物理选修3 3知识点复习ppt课件.ppt

,固体、液体,小球模型,气体,立方体模型,应用：,已知物质的摩尔质量Mmol，摩尔体积：Vmol，物体的密度，阿伏加德罗常数NA。则：1.分子的质量：,2.分子的体积:,3.单位质量中所含的分子数：,4.单位体积中所含的分子数：,5.固体、液体直径：,6.气体分子间的平均距离：,（V0 为气体分子所占据空间的体积）,7.物质的密度：,在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，有下列操作步骤。A用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，记下滴入1mL 的油酸酒精溶液的滴数N；B将痱子粉末均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面足够大，且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；,C计算每滴油酸的体积D将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长1cm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数m（超过半格算一格，小于半格不算）E用上述测量的物理量可以估算出单个油酸分子的直径,不同物质相互接触，能够彼此进入对方。这样的现象叫做扩散。,扩散现象：,悬浮在液体中的微粒做永不停息的无规则运动叫做布朗运动。,布朗运动,考点66 分子热运动 布朗运动要求：1）扩散现象：不同物质彼此进入对方（分子热运动）。温度越高，扩散越快。应用举例：向半导体材料掺入其它元素扩散现象直接说明：组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈；间 接 说 明：分子间有间隙,2）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动因微粒很小，所以要用光学显微镜来观察.,布朗运动发生的原因是受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的因而布朗运动说明了分子在永不停息地做无规则运动（1）布朗运动不是固体微粒中分子的无规则运动（2）布朗运动不是液体分子的运动（3）课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹（4）微粒越小，温度越高，布朗运动越明显,注意：房间里一缕阳光下的灰尘的运动不是布朗运动3）扩散现象是分子运动的直接证明；布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动,分子间的引力和斥力都随分子的距离r增大而减小，但斥力减小的更快,r,分子间作用力和距离的关系：,（1）当r=r0时，F引F斥，F分0，处于平衡状态,（2）当rr0时，F斥F引，分子力表现为斥力,(3)当rr0时，F斥F引，分子力表现为引力,（5）当r10r0时，分子力等于0，分子力是短程力。,(4)当rr0时，分子力随距离增大而减小；当rr0 时，分子力随距离先增大后减小,分子间距离从无限远逐渐减少至r0的过程，分子力做正功，分子势能不断减小。,分子间距离从r0继续减小，克服斥力做功，使分子势能不断增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。,取分子间距离无限远时分子势能为零,当r=r0 时，分子势能最小。,4）注意：分子间的相互作用力是由于分子中带电粒子的相互作用引起的。,5）注意：压缩气体也需要力，不说明分子间存在斥力作用，压缩气体需要的力是用来反抗大量气体分子频繁撞击容器壁（活塞）时对容器壁（活塞）产生的压力。,平衡态:对于一个系统，没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量会达到稳定的状态。,热平衡,：两个系统接触，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别变最后，两个系统的状态参量不再变化，此时我们说两个系统达到了热平衡,若两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。,热平衡定律(热力学第零定律),开氏温度T与摄氏温度t的关系是：,T=t+273.15 K,T=t,温度和温标1）温度：反映物体冷热程度的物理量（是一个宏观统计概念），是物体分子平均动能大小的标志。任何同温度的物体，其分子平均动能相同。（1）只有大量分子组成的物体才谈得上温度，不能说某几个氧分子的温度是多少多少。因为这几个分子运动是无规则的，某时刻它们的平均动能可能较大，另一时刻它们的平均动能也可能较小，无稳定的“冷热程度”。,2）1的氧气和1的氢气分子平均动能相同，1的氧气分子平均速率小于1的氢气分子平均速率,3）热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系为：Tt+273.15（K）说明：两种温度数值不同，但改变1 K和1的温度差相同K是低温的极限，只能无限接近，但不可能达到。