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1、物理讲座扬州职大电子工程系扬州职大电子工程系 贾湛贾湛v2013.8热学v1.物质是由大量分子组成的物质是由大量分子组成的.v2.分子永不停息地做无规则的运动分子永不停息地做无规则的运动.v3.分子之间存在着相互作用力分子之间存在着相互作用力.分子动理论分子动理论v组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。科学家到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。科学家用扫描隧道显微镜（放大几亿倍）能看到分子。用扫描隧道显微镜（放大几亿倍）能看到分子。我国科学家用扫描隧道显我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的微镜拍
2、摄的石墨表面原子的排布图，图中的每个亮斑都排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原子是一个碳原子.观察分子观察分子物物体体是由大量分子组成的是由大量分子组成的扫瞄隧道显微镜下的硅片表面扫瞄隧道显微镜下的硅片表面原子的图像原子的图像放大上亿倍的蛋白质分子结构模型dd固体、液体固体、液体小球模型小球模型ddd气体气体立方体模型立方体模型dd气体分子气体分子间平均间平均距离距离分子大小的估测分子大小的估测水油酸分子油酸分子dv单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积一定量的小米，测出它的体积V，然后把它平，然后把它平摊在桌面上，上下不重叠，
3、一粒紧挨一粒，量摊在桌面上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积出这些米粒占据桌面的面积S，从而计算出米，从而计算出米粒的直径粒的直径 微观量：微观量：单分子体积单分子体积V0单分子质量单分子质量m0分子的直径分子的直径d分子数分子数N宏观量：宏观量：物质的体积物质的体积V物质的质量物质的质量m物质的密度物质的密度物质的摩尔数物质的摩尔数n物质的摩尔质量物质的摩尔质量mmol物质的摩尔体积物质的摩尔体积Vmol宏观量与微观量阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数 阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁桥梁 体会分子体会分子“数量数量”之大之大
4、v阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NA：1摩尔（摩尔（mol）任何物）任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数.单分子质量单分子质量物质分子数物质分子数物质密度物质密度分子体积分子体积只适用于只适用于固体、液固体、液体体宏观量与微观量的关系下面关于分子数量的说法中正确的是（下面关于分子数量的说法中正确的是（）g的氢气和的氢气和g的氦气含有相同的分子数的氦气含有相同的分子数体积相等的固体和液体相比较，固体中的体积相等的固体和液体相比较，固体中的分子数多分子数多无论什么物质，只要它们的摩尔数相同就无论什么物质，只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数含有相同的分子数无论什么
5、物质，只要它们的体积相同就含无论什么物质，只要它们的体积相同就含有相同的分子数有相同的分子数 例例关于分子质量，下列说法正确的是（）关于分子质量，下列说法正确的是（）质量相同的任何物质，分子数相同质量相同的任何物质，分子数相同摩尔质量相同的物体，分子质量一定相同摩尔质量相同的物体，分子质量一定相同分子质量之比一定等于它们的摩尔质量之比分子质量之比一定等于它们的摩尔质量之比密度大的物质，分子质量一定大密度大的物质，分子质量一定大只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离？中分子间的平均距离？（）A阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量阿
