(1)分子的大小
分子直径的数量级为10-10m
分子质量的数量级是10-26kg
可用油膜法估测分子直径:d=(d为分子直径,V为油滴体积,S为油膜面积)。
(2)阿伏加德罗常数是宏观量和微观量联系的桥梁
宏观量:摩尔质量、摩尔体积
、密度
、质量
、体积
。
微观量:分子质量、分子体积
。
一个分子的质量:
一个分子的体积:(气体分析间隙很大,
是气体分子所占的平均空间)
分子总数:
(3)分子直径的估算方法
固体(液体):球体模型
直径:,
气体:立方体模型
直径:,
(分子间的平均距离)
2.分子热运动
(1)扩散现象:相互接触的不同物质能够彼此进入对方的现象。温度越高,扩散越快。
(2)布朗运动
①布朗运动是指悬浮小颗粒的运动,是液体分子撞击不平衡的结果,不是分子的运动,它间接反映了液体分子在做无规则运动。
②布朗运动与颗粒大小、液体温度有关。颗粒越小、液体温度越高,布朗运动越明显。
3.分子力和分子势能
(1)分子力特点:分子间同时存在引力和斥力;引力和斥力都随分子间距离的增大而减小;斥力比引力变化快。分子力随距离的变化关系如图甲所示。
(2)分子势能随距离的变化关系如图乙所示。
(3)当r=r0时,分子间引力和斥力大小相等方向相反,分子力为零,分子势能最小;r>10r0以后,分子力忽略不计,分子势能为零。
4.物体的内能
(1)温度是分子平均动能的标志,分子的平均动能与物体的机械运动状态无关。
(2)物体内能的微观决定因素是分子势能、分子平均动能和分子总数;宏观决定因素是物体的体积、物体的温度及物质的量。
(3)改变内能的两种方式:做功和热传递。
5.对热力学定律的理解
(1)热力学第一定律
①内容: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的功的和。
②表达式: W+Q=ΔU
③对公式中符号的规定:外界对物体做功,W>0,物体对外界做功,W<0;物体吸收热量,Q>0,物体放出热量,Q<0;内能增量ΔU=U2-U1(末状态内能减去初状态内能),内能增加,ΔU>0,内能减少,则ΔU<0。
④注意几种特殊情况
a.绝热过程:Q=0,W=ΔU。外界对物体做的功等于物体内能的增加量。
b.等容过程:W=0,则Q=ΔU。物体吸收的热量等于物体内能的增加量。
c.若状态变化过程的初末状态温度相同,则内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q。外界对物体做的功等于物体放出的热量,或物体对外界做的功等于物体吸收的热量。
(2)热力学第二定律
①两种表述
表述一(按热传导方向):热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
表述二(按机械能与内能转化的方向):不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。
注意关键词:“自发地”、“不产生其他影响”。
②热力学第二定律的实质
自然界中自发的热现象的宏观过程都具有方向性。如热传递、气体的膨胀、扩散、有摩擦的机械运动等。一切自然过程总沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
6.微观表达式:
(1)压强微观表达式:(
为分子的密度,即单位体积的分子数;
为分子平均动能)。
(2)单位时间气体撞击在容器壁上单位面积的分子数:或
(
为分子的密度,
为
分子运动的平均速率;为分子的质量,
为气体的压强)。
(3)单位时间内作用在单位面积上的冲量就是压强。。
7.气体实验定律
(1)等温变化(玻意耳定律):p1V1=p2V2
(2)等容变化(查理定律):=
(3)等压变化(盖—吕萨克定律):=
8.理想气体状态方程:=
两个推论:
(1)
(2)
9.一定质量理想气体状态变化的图像比较
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