2015-02-15
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【分子热运动、热和功】
一、分子动理论:物体是由大量分子组成的,分子永不停息地作无规则的运动,分子间存在相互作用的引力和斥力。
1、将分子看成球形,用油膜法:D=V/S,分子直径的数量级:10-10m
2、1mol的任何物质中都含有相同的粒子数:阿伏加德罗常数NA=6.02X1023/mol
标准条件下,1mol的任何气体的体积为22.4L
3、温度越高,分子运动越剧烈。
扩散:不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象。
布朗运动:液体中悬浮微粒所作的无规则运动。由于各个方向液体分子对微粒不平衡作用而引起。布朗运动不是液体分子的运动,也不是微粒分子的运动,而是液体分子无规则运动的反映。图中的轨迹不是微粒实际运动的轨迹。温度越高,微粒质量越小,布朗运动越明显。
4、气体的三个状态参量:体积V,压强p,温度T(绝对温度T= t+273.15)。
三者关系:pV/T = 常量
气体分子运动特点:除碰撞外都在做匀速直线运动,任一时刻分子向各个方向运动的机会相等(分子速率分布呈“中间多,两头少”的规律)。
气体压强由大量气体频繁地碰撞器壁而产生。决定气体压强的两个因素:分子平均动能,分子的密集程度。
5、分子引力与斥力的关系:(r0的数量级为10-10m)
二、内能:物体内所有分子动能与分子势能的总和。
1、温度越高,分子平均动能越大,单个分子动能不一定大。
2、物体体积变化时,分子间距变化,分子势能变化。
分子力做正功,分子势能减少;分子力做负功,分子势能增大。
理想气体的内能只取决于气体的温度、物质的量,与气体的体积无关。
3、改变内能的两种方式:做功、热传递。(二者等效)
三、能量守恒定律:
1、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别的形式,或从一个物体转移到别的物体。在转化或转移过程中,总量不变。
功是能转化的量度。
2、热力学第一定律:物体内能的增量ΔU等于外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q。ΔU=W+Q
ΔU:内能增加为“+”,减少为“—”;
W:外界对系统做功(如压缩气体)为“+”,系统对外界做功(如气体膨胀)为“—”;
Q:系统吸收热量为“+”,系统放出热量为“—”。
第一类永动机违反能量守恒律。
3、热力学第二定律:
A、克劳修斯表述:热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。
B、开尔文表述: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它变化。或第二类永动机不可能制成。
第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反热力学第二定律。
能源:提供可利用能量的物质。
热力学第一定律指出热力学过程中的能量的守恒性;热力学第二定律热力学过程中的能量转移、转化的方向性。
4、热力学第三定律:绝对零度不能达到。