6、伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量B阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度C阿伏加德罗常数、该气体的摩尔体积阿伏加德罗常数、该气体的摩尔体积D该气体的密度、体积和质量该气体的密度、体积和质量BC 例例分子的热运动分子的热运动热运动热运动物体内部大量分子的无规则运动。物体内部大量分子的无规则运动。扩散现象扩散现象和和布朗运布朗运动动都表明分子在都表明分子在永不停息地作无永不停息地作无规则的运动，而规则的运动，而且且温度温度越高，分越高，分子的无规则运动子的无规则运动就越激烈。就越激烈。实验实验 一：在硫酸铜溶液一：在硫酸铜溶液中注入清水，硫酸铜在中注入清水
7、，硫酸铜在水中逐渐扩展开来。水中逐渐扩展开来。第二天第二天扩散现象扩散现象第六天第六天第四天第四天叠放在一起叠放在一起实验前实验前五年后五年后v实验二：铅片与实验二：铅片与金片之间的接触金片之间的接触扩散：不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象。扩散：不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象。1827年英国植物年英国植物学家布朗用显微镜观学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉，察悬浮在水中的花粉，发现花粉颗粒在水中发现花粉颗粒在水中不停地做无规则运动，不停地做无规则运动，后来把这种悬浮在液后来把这种悬浮在液体或气体中的小颗粒体或气体中的小颗粒的无规则运动叫做的无规则运动叫做布布朗运动朗运动。布朗运
8、动布朗运动 该图是每隔该图是每隔30秒微粒位置的连秒微粒位置的连线，而不是微粒的实际运动轨迹。线，而不是微粒的实际运动轨迹。布朗粒子越小，现象越明显；布朗粒子越小，现象越明显；温度越高，布朗运动越激烈温度越高，布朗运动越激烈 1905年，爱因斯坦从理论上解释了布朗运动。他年，爱因斯坦从理论上解释了布朗运动。他认为布朗运动是大量液体分子对足够小悬浮微认为布朗运动是大量液体分子对足够小悬浮微粒的不平衡撞击引起的，是大量液体分子不停粒的不平衡撞击引起的，是大量液体分子不停地做无规则运动所产生的结果。地做无规则运动所产生的结果。存在分子引力实验存在分子引力实验取两段直径为取两段直径为取两段直径为取两段
9、直径为2cm2cm2cm2cm左右左右左右左右的铅柱，把它们的断面的铅柱，把它们的断面的铅柱，把它们的断面的铅柱，把它们的断面切平磨光，然后立即用切平磨光，然后立即用切平磨光，然后立即用切平磨光，然后立即用力把两个光滑的面对齐力把两个光滑的面对齐力把两个光滑的面对齐力把两个光滑的面对齐压紧，这两段铅柱就连压紧，这两段铅柱就连压紧，这两段铅柱就连压紧，这两段铅柱就连接在一起了，而且下端接在一起了，而且下端接在一起了，而且下端接在一起了，而且下端可以吊起可以吊起可以吊起可以吊起1kg1kg1kg1kg的物体。的物体。的物体。的物体。分子间的作用力分子间的作用力结论：分子之间同时存在着相互作用的引力
10、和斥力结论：分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力在高压下水在高压下水在高压下水在高压下水的体积基的体积基的体积基的体积基本不变实本不变实本不变实本不变实验说明分验说明分验说明分验说明分子间还有子间还有子间还有子间还有斥力。斥力。斥力。斥力。F FF F斥斥斥斥F F引引引引F F分分分分r r0 00 0r分子力和分子间距关系分子力和分子间距关系F F引引引引F F引引引引F F斥斥斥斥F F斥斥斥斥r r0 0F F引引引引F F引引引引F F斥斥斥斥F F斥斥斥斥r rr r0 0F F引引引引F F引引引引F F斥斥斥斥F F斥斥斥斥r rr r0 0当当当当r=rr=r0 0=10=
11、10-10-10mm时，时，时，时，F F引引引引F F斥斥斥斥，分，分，分，分子力子力子力子力F F分分分分0 0，处于，处于，处于，处于平衡状态平衡状态平衡状态平衡状态分子势能：分子间所具分子势能：分子间所具有的由它们的相对位置有的由它们的相对位置所决定的能所决定的能定义：定义：分子因热运动而具有的能量分子因热运动而具有的能量每时刻各分子的动能每时刻各分子的动能K 不同不同平均值与温度有关。平均值与温度有关。分分 子子动动 能能定义：定义：分子间因有相互作用力而具有的、由它们分子间因有相互作用力而具有的、由它们相互位置决定的能量相互位置决定的能量rr0时时,rP;0时时,rP。0时，时，P
