热学与原子物理常考知识点整理

2018-11-19 21:31

热学

分子动理论三个观点的理解

(1)物质是由大量分子组成的。第一,分子很“小”,其直径数量级为1010m;第二,分子很“轻”,

--

其质量的数量级为1027kg~1026kg;第三,分子很“多”,任何1mol的物质含有的分子数为6.02×1023,

即阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol1。

(2)分子永不停息做无规则运动。布朗运动的成因是理解布朗运动和分子热运动区别的切入点,处于液体中的微小颗粒(比如花粉颗粒)之所以会做无规则运动,是因周围液体分子对小颗粒无规则的、不平衡的撞击所导致的,因此,布朗运动并不是分子运动。布朗运动间接地证明了液体分子处于无规则的运动之中。布朗运动的激烈程度与温度有关间接证明了液体分子的无规则运动与温度有关,所以分子的无规则运动也被称为热运动。

(3)分子间同时存在着相互作用的引力和斥力。分子力是引力和斥力的合力。斥力和引力都随分子间距离的增大而减小,都随分子间距离的减小而增大,但斥力比引力变化得快。当引力和斥力相等时,分子处于平衡位置,只有斥力比引力变化得快,才会出现物体被压缩时分子力表现为斥力、物体被拉伸时分子力表现为引力。通常以固体、液体难以被压缩,固体以被拉伸为例,说明分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力。

内能及热力学第一定律

1.物体的内能是指物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和。

(1)物体的内能微观上由分子动能、分子势能、分子个数共同决定,宏观上由温度、体积和物质的量(摩尔数)共同决定。内能是微观分子的运动和相互作用的结果,与微观热运动相对应;而机械能是宏观物体的运动和相互作用的结果,与宏观机械运动相对应。

(2)改变物体内能的两种方式,①做功:当做功使物体的内能发生改变的时候,外界对物体做了多少功,物体内能就增加多少;物体对外界做了多少功,物体内能就减少多少。②热传递:当热传递使物体的内能发生改变的时候,物体吸收了多少热量,物体内能就增加多少;物体放出了多少热量,物体内能就减少多少。两者在改变内能的效果上是等效的,但两者的本质区别:做功是其他形式的能和内能的相互转化,能量形式发生变化;热传递是内能的转移,能量形式并没有改变。

(3)理想气体的内能

理想气体是一种理想物理模型,除了碰撞外,不计分子间的相互作用力,即没有分子势能。理想气体的内能就是所有分子动能的总和,是由分子数和温度决定的,与气体体积无关。

2.热力学第一定律

(1)内容:一个物体的内能增量ΔU等于外界向它传递的热量Q与外界对它所做的功W之和 (2)公式:ΔU=W + Q

(3)公式ΔU=Q + W符号的规定 物理量 功W 热量Q 内能的改变ΔU 取正值“+” 外界对物体做功 物体从外界吸收热量 物体的内能增加 取负值“-” 物体对外界做功 物体向外界放出热量 物体的内能减少

气体的压强、气体实验定律

1.气体压强产生的原因是由于大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的持续稳定的压力引起的。大量气体分子作用在单位面积器壁上的压力叫做气体的压强。从宏观来看,对一定质量的理想气体,决定压强大小的因素是气体的温度和体积,从微观角度说,决定气体压强大小的因素是分子的密集程度及气体分子的平均动能。

2.气体实验定律

(1)玻意耳定律:p1V1=p2V2,其适用条件是①一定质量的理想气体,②温度保持不变。

p1T1(2)查理定律:=,其适用条件是①一定质量的理想气体,②体积保持不变。

p2T2

V1T1(3)盖·吕萨克定律:=,其适用条件是①一定质量的理想气体,②压强保持不变。

V2T2

气体三个实验定律也可用图象来描述,如图所示。温度不变时,压强与体积的关系图线叫等温线;体

1

积不变时,压强与温度的关系图线叫等容线;压强不变时,体积与温度的关系图线叫等压线。图线上的点表示气体的某个状态,而某段图线表示气体经历的某个变化过程。

p1V1p2V23.理想气体状态方程: =,其适用条件是一定质量的理想气体。

T1T2

热力学第二定律、固体和液体的性质、饱和汽压

1.热力学第二定律 (1)两种表述:

