内容正文:
专题十四、热学
知识清单
1、 分子动理论
1. 构成物质的微粒:分子、原子、离子;构成物质的微粒很小。
(1)1滴水中约含有1021个水分子
(2)用2B铅笔写一个句号,这个句号约含有1018个碳原子
2. 分子之间存在间隙
补充:这里分子应该理解为构成物质的微粒
(1) 酒精和水混合实验
①按照下图进行实验
②分析:在混合过程中水分子和酒精分子进入彼此空隙中,故此酒精和水混合体积小于水和酒精体积之和。
(2) 黄豆和芝麻的混合实验:本实验属于模拟实验,帮助我们理解酒精和水混合实验的结果
3. 分子在永不停息做无规则运动
(1) 扩散现象:液体、气体、固体均能发生扩散现象
二氧化氮扩散实验 红墨水扩散实验
(2) 扩散现象的解释:分子在永不停息做无规则运动
(3) 温度越高扩散越快,分子热运动越剧烈
4. 固体、液体、气体分子的排列和运动 <选讲>
(1) 固体分子的间距很小,且呈规则排列,分子在确定位置上不停振动,如下图甲。所以固体具有稳固性,它有一定的体积和形状。
(2) 液体分子的间距通常比固体略大,不呈规则排列,分子不断振动的同时做短距离的自由移动,如下图乙。所以液体具有流动性,有一定的体积,但没有一定的形状。
(3) 气体分子的间距很大,不呈规则排列,分子可以在空间到处自由运动,如下图丙。所以气体具有弥散性,能充满所能到达的空间。它既没有一定的体积,也没有一定的形状。
固、液、气体分子的排列和运动的比较
5. 分子之间存在引力和斥力
(1) 铅柱粘合实验:取两块铅柱,将它们的端面锉平后,用力将它们压在一起。把它们悬挂起来,并在下方铅柱上挂一个重物,看重物能否将两块铅块拉开
(2) 肥皂膜实验:将一根细线松松地系在一个铁丝框架的相对的两边上。把框架浸到肥皂液里 再取出来,框架上便会出现一层肥皂膜,如图甲所示。用烧热的针刺破线的一侧的肥皂膜,另一侧的肥皂膜会把细线拉过去,如图乙所示。
(3) 固体液体难以被压缩说明分子之间存在斥力
2、 物体内能
1. 分子动能:分子热运动的动能
运动的物体具有动能 运动的分子也具有动能
2. 分子势能:分子间的势能
形变的弹簧具有势能 相互作用的分子具有势能
3. 物体的内能:物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和
拓展:构成物质的分子在永不停息的做无规则热运动,故此任何一个物体在任何情况的下分子动能不可能为零,故此物体内能不可能为零。
4. 影响物体内能的因素:质量、体积(气体)、温度、状态、物质种类
5. 物体温度发生改变时内能一定会发生改变
6. 热传递可以改变物体的内能
(1) 在只有传递时,物体吸热内能增加,放热内能减少
(2) 热传递的方向性:在自发的条件下内能只能从高温传递低温
(3) 发生热传递的条件:存在温差
(4) 热传递的分类:热辐射、热对流、热传导
(5) 热量(过程量):物体间发生热传递时转移内能的多少,只存在于热传递的过程,故此我们不能说物体具有热量、含有热量或比较两个物体热量的说法,只能说吸收或放出了多少热
(6) 热传递的本质:内能的转移
7. 做功可以改变物体的内能
(1) 活动一:
①演示实验:取一个配有活塞的厚玻璃筒,筒内放一小团浸有少量乙醚的棉花。快速压下活塞,观察棉花能否燃烧起来
②现象:棉花烧起来
③分析:活塞快速下压对筒内空气做功,空气内能增加,温度升高与棉花上的乙醚发生热传递,使得乙醚达到着火点燃烧起来
④实验结论:外界对物体做功物体内能增加(不考虑热传递)
· 注意:本实验不仅仅说明做功可以改变物体的内能,还能说明热传递可以改变物体内能
(2) 活动二:
①演示实验:在烧瓶内装入少量的水。用气筒往瓶里打气,当塞子跳出时,观察瓶内变化。
②实验现象:瓶中及瓶口出现白雾
③分析:瓶内混合气体对外做功,内能减小,温度降低,水蒸气液化形成白雾
④实验结论:物体对外界做功内能减少(不考虑热传递)
(3) 做功改变物体内能本质:其他形式的能量与内能发生转化
(4) 两种改变物体内能方式在结果上是等效的:这里的等效是指的在改变内能的结果上是等效的,即:我们不能仅仅某物体内能改变的结果上去判断是采用的那种方式去改变的该物体的内能
3、 物质的比热容及燃料热值
1. 比热容:单位质量的某种物质升高1℃吸收热量的多少
(1) 符号:c;单位:焦/千克·摄氏度(J/kg·℃)
(2) 比热容是用来定量的描述物质吸热能力的物理量,比热越大,吸热能力越强。
(3) 比热是物质一种特性,不同物质比热一般不同;同种物质状态不同,比热容也不同
2.
吸热和放热的