外界对它所做的功W之和
(2)公式:ΔU=W+Q
(3)公式ΔU=Q+W
物理量 功(W) 热量(Q) 内能的改变量(ΔU) 取正值“+” 外界对物体做功 物体对外界吸收热量 物体的内能增加 取负值“-” 物体对外界做功 物体对外界放出热量 物体的内能减少

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