12、最低最低分分 子子势势 能能定义：定义：物体内所有分子的物体内所有分子的K 和和P 总和总和物体的内能与温度和体积有关，与物体的内能与温度和体积有关，与机械能不同，机械能不同，机械能是物体相对外部物体具有的能量。它们之机械能是物体相对外部物体具有的能量。它们之间可以转化。机械能可为间可以转化。机械能可为0，内能不能为，内能不能为0。物物体体内内能能物体的内能物体的内能分子间相互作用力由两部分分子间相互作用力由两部分F引引和和F斥斥组成，组成，则（则（）F引引和和F斥斥同时存在同时存在F引引和和F斥斥都随分子间距增大而减小都随分子间距增大而减小分子力指分子力指F引引和和F斥斥的合力的合力随分子间
13、距增大，随分子间距增大，F斥斥减小，减小，F引引增大增大 例例CDCD在物理学中，通常把所研究的对象称为在物理学中，通常把所研究的对象称为系统系统。系统系统以外的周围物体称之为外界或以外的周围物体称之为外界或环境环境，系统与外界之，系统与外界之间往往存在相互的作用间往往存在相互的作用状态参量状态参量用来描述系统状态的物理量。用来描述系统状态的物理量。平衡态平衡态系统宏观性质不随时间变化的状态。系统宏观性质不随时间变化的状态。热力学中用热力学中用体积（体积（m3）描述系统的几何性质，用描述系统的几何性质，用压强压强（pa）描述力学性质用描述力学性质用温度（温度（K）描述热学性质等等描述热学性质等
14、等平衡态和状态参量平衡态和状态参量 一个物理学系统，在没有外界影响的情况下，只要经过一个物理学系统，在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量会达到稳定。这足够长的时间，系统内各部分的状态参量会达到稳定。这是一种是一种动态的平衡动态的平衡。温度是表示物体冷热程度的物理量，反映了组成温度是表示物体冷热程度的物理量，反映了组成物体的大量分子的无规则运动的激烈程度。物体的大量分子的无规则运动的激烈程度。热平衡热平衡一个系统与另一个系统发生相互作用一个系统与另一个系统发生相互作用,最后两个系统的状态参量不再变化最后两个系统的状态参量不再变化,说明两个系统说明两个系统具有了某个
15、具有了某个“共同性质共同性质”-两个系统达到了热平两个系统达到了热平衡衡.一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。热平衡与温度热平衡与温度温度定义温度定义：两个系统处于热平衡时，它们具有：两个系统处于热平衡时，它们具有一个一个“共同性质共同性质”称温度。称温度。常用温度计是根据热平衡定律来测量温度的。常用温度计是根据热平衡定律来测量温度的。热平衡定律热平衡定律热平衡定律热平衡定律(又叫热力学第零定律又叫热力学第零定律)：如果两个系统分别与第三个系统达到热平如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，那么这两个系统彼此之间也
16、必定处于热平衡，这个结论称为热平衡定律。衡，这个结论称为热平衡定律。家庭和物理实验室常用温度计是利用水银、酒精、煤油家庭和物理实验室常用温度计是利用水银、酒精、煤油等液体的热膨胀规律来制成的。另外，还有金属电阻温等液体的热膨胀规律来制成的。另外，还有金属电阻温度计、压力表式温度计、热电偶温度计、双金属温度计、度计、压力表式温度计、热电偶温度计、双金属温度计、半导体热敏电阻温度计、磁温度计、声速温度计、频率半导体热敏电阻温度计、磁温度计、声速温度计、频率温度计等等。温度计等等。温标温标定量描述温度的方法定量描述温度的方法温标的建立包含三个要素：温标的建立包含三个要素：选择选择温度计中用于测量温度
17、的物质温度计中用于测量温度的物质，即测温物质；，即测温物质；对对测温物质的测温属性随温度变化规律的定量测温物质的测温属性随温度变化规律的定量关系作出某种规定；关系作出某种规定；确定确定固定点即温度的零点和分度方法固定点即温度的零点和分度方法温度计与温标温度计与温标摄氏温标摄氏温标:以以标准大气压下冰的熔点为标准大气压下冰的熔点为0,水的沸点为水的沸点为100均匀分成均匀分成100等份等份,每份为每份为1.热力学温标热力学温标:以以绝对零度绝对零度（0K）为）为最低温度最低温度，规定，规定水的三相点水的三相点的温度的温度为为 273.16K，1K(开尔文开尔文)定义为水三相点热力学温度的定义为水
