第二气体固体和液体、第三章 热力学定律 知识点-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

选修三：第二、三章：等温等容等压、热力学两定律、固体晶体非晶体、液体表面张力、毛细现象、液晶 等温、等压、等容 （等温）玻意耳定律 （等容）查理定律 （等压）盖—吕萨克定律 内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比 表达式 p1V1＝p2V2 ＝ 拓展：Δp＝ΔT ＝ 拓展：ΔV＝ΔT 图像 二、理想气体状态方程 1. 理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。 (1)在压强不太大、温度不太低时，实际气体可以看作理想气体。 (2)理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用，一定质量的某种理想气体的内能仅由温度决定。 2. 理想气体状态方程：＝或＝C。(质量一定的理想气体) 热力学第一定律 一、改变物体内能的两种方式：做功和热传递。 二、热力学第一定律 1. 内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。 2. ΔU＝Q+W 对外取负，对内取正。 三、能量守恒定律 1. 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其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 2. 能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的。 3. 第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。 热力学第二定律 1、 克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物。 开尔文表述：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。或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。 二、热力学第二定律的微观意义 一切自发过程总是沿着分子热运动的无序度增大的方向进行。（熵增） 三、第二类永动机（吸热完全转变为功）不可能制成。遵循能量守恒但违背了热力学第二定律。 四、注意 1．热力学第二定律的含义 (1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。 (2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等。在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程。 2．热力学第二定律的实质 热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。 3．热力学过程的方向性实例 (1)热量能自发的由高温传向低温，不能自发的由低温传向高温。 (2)气体体积可以自发膨胀、不能自发收缩。 (3)机械能可以完全转变为内能，内能不能完全转变为机械能。 固体 一、分类：固体分为晶体和非晶体两类．晶体又分为单晶体和多晶。 二、晶体和非晶体的比较 分类 比较 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 有规则的形状 无确定的几何形状 无确定的几何外形 熔点 确定 确定 不确定 物理性质 各向异性 各向同性 各向同性 典型物质 石英、云母、明矾、食盐 各种金属 玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青 转化 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 物理性质上各向异性，则一定是单晶体；各向同性则可能是非晶体、多晶体，也可能是单晶体，因为单晶体的某些物理性质具有各向异性，而另外某些物理性质具有各向同性。 液体 一、液体的表面张力 1. 液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小。 2. 方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直。 3. 形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力。 液面MN分界线两侧分子间距离大于r0，分子间作用力表现为相互作用的引力，这两个力关于MN这条线对称，且与MN垂直。 4. 注意 (1)表面张力不是指个别分子间的相互引力，而是表面层中大量分子间引力的宏观表现，凡是液体与气体接触的表面都存在表面张力． (2)表面张力的大小除了与分界线长度有关外，还跟液体的性质和温度有关．一般情况下，温度越高，表面张力就越小． (3)杂质也会明显地改变液体的表面张力大小．比如洁净的水有很大的表面张力，而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小．也就是说，洁净水的表面具有更大的收缩趋势． 二、浸润和不浸润 浸润：当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能附着固体。 不浸润：当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用弱时，液体不能附着固体。 三、毛细现象 1. 毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象