热学一、重点概念和规律 1分子运动论的三条基本理论 ⑴物体由大量分子构成油膜法估算分子直径：SV D =阿伏加德罗常熟估算分子直径： 固、液分子体积：3366AA N MD D N M v πρπρ=→== D ：m 1010- 气体分子间距：33AA N M D D N M v ρρ=→== D ：m 910- 分子质量：AN Mm =kg 27261010---- ⑵分子在永不停息地做无规则运动---热运动扩散现象：由于分子的无规则运动，相互接触的物体的分子彼此进入对方的现象。
温度越高，扩散越快。
气体扩散速度＞液体扩散速度＞固体扩散速度。
布朗运动：悬浮在液体中的微小固体颗粒的永不停息的无规则运动。
原因：液体分子无规则运动，对微小固体颗粒的碰撞不平衡。
决定布朗运动剧烈程度的因素：a ：颗粒越小越剧烈，b ：温度越高越剧烈。
⑶分子间存在着相互作用力①分子间同时存在引力和斥力，都随分子间距离的增大而减小，但斥机械能及其转化 定义：机械能是指动能和势能的总和。
转化：动能和势能之间相互转化。
机械能守恒：无阻力，动能和势能之间总量不变。
力减小得快。
分子力F 是它们的合力。
当r ＜0r 时 F 表现为斥力 当r ＝0r 时 F=0当100r ＞r ＞0r 时 F 表现为引力 当r ＞100r 时 F=0 2 物体的内能⑴分子热运动的动能：分子由于做无规则运动而具有的动能。
分子热运动的平均动能：nE E kik ∑=-，所有分子热运动的动能的总和比分子总数。
温度是分子热运动的平均动能的标志。
⑵分子势能：分子间存在相互作用，由分子间距离决定的能量。
分子力做功和分子势能的关系：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。
分子势能与分子间距离r 的关系： 当r ＞100r 时，p E =0；当100r ＞r ＞0r 时，r 减小p E当r ＝0r 时，p E 最小； 当r ＜0r 时，r 减小p E 增大。
∑+=-pi k E E n U3气体分子运动特点及内能rE①气体分子间距离r ＞100r ，引力和斥力都为0，F=0；②分子按速率分布的情况：中间大，两头小。
速率接近平均速率的分子最多。
p E =0；k E n U -=。
所以一定质量气体的内能只与温度有关。
4 固、液体特点 ⑴固体特点①固体分子间距离r ＝0r ，分子只能在平衡位置做无规则振动。
所以有固定的体积和形状。
②晶体和非晶体单晶体多晶体外形规则熔点不确定物理性质各向异性典型物质玻璃，蜂蜡晶体和非晶体在一定条件下可以转化形成与转化石英，云母，食盐晶体非晶体不规则确定各向同性有规则，但构成多晶体的小晶体排列无规则分子排列无规则同一物质可以有不同的晶体形态同一物质可以有晶体和非晶体形态⑵液体特点液体分子间距离r ＝0r ，分子在平衡位置做无规则振动，但没有固定的平衡位置，所以液体有固定的体积，没有固定的形状。
②液体表面张力：A ：液体表面分子间距离r ＞0r ，所以液体表面各部分相互吸引；B ：方向跟液面相切，跟液面分界线垂直；C ：大小：温度越高越小，密度越大张力越大，有杂质时张力变小。
浸润和不浸润：浸润：附着层分子间距离r ＜0r ，分子间作用力表现为斥力，附着层有扩展的趋势。
不浸润：附着层分子间距离r ＞0r ，分子间作用力表现为引力，附着层有收缩的趋势。
⑶液晶①液晶分子排列有序而显示各向异性，可以自由移动而保持液体的流动性；②液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生变化。
⑷饱和汽，湿度饱和汽：液体蒸发一段时间后，在相同时间 内回到液体中的分子数等于从液面飞出的分子数， 液体与气体之间达到了动态平衡，这种与液体处 于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽。
饱和汽的压强叫 做饱和汽压。
饱和汽压只与温度有关。
②空气的湿度绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强1P 。
相对湿度：=21p p（2P 同温度下水蒸气的饱和汽压）。
5 物态变化中的能量交换熔化吸热汽化吸热固体液体气体。
凝固放热液化放热 6热力学定律 ⑴热力学第零定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡。
⑵热力学第一定律：做功和热传递是改变内能的两种方式； 做功：内能其它形式的能；热传递：内能从一个物体转移到另一物体（传导,对流，辐射）。
热力学第一定律：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功的和。
W Q U +=∆V P W ∆=V ∆气体体积的改变量绝对值U ∆＞0 内能增加 T ↑U ∆＞0Ⅰ：理想气体U ∆＜0 内能减小T ↓U ∆＜0W ＞0 外界对物体做功V ↓W ＞0Ⅱ：理想气体W ＜0 物体对外界做功V ↑W ＜0Q ＞0 吸热Ⅲ：理想气体：先确定W U ,∆的正负；再确定Q 的正负。
Q ＜0 放热⑶热力学第二定律：① 热传递的方向：热量能自发地从高温物体传到低温物体，而不能自发地从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。
② 内能转化的方向：不能从单一热源吸收热量全部用来做功而不引起其它变化（热机的效率不能达到100﹪或第二类永动机不可能制成）。
③ 事物发展的方向：物体的自由发展都向无序性增加的方向发展（熵增加原理）。
⑷热力学第三定律：不能用有限的次数把物体降温到绝对零度。
7 气体的三个实验定律及状态方程 （1）基本规律①玻意耳定律（等温变化）：一定质量的理想气体，在温度不变时，压强与体积成反比。
2211V P V P =②查理定律（等容变化）：一定质量的理想气体，在体积不变时，压强与热力学温度成正比。