18、三相点热力学温度的1/273.15。在国际单位制中，常采用热力学温标表示的温度，叫热力学温度。在国际单位制中，常采用热力学温标表示的温度，叫热力学温度。热力学温度热力学温度(T)(T)与摄氏温度与摄氏温度(t)(t)的关系为：的关系为：Tt+273.15（K）温度计温度计水银温度计 酒精酒精温度计温度计 数字体温计数字体温计 双金属温度计双金属温度计-38.87356.7-11478冬天，北方的气温最低可达冬天，北方的气温最低可达-40-40，为了测量那里的气温应选用（为了测量那里的气温应选用（）A.A.水银温度计水银温度计B B酒精温度计酒精温度计CC以上两种温度计都可以以上两种温度计都可以
19、D D以上两种温度计都不行以上两种温度计都不行B例例描述状态描述状态的参量的参量几何性质几何性质体积体积V V(m(m3 3)力学性质力学性质压强压强p(pap(pa)热学性质热学性质温度温度T(K)T(K)三者三者关系关系控制控制变量变量法法气体三大实验定律气体三大实验定律物体有三态：气态、液态和固态。其中气态结构及分子运动最杂乱，于物体有三态：气态、液态和固态。其中气态结构及分子运动最杂乱，于是对称性最强，最简单，最好研究。科学家首先从这里下手。是对称性最强，最简单，最好研究。科学家首先从这里下手。在对气体的研究中发现，描述气体的性质只要三个参数。为进一步揭示在对气体的研究中发现，描述气体
20、的性质只要三个参数。为进一步揭示规律，科学家常用控制变量法，寻找参量之间的关系。规律，科学家常用控制变量法，寻找参量之间的关系。pV=C査理定律：査理定律：査理定律：査理定律：玻意耳定律：玻意耳定律：玻意耳定律：玻意耳定律：盖盖盖盖-吕萨克定律：吕萨克定律：吕萨克定律：吕萨克定律：玻意耳玻意耳定律：定律：一定质量的某种气体，在温度不变一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强的情况下，压强p p与体积与体积V V成反比。成反比。pVpV=C=Cp p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2或或T2T1VP0AB对于一定质量对于一定质量的气体：的气体：T T1 1TT2 2气体的等温变化气
21、体的等温变化该定律由英国科学家玻意耳该定律由英国科学家玻意耳16621662发现，法国科学家马略特晚了发现，法国科学家马略特晚了1414年发年发现，但他是完全独立地发现的，且更深刻理解其意义。后人也称该现，但他是完全独立地发现的，且更深刻理解其意义。后人也称该定律为玻意耳定律为玻意耳-马略特定律。马略特定律。查理定律：查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强压强p与热力学温度与热力学温度T成正比。成正比。或或pV0T0Vpt/0pT/K0273.15p0气体的等容变化气体的等容变化查理定律查理定律,又称查理又称查理-盖吕萨克定律盖吕萨克定律
22、,是盖是盖-吕萨克在吕萨克在1802年发布年发布,但但他参考了雅克他参考了雅克查理（法）的研究查理（法）的研究,故后来该定律多称作查理定律。故后来该定律多称作查理定律。盖盖-吕萨吕萨克定律克定律一定质量的某种气体，在压一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积强不变的情况下，其体积V V与热力学温度与热力学温度T T成正比。成正比。或或VT0T0PpV0气体的等压变化气体的等压变化1802年，盖年，盖吕萨克吕萨克发现发现气体热膨胀定律气体热膨胀定律(即即盖盖吕萨克定律吕萨克定律)定义：定义：严格地遵循气体实验定律的气体叫做理想气体。严格地遵循气体实验定律的气体叫做理想气体。理想气体特点理想
23、气体特点:1.1.气体分子是一种没有内部结构气体分子是一种没有内部结构,不占有体积的刚性质点不占有体积的刚性质点.2.2.气体分子在运动过程中气体分子在运动过程中,除碰撞的瞬间外除碰撞的瞬间外,分子之间以及分分子之间以及分子和器壁之间都无相互作用力子和器壁之间都无相互作用力.3.3.分子之间和分子与器壁之间的碰撞分子之间和分子与器壁之间的碰撞,都是完全弹性碰撞都是完全弹性碰撞.除除碰撞以外碰撞以外,分子的运动是匀速直线运动分子的运动是匀速直线运动,各个方向的运动机会各个方向的运动机会均等均等.理想气体理想气体在温度不低于负几十摄氏度在温度不低于负几十摄氏度,压强不超过大气压的几倍时压强不超过大
