本试题 “下列关于热现象的叙述正确的是( ) A.布朗运动反映了微粒中分子的无规则运动 B.物体从外界吸收热量,其内能一定增加 C.一定质量的气体压强减小,其分子平...” 主要考查您对布朗运动
温度和温标
热力学第一定律
热力学第二定律
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布朗运动:
1.概念:悬浮在液体中的固体颗粒所做的无规则运动
2.条件:任何固体微粒,在任何温度下悬浮在液体中都可做布朗运动
3.起因:液体分子对微粒撞击的不平衡
4.特点:①只要液体不干涸,布朗运动就不停息
②微粒越小,布朗运动越显著
③液体温度越高,布朗运动越显著
5.意义:布朗运动虽不是分子的运动,但反映了分子运动的情况
6.备注:①分子的运动是无规则的,但不是无规律的,遵从统计规律
②布朗粒子的等时位置连线图不是粒子运动的轨迹
布朗运动和热运动的比较:
热平衡和温度:
1.平衡态:系统所有性质都不随时间变化的状态
2.热平衡:①两个系统相互接触,它们之间没有隔热材料,或与导热性能好的材料接触,这两个系统的状态参量不再变化,此时的状态叫热平衡状态,我们说两系统达到了热平衡
②系统达到热平衡的充要条件是温度相等
3.热平衡定律:如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统之间也必定处于热平衡温度达到热平衡的系统具有“共同性质”,我们用温度来表征这个“共同性质”,也可以理解为物体的冷热程度
4.温标:
①概念:温度的数值表示法。温标是温度的标尺,为量度物体温度高低而对温度零点和分度方法所作的一种规定
②摄氏温标:规定标准大气压下冰水混合物的温度为0℃,沸水的温度为100℃,在0和100之间分成100等份,每一等份就是1℃,这种表示温度的方法就是摄氏温标,表示的温度叫摄氏温度(t)
③绝对温标:规定摄氏温度的一273.15℃为零值,其一度等于摄氏温度的一度,这种表示温度的方法就是开尔文温标,也叫热力学温标。表示的温度叫热力学温度(T),单位为开尔文,简称开(K)
④关系:T=273.15+t(K)
5.温度计:
(1)概念:测量温度的仪器,利用测温物质与温度的关系制成温度计。
(2)测温原理:
①水银温度计是根据物质热胀冷缩的性质来测量温度的。
②金属电阻温度计是根据金属的电阻随温度的变化来测量温度的。
③气体温度计是根据气体压强与温度的关系来测量温度的。
④电偶温度计是根据不同导体因温差产生的电动势大小来测量温度的
热力学第一定律在理想气体中的应用方法:
1.功W的正负分析
若体积V增大,则W取“-”;若体积V减小,则形取“+”。
注意,若气体向真空中自由膨胀时,则W=0。
2.△U的正负分析
一定质量理想气体的内能只与温度有关。
若温度T增大,△U取“+”;若温度T减小,△U取“-”;若T不变,贝△U=0。
3.Q的正负分析:
绝热Q=0,吸热Q取“+”,放热Q取“-”。
4.气体状态变化还应结合分析
5.由图像讨论气体的功、热量和内能
(1)等温线(如图所示):一定质量的理想气体,
,等温降压膨胀,内能不变,吸热等于对外做的功。
,等容升温升压,不做功,吸热等于内能增加。
,等压降温压缩,放热等于外界做功和内能减少量。
(2)等容线(如图所示):一定质量的理想气体,。
状态及能量变化同等温线分析。
(3)等压线(如图所示):一定质量的理想气体.等温升压压缩,内能不变,外界做功等于放热;等压升温膨胀,吸热等于内能增加量和对外做的功;等容降温降压,内能减小量等于放热。
热力学第二定律:
1.两种表述:
(1)按传热的方向性表述:
①内容:热量不能自发地从低温物体传到高温物体
②含义:
a.热量会自发地从高温物体传到低温物体,在传递过程中不会对其他物体产生影响;
b.如果有其他作用,热量有可能从低温物体传到高温物体;
c.如果没有其他作用,热量不可能从低温物体传到高温物体
(2)按机械能与内能转化的方向性表述:
①内容:不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响
②含义:
a.从单一热源吸收热量,一般来说只有部分转化为机械能,所以第二类永动机是不可能制成的;
b.机械能转化为内能是自然的,可以全部转化;
c.如果引起其他变化,可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功
2.实质:这两种表述是等价的,都揭示了自然界的基本规律:一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性,即一切与热现象有关的宏观的自然过程都是不可逆的
3.微观解释:
(1)微观意义:一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
(2)熵:
①概念:物理学中用字母Ω表示一个宏观状态所对应的微观状态的数目,用字母S表示熵,有,式中k叫做玻尔兹曼常量
②熵增加原理:
a.内容:在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小。如果过程可逆,则熵不变;如果过程不可逆,则熵增加。
b.从微观的角度看,热力学第二定律是一个统计规律:一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,而熵值较大代表着较为无序,所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展
热力学第二定律的理解及应用方法:
(1)传热的方向性。热传导的过程是有方向性的,这个过程可以向一个方向自发地进行(热量会自发地从高温物体传到低温物体),但是向相反的方向却不能自发地进行。
(2)第二类永动机不可能制成。我们把没有冷凝器,只有单一热源,从单一热源吸收热量全部用来做功,而不引起其他变化的热机称为第二类永动机。这表明机械能和内能的转化过程具有方向性:机械能可以全部转化成内能,内能却不能全部转化成机械能,而不引起其他变化。即热机的效率不可能达到100%。
(3)热力学第二定律的表述:
①热量不能自发地从低温物体传到高温物体(按传热的方向性表述)。
②不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响(按机械能和内能转化的方向性表述)。
③第二类永动机是不可能制成的。热力学第二定律使人们认识到:自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性,使得它成为独立于热力学第一定律的一个重要的自然规律。
(4)能量耗散。自然界的能量是守恒的,但是有些能量便于利用,有些能量不便于利用。很多事例证明,我们无法把流散的内能重新收集起来加以利用,这种现象叫做能量耗散。它从能量转化的角度反映出自然界中的宏观现象具有方向性。
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