①不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化。

②不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功,而不引起其他变化。

(2)第二类永动机是不可能制成的。因为从高温热源获得的热量一部分用来对外做功,另有一部分会在低温热源浪费掉。机械能可以全部自发地转化为内能,但内能并不能全部自发地转化为机械能。要让内能全部转化为机械能必须要有外界的参与。

2.晶体与非晶体 比较 晶体 单晶体 多晶体 非晶体 形状 有规则的几何形状 没有规则的几何形状 没有规则的几何形状 熔点 有固定 有固定 没有固定 特性 各向异性 各向同性 各向同性 单晶体表现为各向异性是因为组成单晶体的物质微粒是有规则地、周期性地在空间排列的,即从内部任何一点出发,在不同方向上相等距离内微粒数不同。

3.液晶保持各向异性(分子保持排列有序性),也保持了流动性(可以自由移动,位置无序)。液晶分子的排列是不稳定的,外界条件的微小变动都会敏捷地引起液晶分子排列的变化,因而改变液晶的某些性质,例如温度、压力、摩擦、电磁作用等。

4.液体的表面张力

(1)原因:由于液体表面层的液体分子与空气分子之间的相互吸引,导致液体表面层中液体分子之间的距离大于平衡距离,分子力表现为引力,从宏观上表现为表面张力。

(2)方向:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势,其方向跟液面相切,跟这部分液面的分界线垂直。 (3)大小:液体的温度越高,表面张力越小;液体中溶有杂质时,表面张力变小;液体的密度越大,表面张力越大。

5.液体的饱和汽压与温度有关,温度越高,饱和汽压越大,但饱和汽压与饱和汽的体积无关。

原子物理

错误!

氢原子的能级跃迁

(1)原子从一种定态(设能量为E初)跃迁到另一种定态(设能量为E终)时,它辐射(或吸收)一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差决定,即辐射时hv=E初-E终,吸收时hv=E终-E初

(2)氢原子的能级

E1能级公式En=2,轨道半径公式 rn=n2r1 其中,n称为量子数,只能取正整数

n

E1=-13.6eV,r1=0.53×1010m.

原子核的衰变

1.原子核的衰变过程遵循电荷数守恒和质量数守恒。

AA-44

(1)α衰变的一般方程:每发生一次α衰变,新元素与原元素相比较,核电荷数减少2,ZX→Z-2Y+2Hz。质量数减少4。

1

α衰变的实质:是某元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子(即氦核,核内211H+20

n→42He)。

A 0A

(2) β衰变的一般方程:每发生一次β衰变,新元素与原元素相比较,核电荷数增加1,ZX→Z+1Y+-1e。

2

质量数不变。

01

β衰变的实质:是元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子(核内10n→1H+-1e), +β衰变:30300

15P→14Si+1e。

(3) γ射线是伴随α衰变或β衰变同时产生的,γ射线的产生不改变原子核的电荷数和质量数。 γ射线产生的实质:是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时,产生的某些新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子.

种类 本质 质量(u) 电荷(e) 速度(c) 电离能力 贯穿能力 最弱,纸能挡4 0.1 α射线 氦核 +2 最强 住 1较强,穿几0.99 β射线 电子 -1 较强 1840mm铝板 最强,穿几0 0 1 γ射线 光子 最弱 cm铅板 2.半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。 (1)半衰期是由放射性元素的原子核内部本身的因素决定的,跟原子所处的物理状态(如压强、温度等)或化学状态(如单质或化合物)无关。

1

(2)衰变规律:m=M( )t/T,m为放射性元素剩余的质量,M为放射性元素原来的质量。

2

光电效应规律的应用

光电效应的规律 (1)任何一种金属,都有一种极限频率,只有当入射光的频率大于或等于极限频率时才会发生光电效应;

1

(2)光电子的最大初动能(Ekm=mv2)跟入射光的强度无关,只随入射光的频率的增大而增大;

2m

(3)从光开始照射到释放出光电子,整个过程所需时间小于109s;

(4)产生光电效应时,单位时间内逸出金属表面的电子数与光的强度有关,当光的强度越大,单位时间内逸出的电子数越多。

3


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