24、气压的几倍时,很多气体都可很多气体都可当成理想气体来处理当成理想气体来处理.一定质量理想气一定质量理想气体的状态方程体的状态方程理想气体状态方程 可由三大定律多种方法导出可由三大定律多种方法导出理想气体状态方程理想气体状态方程T1VP0123设过程始点为设过程始点为1 1，终点为，终点为3 3，选，选择过程择过程1 1至至2 2为等温过程，为等温过程，2 2至至3 3为等容过程，则：为等容过程，则：温度高时温度高时,分子的热运动越剧烈，分子的热运动越剧烈，统计理论证明：统计理论证明：a为比例常数为比例常数气体温度的微观意义气体温度的微观意义结论：温度是分子平均动能的标志结论：温度是分子平均动能
25、的标志结论：温度是分子平均动能的标志结论：温度是分子平均动能的标志2.影响气体压强的两个因素影响气体压强的两个因素:气体分子的平均动能气体分子的平均动能气体分子的密集程度气体分子的密集程度-温度温度-体积体积1产生原因产生原因是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力所以从分子动理论的观持续、均匀的压力所以从分子动理论的观点看来，气体的压强就是大量气体分子作用点看来，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力在器壁单位面积上的平均作用力（微观因素）（微观因素）(2)宏观因素宏观因素气体压强的微观意义气体压强的微观意义对一定质量的
26、理想气体对一定质量的理想气体,下列四个论述中正下列四个论述中正确的是确的是()()A.A.当分子热运动变剧烈时当分子热运动变剧烈时,压强必增大压强必增大B.B.当分子热运动变剧烈时当分子热运动变剧烈时,压强可以不变压强可以不变C.C.当分子间的平均距离变大时当分子间的平均距离变大时,压强必变小压强必变小D.D.当分子间的平均距离变大时当分子间的平均距离变大时,压强必变大压强必变大B例例某种气体在状态时压强某种气体在状态时压强2105Pa,体积为体积为1m3,温度为温度为200K,(1)它在等温过程中由状态它在等温过程中由状态A变为状态变为状态B,状态状态B 的体的体积为积为2m3,求状态求状态
27、B 的压强的压强.(2)随后随后,又由状态又由状态B 在等容过在等容过程中变为状态程中变为状态C,状态状态C 的温度为的温度为300K,求状态求状态C 的压强的压强.A B：pAVA=PBVB,PB=105PaB C：pc=1.5105PaA B C解解例例固体可以分成晶体和非晶体两类固体可以分成晶体和非晶体两类在常见的固态物质中，石英、云母、明矾、食盐、在常见的固态物质中，石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等都是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥硫酸铜、糖、味精等都是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等都是非晶体青、橡胶等都是非晶体晶体、非晶体区别：晶体、非晶体区别：(1)(1)规则的几何形状
28、规则的几何形状晶体有，晶体有，非晶体没有。非晶体没有。固体固体(2)(2)固定熔点固定熔点晶体有，非晶体没有。晶体有，非晶体没有。(3)(3)物理性质物理性质晶体的各向异性，晶体的各向异性，非晶体，各向同性。非晶体，各向同性。沥青沥青一种物质可能以晶体和非晶体一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是一种两种不同的形态出现，也就是一种物质是晶体还是非晶体，并不是绝物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的对的例如，天然水晶是晶体，而例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶（即石英玻熔化以后再凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体许多非晶体在一璃）就是非晶体许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶
