高三物理熱學知識點

熱學是研究物質處於熱狀態時的有關性質和規律的物理學分支，它起源於人類對冷熱現象的探索。人類生存在季節交替、氣候變幻的自然界中，冷熱現象是他們最早觀察和認識的自然現象之一。如下是小編在網上找的高三物理熱學知識點分享給大家，歡迎大家參考閲讀。

　　高三物理熱學知識點

一、分子運動論

物質是由大量分子組成的

（1）分子體積

分子體積很小，它的直徑數量級是

（2）分子質量

分子質量很小，一般分子質量的數量級是

（3）阿伏伽德羅常數

1摩的任何物質含有的微粒數相同，這個數的測量值。

設微觀量為：分子體積V0、分子直徑d、分子質量m；宏觀量為：物質體積V、摩爾體積V1、物質質量M、摩爾質量μ、物質密度ρ． 分子質量： 分子體積:分子直徑:

球體模型: NA4?(d)3?V d=323

（對氣體，V0應為氣體分子佔據的空間大小）

6V06V=3 （固體、液體一般用此模型） ?NA?立方體模型:d=3V0 （氣體一般用此模型）（對氣體，d理解為相鄰分子間的平均距離） 分子的數量．n=M?NA=?VMVNA=NA=NA ??V1V1

2. 分子永不停息地做無規則熱運動

（1）分子永不停息做無規則熱運動的實驗事實：擴散現象和布郎運動。

（2）布朗運動

布朗運動是懸浮在液體（或氣體）中的固體微粒的無規則運動。布朗運動不是分子本身的 運動，但它間接地反映了液體（氣體）分子的無規則運動。

（3）實驗中畫出的布朗運動路線的折線，不是微粒運動的真實軌跡。

因為圖中的每一段折線，是每隔30s時間觀察到的微粒位置的連線，就是在這短短的30s內，小顆粒的運動也是極不規則的。

（4）布朗運動產生的原因

大量液體分子（或氣體）永不停息地做無規則運動時，對懸浮在其中的微粒撞擊作用的不平衡性是產生布朗運動的原因。簡言之：液體（或氣體）分子永不停息的無規則運動是產生布朗運動的原因。

（5）影響布朗運動激烈程度的因素

固體微粒越小，温度越高，固體微粒周圍的液體分子運動越不規則，對微粒碰撞的不平衡性越強，布朗運動越激烈。

（6）能在液體（或氣體）中做布朗運動的微粒都是很小的，一般數量級在，這種微粒肉眼是看不到的，必須藉助於顯微鏡。

3.分子間存在着相互作用力

（1）分子間的引力和斥力同時存在，實際表現出來的分子力是分子引力和斥力的合力。 分子間的引力和斥力只與分子間距離(相對位置)有關，與分子的運動狀態無關。

（2）分子間的`引力和斥力都隨分子間的距離r的增大而減小，隨分子間的距離r的減小而增大，但斥力的變化比引力的變化快。

（3）分子力F和距離r的關係如下圖

4.物體的內能

(1)做熱運動的分子具有的動能叫分子動能。温度是物體分子熱運動的平均動能的標誌。

(2)由分子間相對位置決定的勢能叫分子勢能。分子力做正功時分子勢能減小；分子力作負功時分子勢能增大。當r=r0即分子處於平衡位置時分子勢能最小。不論r從r0增大還是減小，分子勢能都將增大。如果以分子間距離為無窮遠時分子勢能為零，則分子勢能隨分子間距離而變的圖象如上圖。

(3)物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內能。物體的內能跟物體的温度和體積及物質的量都有關係，定質量的理想氣體的內能只跟温度有關。