,3）分子动理论是热现象微观理论的基础热学包括：研究宏观热现象的热力学、研究微观理论的统计物理学统计规律：单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的；大量分子的集体行为受到统计规律的支配,气体温度的微观意义,1.氧气分子的速率分布图象特点：“中间多、两头少”温度升高时，速率大的分子数增加速率小的分子数减少,2.微观意义：温度是分子平均动能的标志,a为比例常数,分子势能:由分子和分子间相对位置所决定的能.,分子力做功跟分子势能变化的关系：分子力做正功时，分子势能减少，分子力做负功时（克服分子力做功），分子势能增加,物体的内能：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,决定物体内能的因素 从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定,从宏观上看：物体内能的大小由物体的物质的量、温度和体积三个因素决定,内能1）内能是物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，是状态量改变内能的方法有做功和热传递，它们是等效的三者的关系可由热力学第一定律得到 UW+Q2）决定分子势能的因素从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。,3）固体、液体的内能与物体所含物质的多少（分子数）、物体的温度（平均动能）和物体的体积（分子势能）都有关气体：一般情况下，气体分子间距离较大，不考虑气体分子势能的变化（即不考虑分子间的相互作用力）4）一个具有机械能的物体，同时也具有内能；一个具有内能的物体不一定具有机械能。它们之间可以转化,5）理想气体的内能：理想气体是一种理想化模型，理想气体分子间距很大，不存在分子势能，所以理想气体的内能只与温度有关。温度越高，内能越大。（1）理想气体与外界做功与否，看体积，体积增大，对外做了功（外界是真空则气体对外不做功），体积减小，则外界对气体做了功。（2）理想气体内能变化情况看温度。（3）理想气体吸不吸热，则由做功情况和内能变化情况共同判断。（即从热力学第一定律判断）,内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下,压强P跟体积V成反比.即,说明（1）成立条件：气体质量一定，温度不变,（2）常量C与气体的种类、质量、温度有关。,玻意耳定律,PV=CC是一个常量。或,p1V1=p2V2,气体的等温线,查理定律,（1）内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强P与热力学温度T成正比。,(2)表达式：,气体的质量不变；气体的体积不变。,(3)适用条件：,一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成正比。,盖吕萨克定律,(1)内容：,(2)表达式：,气体的质量不变；气体的压强不变。,(3)适用条件：,V1,V2,气体体积越大，等容线斜率越小,理想气体,1.定义：在任何温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律的气体。,2.特点：,（1）微观：分子大小忽略不计；分子力忽略不计。,（3）在温度不太低（不低于零下几十摄氏度）、压强不太高（不超过大气压的几倍）时，可以把实际气体当成理想气体来处理。,（4）理想气体忽略分子势能，只有分子动能。,（2）理想气体是不存在的，是一种理想化模型。,理想气体的状态方程,1内容：,一定质量的某种理想气体，在从一个状态变化到另一个状态时，压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。,2.表达式：,式中C为比例常数，与气体的种类、质量有关。,3.适用条件：一定质量的理想气体,或,(2)确定气体在始末状态的参量 p1、V1、T1及 p2、V2、T2；,(1)明确研究对象，即一定质量的理想气体；,(3)由状态方程列式求解；,(4)讨论结果的合理性。,应用状态方程解题的一般步骤,1.气体压强的概念：就是气体对于容器器壁的压强 2.气体压强的产生原因（微观解释）：大量分子频繁地碰撞器壁，对器壁产生持续、均匀的压力，产生压强 3.气体压强的微观意义：大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,分子密集程度,分子的平均动能,宏观角度,体积,温度,微观角度,影响气体压强的两个因素:,晶体与非晶体的比较,1）只能用单晶体制作晶体管和集成电路2）具体到某种晶体，它可能只是某种物理性质各向异性较明显。例：云母片就是导热性明显，方解石则是透光性上明显，方铅矿则在导电性上明显。但笼统提晶体就说各种物理性质是各向异性。3）同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形式出现，物质是晶体还是非晶体不是绝对的，在一定条件下可以相互转化。4）通过X射线在晶体上的衍射实验，发现各种晶体内部的微粒按各自的规则排列，具有空间上的周期性。