29、体定的条件下可以转化为晶体松香松香人们在研究中还发现，在冷却得足够快和冷却到足人们在研究中还发现，在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时，几乎所有的材料都能成为非晶体够低的温度时，几乎所有的材料都能成为非晶体晶体可以分为单晶体和多晶体晶体可以分为单晶体和多晶体单晶体单晶体：一个物体就是一个完整的晶体，例如雪花、食盐小颗一个物体就是一个完整的晶体，例如雪花、食盐小颗粒等。粒等。制造各种晶体管集成电路只能用单晶体制造各种晶体管集成电路只能用单晶体(单晶硅或单晶锗单晶硅或单晶锗)多晶体：多晶体：整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的。整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的。由许多食盐单
30、晶体粘在一起而成大块的食盐，就是多晶体由许多食盐单晶体粘在一起而成大块的食盐，就是多晶体其中的小晶体叫做晶粒。其中的小晶体叫做晶粒。各种金属材料，也是多晶体各种金属材料，也是多晶体单晶体和多晶体单晶体和多晶体多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性，但是同多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性，但是同单晶体一样，仍有确定的熔点单晶体一样，仍有确定的熔点组成晶体的物质微粒（分子或原子、离子）依照一定组成晶体的物质微粒（分子或原子、离子）依照一定的规律在空间中整齐地排列、晶体中物质微粒的相互的规律在空间中整齐地排列、晶体中物质微粒的相互作用很强作用很强,具有空间上的周期性。物理性质就表现出各
31、具有空间上的周期性。物理性质就表现出各向异性。非晶体分子排列混乱。非晶体的对称性强，向异性。非晶体分子排列混乱。非晶体的对称性强，物理性质就表现出各向同性。物理性质就表现出各向同性。晶体的微观结构晶体的微观结构液体液体v液体的性质介于气体和固体之间，它与固体一样具液体的性质介于气体和固体之间，它与固体一样具有一定的体积，不易压缩，同时，又像气体一样没有一定的体积，不易压缩，同时，又像气体一样没有固定的形状，具有流动性。这些性质是由它的微有固定的形状，具有流动性。这些性质是由它的微观结构决定的。观结构决定的。液体分子间距介于气体分子间距和固体分子间距之间；液体分子的排列更接近于固体；液体分子间的
32、相互作用力比固体分子间的作用力要小v液体的微观结构液体的微观结构表面层表面层液体液体汽汽液体的特殊现象浸润和不浸润液体的表面张力毛细现象液体的表面张力具液体的表面张力具有使液体表面有使液体表面收缩的趋势收缩的趋势表面层里的分子比液表面层里的分子比液表面层里的分子比液表面层里的分子比液体内部稀疏，分子体内部稀疏，分子体内部稀疏，分子体内部稀疏，分子间的距离比液体内间的距离比液体内间的距离比液体内间的距离比液体内部大一些，分子力部大一些，分子力部大一些，分子力部大一些，分子力表现为引力。表现为引力。表现为引力。表现为引力。饱和汽：在密闭容器中的液体不断的蒸发，液面上的蒸饱和汽：在密闭容器中的液体不
33、断的蒸发，液面上的蒸气也不断地凝结，当这两个同时存在的过程达到动态平气也不断地凝结，当这两个同时存在的过程达到动态平衡时，宏观的蒸发也停止了，这种与液体处于动态平衡衡时，宏观的蒸发也停止了，这种与液体处于动态平衡的蒸气叫做饱和汽。的蒸气叫做饱和汽。未饱和汽：未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸气没有达到饱和状态的蒸气饱和汽压：饱和状态的蒸气压强。饱和汽压：饱和状态的蒸气压强。饱和汽压饱和汽压由温度决定。由温度决定。饱和汽和饱和汽压饱和汽和饱和汽压v往一个真空容器中注入液体往一个真空容器中注入液体,表面的上方形成饱和蒸汽时，表面的上方形成饱和蒸汽时，表面的上方空间的气压就是饱和汽压。密封容器中原来表面
34、的上方空间的气压就是饱和汽压。密封容器中原来有空气时表面的上方空间的气压是饱和汽压与空气压强有空气时表面的上方空间的气压是饱和汽压与空气压强的总气压。的总气压。液体沸腾的条件液体沸腾的条件就是饱和汽压和外部压强相等就是饱和汽压和外部压强相等绝对湿度绝对湿度：空气里所含水汽的压强空气里所含水汽的压强相对湿度相对湿度：在某一温度下，水蒸汽的压强与同温度下饱和在某一温度下，水蒸汽的压强与同温度下饱和汽压的比，称为空气的相对湿度。汽压的比，称为空气的相对湿度。相对湿度相对湿度=水蒸汽的实际压强水蒸汽的实际压强同温度下的饱和汽压同温度下的饱和汽压空气的湿度空气的湿度引发中暑的三个临界点：引发中暑的三个临