2211T P T P =③盖——吕萨克定律（等压变化）：一定质量的理想气体，在压强不变时，体积与热力学温度成正比。
2211T V T V = ④状态方程：222111T V P T V P =（2）解题思路①状态分析：分析是何种变化过程Ⅰ：一般导热容器封闭的气体缓慢压缩和膨长，在环境温度不变时为等温变化；Ⅱ：对封闭气体的活塞或液柱受力分析，求压强的变化情况。
②确定初末状态，排列出状态参量；建立对应的方程；解答。
三、典型例题1、关于热力学定律，下列说法正确的是() A ．气体吸热后温度一定升高 B ．对气体做功可以改变其内能 C ．理想气体等压膨胀过程一定放热D ．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E ．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡 2、以下说法正确的是（）A ．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点B ．外界对物体做功，物体内能一定增加C．布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动，它说明液体分子永不停息地做无规则热运动D．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小E．知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积，可计算出阿伏加德罗常数3、对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是()A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变E．若气体体积减小，温度升高，单位时间内分子对器壁的撞击次数增多，平均撞击力增大，因此压强增大4、氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。
下列说法正确的是()A．图中两条曲线下面积相等B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大5、下列说法正确的是()A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故E．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果6、如图10，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab 到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是（）A．在过程ab中气体的内能增加B．在过程ca中外界对气体做功C．在过程ab中气体对外界做功D．在过程bc中气体从外界吸收热量E．在过程ca中气体从外界吸收热量7、如图1，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p －V图中从a到b的直线所示．在此过程中（）A．气体温度一直降低B．气体内能一直增加C．气体一直对外做功D．气体一直从外界吸热E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功8、如图所示，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V.已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为p0.现假设活塞B发生缓慢漏气，致使B 最终与容器底面接触．求活塞A移动的距离．9、如图2所示，在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气．当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1＝18.0cm和l2＝12.0cm，左边气体的压强为12.0cmHg.现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边．求U形管平放时两边空气柱的长度．在整个过程中，气体温度不变．图210、如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体．已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。
开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0.现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处．求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功．重力加速度大小为g.11、氧气瓶的容积是40L，其中氧气的压强是130atm，规定瓶内氧气压强降到10atm时就要重新充氧，有一个车间，每天需要用1atm 的氧气400L，这瓶氧气能用几天？假定温度不变．12、使一定质量的理想气体的状态按图中箭头所示的顺序变化，图线BC是一段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。
(1)已知气体在状态A的温度TA＝300K，问气体在状态B、C 和D的温度各是多大?(2)将上述气体变化过程在V－T中表示出来(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化方向)。
13、如图所示，横截面积均为S的两容器的下端由可忽略容积的细管连通。