(4)內能與機械能：運動形式不同，內能對應分子的熱運動，機械能對於物體的機械運動。物體的內能和機械能在一定條件下可以相互轉化。

二、固體

1．晶體和非晶體

（1）在外形上，晶體具有確定的幾何形狀，而非晶體則沒有。

（2）在物理性質上，晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的。

（3）晶體具有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點。

（4）晶體和非晶體並不是絕對的，它們在一定條件下可以相互轉化。例如把晶體硫加熱熔化（温度不超過300℃）後再倒進冷水中，會變成柔軟的非晶體硫，再過一段時間又會轉

2．多晶體和單晶體

單個的晶體顆粒是單晶體，由單晶體雜亂無章地組合在一起是多晶體。 多晶體具有各向同性。

3．晶體的各向異性及其微觀解釋

在物理性質上，晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的。通常所説的物理性質包括彈性、硬度、導熱性能、導電性能、光的折射性能等。晶體的各向異性是指晶體在不同方向上物理性質不同，也就是沿不同方向去測試晶體的物理性能時測量結果不同。需要注意的是，晶體具有各向異性，並不是説每一種晶體都能在各物理性質上都表現出各向異性。晶體內部結構的有規則性，在不同方向上物質微粒的排列情況不同導致晶體具有各向異性。

三、液體

液體的微觀結構及物理特性

（1）從宏觀看

因為液體介於氣體和固體之間，所以液體既像固體具有一定的體積，不易壓縮，又像氣體沒有形狀，具有流動性。

（2）從微觀看有如下特點

①液體分子密集在一起，具有體積不易壓縮；

②分子間距接近固體分子，相互作用力很大；

③液體分子在很小的區域內有規則排列，此區域是暫時形成的，邊界和大小隨時改變，並且雜亂無章排列，因而液體表現出各向同性；

④液體分子的熱運動雖然與固體分子類似，但無長期固定的平衡位置，可在液體中移動，因而顯示出流動性，且擴散比固體快。

2．液體的表面張力

如果在液體表面任意畫一條線，線兩側的液體之間的作用力是引力，它的作用是使液體面繃緊，所以叫液體的表面張力。 特別提醒：

①表面張力使液體自動收縮，由於有表面張力的作用，液體表面有收縮到最小的趨勢，表面張力的方向跟液麪相切。

②表面張力的形成原因是表面層（液體跟空氣接觸的一個薄層）中分子間距離大，分子間的相互作用表現為引力。

③表面張力的大小除了跟邊界線長度有關外，還跟液體的種類、温度有關。

四、液晶

1．液晶的物理性質

液晶具有液體的流動性，又具有晶體的光學各向異性。

2．液晶分子的排列特點

液晶分子的位置無序使它像液體，但排列是有序使它像晶體。

3．液晶的光學性質對外界條件的變化反應敏捷 液晶分子的排列是不穩定的，外界條件和微小變動都會引起液晶分子排列的變化，因而改變液晶的某些性質，例如温度、壓力、摩擦、電磁作用、容器表面的差異等，都可以改變液晶的光學性質。

如計算器的顯示屏，外加電壓液晶由透明狀態變為混濁狀態。

五、氣體

1.氣體的狀態參量

（1）温度：温度在宏觀上表示物體的冷熱程度；在微觀上是分子平均動能的標誌。

熱力學温度是國際單位制中的基本量之一，符號T，單位K（開爾文）；攝氏温度是導出單位，符號t，單位℃（攝氏度）。關係是t=T-T0，其中T0=273.15K

兩種温度間的關係可以表示為：T = t+273.15K和ΔT =Δt，要注意兩種單位制下每一度的間隔是相同的。

0K是低温的極限，它表示所有分子都停止了熱運動。可以無限接近，但永遠不能達到。 氣體分子速率分佈曲線

圖像表示：擁有不同速率的氣體分子在總分子數中所佔的百分比。圖像下面積可表示為分子總數。

特點：同一温度下，分子總呈“中間多兩頭少”的分佈特點，即速率處中等的分子所佔比例最大，速率特大特小的分子所佔比例均比較小； 温度越高，速率大的分子增多； 曲線極大值處所對應的速率值向速率增大的方向移動，曲線將拉寬，高度降低，變得平坦。