35、界点：气温在气温在30313031，相对湿度大于，相对湿度大于85%85%；气温在气温在38 38 ，相对湿度大于，相对湿度大于50%50%；气温在气温在40 40 ，相对湿度大于，相对湿度大于30%30%；（）（）固态固态液态液态气态气态熔化熔化凝固凝固吸吸热热放放热热（）（）汽化汽化液化液化吸吸热热放放热热（）（）放放热热吸吸热热升华升华凝华凝华物态变化物态变化请将下列所学知识用线连起来请将下列所学知识用线连起来河面上冰冻解了凝华河面上冰冻解了凝华夏天，湿衣服变干汽化吸热夏天，湿衣服变干汽化吸热草木上的露珠凝固草木上的露珠凝固冰冻的衣服干了熔化放热冰冻的衣服干了熔化放热窗上的冰花液化窗上的
36、冰花液化冬天，河水封冻了升华冬天，河水封冻了升华练习熔化热熔化热 晶体熔化过程中，当温度达到熔点时，吸收的热量全晶体熔化过程中，当温度达到熔点时，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点。非晶体没有空间点阵，保持不变，所以晶体有固定的熔点。非晶体没有空间点阵，熔化时不需要去破坏空间点阵，吸收的热量主要转化为分熔化时不需要去破坏空间点阵，吸收的热量主要转化为分子的动能，不断吸热，温度就不断上升。子的动能，不断吸热，温度就不断上升。熔化时吸收的热量：熔化时吸收的热量：Q=m非晶体没有固定的熔点，也
37、就没有固定的熔化热。非晶体没有固定的熔点，也就没有固定的熔化热。汽化热汽化热汽化热：某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与汽化热：某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与其质量之比，称做这种物质在这个温度下的汽化热。其质量之比，称做这种物质在这个温度下的汽化热。汽化热跟温度和压强有关汽化热跟温度和压强有关t/0C100Q/(J.g-1)50010001500200025000200300400水在大气压强为水在大气压强为1.01x105Pa下汽下汽化热与温度的关系化热与温度的关系表达式：U=W+Q内容：内容：一个热力学系统的内能增量等于外一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对
38、它所做的功的和界向它传递的热量与外界对它所做的功的和热力学第一定律热力学第一定律改变内能的两种方式改变内能的两种方式做功做功W热传递热传递Q其它形式的能和其它形式的能和内能之间转化内能之间转化物体间内能的转移物体间内能的转移本质：能量守恒定律本质：能量守恒定律机械功转变为热量机械功转变为热量焦耳热功当量实验焦耳热功当量实验电功转变为热量电功转变为热量1卡卡=4.18焦耳焦耳 两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体两个温度不同的物体互相接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，并将持续到系统间达要降温，温度低的物体要升温，并将持续到系统间达到热平衡即温度相等为止，这个过程称之为到热平衡即温
39、度相等为止，这个过程称之为热传递热传递热传递的热传递的三种方式三种方式：热传导热传导、热对流热对流、热辐射热辐射热传递热传递Q热力学第二定律热力学第二定律热力学第二定律有两种表述：热力学第二定律有两种表述：v(1)按热传递的方向性来表述：不可能使热量按热传递的方向性来表述：不可能使热量从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化v(2)按机械能与内能转化过程的方向性来表述：按机械能与内能转化过程的方向性来表述：不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化功，而不引起其他变化实质是说：热学过程具有方向性，
40、是实质是说：热学过程具有方向性，是实质是说：热学过程具有方向性，是实质是说：热学过程具有方向性，是不可逆不可逆不可逆不可逆的。的。的。的。18541854年克劳修斯引进熵年克劳修斯引进熵年克劳修斯引进熵年克劳修斯引进熵 S S 的概念，则热力学第二定律的概念，则热力学第二定律的概念，则热力学第二定律的概念，则热力学第二定律可表述为熵增加原理：孤立系统内部进行任何过程可表述为熵增加原理：孤立系统内部进行任何过程可表述为熵增加原理：孤立系统内部进行任何过程可表述为熵增加原理：孤立系统内部进行任何过程时，总是熵增加的。时，总是熵增加的。时，总是熵增加的。时，总是熵增加的。熵熵熵熵无序程度的量度无序程
