热学中应掌握的几个基本要点

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1、http://www.ehappystudy.com快乐学习，尽在中小学教育网热学中应掌握的几个基本要点陶成龙一.一个基本理论一个理论是指分子动理论，它是从物质微观结构的角度来研究热现象的理论。其基本内容包括以下三点：（1）物体是由大量分子组成的，因为分子很小（分子质量的数量级为、分子直径的数量级为），所以为了表达这里的“大量”，教材引入了阿伏加德罗常数。（2）物体里的分子永不停息地做无规则运动，这种运动跟温度有关，常称做热运动。扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子的热运动。布朗运动产生条件是只要微粒足够小，但温度越高，布

2、朗运动越激烈。（3）分子间存在着相互作用力。分子力有如下几个特点：分子间同时存在引力和斥力；引力和斥力都随着距离的增大而减小；斥力比引力变化得快。二.两个基本模型两个模型是指为估算分子大小或间距而建立以下两种模型：（1）球体模型由于固体和液体分子间距离很小，因此可近似看作分子是紧密排列的球体，若分子直径为d，则其体积为。（2）正方体模型设想固体和液体分子（原子或离子）是紧密排列着的正立方体，那么分子间距离（即分子线度）就是正立方体的边长L，因此一个分子的体积就是。需要注意的是，对气体来说，由于其在一般情况下分子不是紧密排列，

3、所以上述模型无法求分子的直径，但能通过上述模型求一个分子所占的空间或分子间距。例1.用长度能放大600倍的显微镜观察布朗运动。估计放大后的小颗粒（碳粒）体积为，已知碳的密度是，摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，试求估算小碳粒中的分子数和碳分子的直径。解析：设小碳粒的边长为a，放大600倍后，其体积为而实际体积应为所以小碳粒的质量为将碳分子看成一个球体，且各个分子紧挨在一起组成该小碳粒。则该小碳粒中的分子数约为http://www.ehappystudy.com快乐学习，尽在中小学教育网（式中MA碳的摩尔质量）联立以上各式并代入数

4、据可解得个设碳分子的直径为d，则一个碳分子体积为又因为所以可得碳分子的直径约为例2.如图1所示，食盐（NaCl）的晶体是由钠离子（图中○）和氯离子（图中●）组成的，这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上等距离地交叉排列着，已知食盐的摩尔质量是58.5g/mol，食盐的密度是2.2g/cm3，阿伏加德罗常数为。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离的数值最接近于下面哪一个（）图1A.B.C.D.解析：食盐晶体的摩尔体积为钠离子和氯离子在空间中三个互相垂直的方向上，等距离地交叉排列着，因此两个最近的钠离子间的距离为由以上两

5、式并代入数据可得http://www.ehappystudy.com快乐学习，尽在中小学教育网故选择C正确。三.三个基本定律热力学第一定律：外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加，即。在这个表达式中，当外界对物体做功时W取正，物体克服外力做功时W取负；当物体从外界吸热时Q取正，物体向外界放热时Q取负；为正表示物体内能增加，为负表示物体内能减小。热力学第二定律的三种表述：①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（按热传导的方向性表述）；②不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不

6、引起其他变化（按机械能和内能转化过程的方向性表述）；③第二类永动机是不可能制成的。热力学第二定律揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，使人们认识到自然界各种进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。能量的转化和守恒定律是自然界最基本的定律之一，在不同形式的能量发生相互转化的问题中，常需用它来分析各能量间的关系。例3.如图2所示，活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气。以、分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中（）图2A.不变，减小B.增大，不变C.增大，减小D.不变，不变

7、解析：对甲气室中的气体而言，在拉杆缓慢向外拉的过程中，外界对其做功（即W为正值），且系统是绝热的（Q为0），所以由热力学第一定律可知，所以甲气室中的气体内能增大；对乙气室中的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，其对外（活塞）做功（即W为负值），可知其内能减小。所以选项C正确。四.四个基本关系（1）明确布朗运动与分子运动的关系http://www.ehappystudy.com快乐学习，尽在中小学教育网布朗运动是在显微镜下观察到的是固体微粒（不是液体，不是固体分子）的无规则运动，但它反映的是液体分子运动的无规则性；布朗运动是大量液

8、体分子对固体微粒撞击的集体行为的结果，个别分子对固体微粒的碰撞不会产生布朗运动；固体微粒微小，液体分子对它各部分碰撞的不均匀性越明显，液体温度越高，固体微粒周围的液体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不均匀性越明显，所以布朗运动越激烈。（2）明确温度与分子动能的关系由分子做无规则运动而具有的能