（2）體積:氣體總是充滿它所在的容器，所以氣體的體積總是等於盛裝氣體的容器的容積。

（3）壓強:氣體的壓強是由於氣體分子頻繁碰撞器壁而產生的。

（4）氣體壓強的微觀意義：氣體壓強的產生：大量做無規則熱運動的分子對器壁頻繁、持續地碰撞產生了氣體的壓強。單個分子碰撞器壁的衝力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對器壁產生持續、均勻的壓力。所以從分子動理論的觀點來看，氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。

（5）決定氣體壓強大小的因素：

①微觀因素：氣體壓強由氣體分子的密集程度和平均動能決定：

A氣體分子的密集程度（即單位體積內氣體分子的數目）大，在單位時間內，與單位面積器壁碰撞的分子數就多；

B氣體的温度高，氣體分子的平均動能變大，每個氣體分子與器壁的碰撞（可視為彈性碰撞）給器壁的衝力就大；從另一方面講，氣體分子的平均速率大，在單位時間裏撞擊器壁的次數就多，累計衝力就大。

②宏觀因素：氣體的體積增大，分子的密集程度變小。在此情況下，如温度不變，氣體壓強減小；如温度降低，氣體壓強進一步減小；如温度升高，則氣體壓強可能不變，可能變化，由氣體的體積變化和温度變化兩個因素哪一個起主導地位來定。

1．氣體實驗定律

（1）等温變化-玻意耳定律

內容：一定質量的某種氣體，在温度不變的情況下，壓強p與體積V成反比。

公式：或 或

（2）等容變化-查理定律

內容：一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學温度T成正比。

公式：或或（常量）

（3）等壓變化-蓋·呂薩克定律

內容：一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學温度T成正比。

公式：或或（常量）

2．對氣體實驗定律的微觀解釋

（1）玻意耳定律的微觀解釋

一定質量的理想氣體，分子的總數是一定的，在温度保持不變時，分子的平均動能保持不變，氣體的體積減小到原來的幾分之一，氣體的密集程度就增大到原來的幾倍，因此壓強就增大到原來的幾倍，反之亦然，所以氣體的壓強與體積成反比。

（2）查理定律的微觀解釋

一定質量的理想氣體，説明氣體總分子數N不變；氣體體積V不變，則單位體積內的分子數不變；當氣體温度升高時，説明分子的平均動能增大，則單位時間內跟器壁單位面積上碰撞的分子數增多，且每次碰撞器壁產生的平均衝力增大，因此氣體壓強p將增大。

（3）蓋·呂薩克定律的微觀解釋

一定質量的理想氣體，當温度升高時，氣體分子的平均動能增大；要保持壓強不變，必須減小單位體積內的分子個數，即增大氣體的體積。

六、熱力學第一定律

1．做功和熱傳遞都能改變物體的內能。也就是説，做功和熱傳遞對改變物體的內能是等效的。但從能量轉化和守恆的觀點看又是有區別的：做功是其他能和內能之間的轉化，功是內能轉化的量度；而熱傳遞是內能間的轉移，熱量是內能轉移的量度。

2．外界對物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q等於物體內能的增加ΔU，即ΔU=Q+W 這叫做熱力學第一定律。

3．在這個表達式中，當外界對物體做功時W取正，物體克服外力做功時W取負；當物體從外界吸熱時Q取正，物體向外界放熱時Q取負；ΔU為正表示物體內能增加，ΔU為負表示物體內能減小。

4.由圖線討論理想氣體的功、熱量和內能

P T2 T1 等温線（雙曲線）：一定質量的理想氣體， a→b，等温降壓膨脹，內能不變，吸熱等於對外做功。

b→c，等容升温升壓，不做功，吸熱等於內能增加。 c→a，等壓降温收縮，外界做功和放熱等於內能減少。 圖像下面積表示做功：體積增大氣體對外做功，體積減小外界對氣體做功.