41、度的量度无序程度的量度无序程度的量度T TWWT1T1QQT2T2退退化化论论 18771877年玻尔兹曼提出了把熵年玻尔兹曼提出了把熵年玻尔兹曼提出了把熵年玻尔兹曼提出了把熵(entropy)(entropy)S S 和热力学概率和热力学概率和热力学概率和热力学概率(即微观量子态的数目）联系即微观量子态的数目）联系即微观量子态的数目）联系即微观量子态的数目）联系起来，认为起来，认为起来，认为起来，认为熵是系统无序程度的量度。熵是系统无序程度的量度。熵是系统无序程度的量度。熵是系统无序程度的量度。则热力学第二定律意义是系统总是自发的向无则热力学第二定律意义是系统总是自发的向无则热力学第二定律意
42、义是系统总是自发的向无则热力学第二定律意义是系统总是自发的向无序方向进行。克劳修斯后来又提出了序方向进行。克劳修斯后来又提出了序方向进行。克劳修斯后来又提出了序方向进行。克劳修斯后来又提出了“热寂说热寂说热寂说热寂说”：宇宙的发展最终将达到永：宇宙的发展最终将达到永：宇宙的发展最终将达到永：宇宙的发展最终将达到永恒的死寂状态。恒的死寂状态。恒的死寂状态。恒的死寂状态。显然许多情况下的系统是退化的，进化是有条件的。正因为此，显然许多情况下的系统是退化的，进化是有条件的。正因为此，显然许多情况下的系统是退化的，进化是有条件的。正因为此，显然许多情况下的系统是退化的，进化是有条件的。正因为此，才需要
43、珍惜生命，创造和保护好的自然环境和社会环境。才需要珍惜生命，创造和保护好的自然环境和社会环境。才需要珍惜生命，创造和保护好的自然环境和社会环境。才需要珍惜生命，创造和保护好的自然环境和社会环境。第一类永动机第一类永动机.概念：概念：违背能量守恒定律违背能量守恒定律不消耗能量的机器不消耗能量的机器失败原因：失败原因：第二类永动机第二类永动机.概念：概念：从单一热源吸收热量全部转变为做功。从单一热源吸收热量全部转变为做功。例如从海水中吸收热能转变为功。例如从海水中吸收热能转变为功。违背热力学第二定律违背热力学第二定律失败原因：失败原因：永动机不可能制成永动机不可能制成历史上的永动机模型历史上的永动
44、机模型13世纪法国人奥恩世纪法国人奥恩库尔的永动机模型库尔的永动机模型软臂永动机软臂永动机 滚珠永动机滚珠永动机阿基米德螺旋永动机阿基米德螺旋永动机磁力型永动机磁力型永动机 浸润型永动机浸润型永动机两个物体放在一起彼此接触，它们若两个物体放在一起彼此接触，它们若不发生热传递，其原因是不发生热传递，其原因是()()A A它们的内能相同它们的内能相同B B它们的比热相同它们的比热相同CC它们的分子总动能相同它们的分子总动能相同D D它们的温度相同它们的温度相同练习练习1一定量的气体从外界吸收了一定量的气体从外界吸收了2.62.610105 5J J的热量，的热量，内能增加了内能增加了4.2 4.2
45、 10105 5J J。问：是气体对外界做了功，还是外界对气体做问：是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？了功？做了多少焦耳的功？练习练习2练习练习31.下列哪些物理过程具有方向性下列哪些物理过程具有方向性()A.热传导过程热传导过程B机械能和内能的转化过程机械能和内能的转化过程C气体的扩散过程气体的扩散过程D气体向真空中膨胀的过程。气体向真空中膨胀的过程。两个物体放在一起彼此接触，它们若两个物体放在一起彼此接触，它们若不发生热传递，其原因是不发生热传递，其原因是()()A A它们的内能相同它们的内能相同B B它们的比热相同它们的比热相同CC它们的分子总动能相同它们的分子
46、总动能相同D D它们的温度相同它们的温度相同D练习练习1答案答案一定量的气体从外界吸收了一定量的气体从外界吸收了2.62.610105 5J J的热量，的热量，内能增加了内能增加了4.2 4.2 10105 5J J。问：是气体对外界做了功，还是外界对气体做问：是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少焦耳的功？了功？做了多少焦耳的功？解：解：根据根据U=W+Q 得得W=U Q=4.2 105J 2.6105J=1.6105J W为为正值，外界对气体做功，做了正值，外界对气体做功，做了1.6105J 的的功。功。练习练习2答案答案练习练习3答案答案1.下列哪些物理过程具有方向性下列哪些物理过程具有方向性()A.热传导过程热传导过程B机械能和内能的转化过程机械能和内能的转化过程C气体的扩散过程气体的扩散过程D气体向真空中膨胀的过程。气体向真空中膨胀的过程。ABCD