有的物质组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，因此在不同条件下可以生成不同的晶体。例如：碳原子由于排列不同可以生成石墨或金刚石。,5）晶体达到熔点后由固态向液态转化，分子间距离要加大。此时晶体要从外界吸收热量来破坏晶体的点阵结构，所以吸热只是为了克服分子间的引力做功，只增加了分子的势能。,1）液晶具有流动性、光学性质各向异性2）不是所有物质都具有液晶态，通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态。天然存在的液晶不多，多数液晶为人工合成3）向液晶参入少量多色性染料，染料分子会和液晶分子结合而定向排列，从而表现出光学各向异性。当液晶中电场强度不同时，它对不同颜色的光的吸收强度也不一样，这样就能显示各种颜色4）在多种人体结构中都发现了液晶结构,1.液体表面各部分间的相互吸引力就叫做表面张力。2.表面张力的方向：,垂直于所画的分界线，与液面相切。,液体的表面张力,3.表面张力的效果,表面张力会使液面收缩至表面积最小。（球、圆状）,1.浸润：某种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫浸润。如：水浸润玻璃。,浸润和不浸润,2.不浸润：某种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫做不浸润。如：水银不浸润玻璃。,1.毛细现象：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，叫做毛细现象。,浸润液体在毛细管里上升后，形成凹液面,不浸润液体在毛细管里下降后形成凸液面,毛细现象,液晶,1.像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性的一些化合物取名为液晶。,2.液晶分子的微观结构,电子显微镜下的液晶分子形态,从某个方向分子排列整齐有规则，从另一方向分子排列杂乱无章,饱和汽和饱和汽压,1、饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸气叫做饱和汽。,2、未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸气。,3、饱和汽压：在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫做这种液体的饱和汽压。,动态平衡：在密闭容器中，当气态水分子的密度达到一定程度时，在相同时间内回到水中的分子等于从水面飞出去的分子，这时，水蒸汽的密度不再增大，液体水不再减小，蒸发停止。即处于动态平衡。,液体的饱和汽压只指这种气体（蒸汽）的分气压.,饱和汽压跟温度有关。,4.影响饱和汽压的因素：,饱和汽压与蒸气所占的体积无关，也和这种体积中有无其他气体无关。,饱和汽压跟液体的种类有关。,空气的湿度,1、绝对湿度：空气里所含水汽的压强。,2、相对湿度：在某一温度下，水蒸汽的压强与同温度下饱和汽压的比，称为空气的相对湿度。,水蒸气的压强离饱和汽压越远，越有利于水的蒸发，人们感觉干爽.,熔化热：某种晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比，称做这种晶体的熔化热。,汽化热：某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与其质量之比，称做这种物质在这个温度下的汽化热。,水在大气压强为1.01x105Pa下汽化热与温度的关系,汽化热跟温度和压强有关,绝热过程：,U=W,单纯的传热过程：,U=Q,热力学第一定律,1、内容：一个热力学系统内能的增加等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功之和,2、表达式：,UW+Q,定律中各量的正、负号及含义,UW+Q,不需要动力或燃料，却能不断对外做功的机器,第一类永动机,3.能量守恒定律的内容：,能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变.,热力学第二定律：反映宏观自然过程的方向性的定律,克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体.（即不可能将热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化）,开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变成功而，而不产生其他影响。,第二类永动机：能够从单一热源吸收热量，全部用来做功而不引起其他变化的热机。,一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。,热力学第二定律的微观解释:,用熵 S 代替热力学概率后，热力学第二定律可以表述为：在任何自然过程中，一个孤立系统的总不会减小。热力学第二定律的这一表述称为熵增加原理.,4.熵增加原理.,6）热力学第三定律：不可能通过有限的过程把一个物体冷却到绝对零度。热力学第三定律不阻止人们想办法尽可能地接近绝对零度。,