物理學科常見考點詳解之熱學部分

在物理學中熱學部分是考試中也有所涉及的一個考點，在初中就有了解，但也都局限在一些簡單的知識點以及宏觀物理現象，而進入到高中階段後知識點就會稍微難一些並講解了一些微觀現象。主要包括的知識點有：分子動理論，溫度、內能，熱力學三大定律與永動機，氣體。主要的考點有：分子勢能和分子動能以及內能改變的條件，熱力學三大定律及永動機，氣體狀態方程的動態分析。下面將考點進行一下詳細的梳理：

一、分子動理論

1、物質是由大量分子組成：分子的大小是數量級10-10m，是球狀因此採用油膜法來測分子直徑。分子的質量在10-27——10-26kg左右。阿伏伽德羅常數：1mol的任何物質所含的粒子數，Na=6.02×1023mol-1。

2、分子永不停息地做無規則運動：熱運動(1)擴散現象：氣味的擴散或兩種物質長時間接觸相互滲透。(2)布朗運動：花粉運動。

3、布朗運動的特點：(1)對象：小顆粒而不是分子(2)實質：布朗運動不是分子的運動，而是懸浮在液體或氣體中顆粒的運動，是宏觀現象。(3)特點：永不停息、運動無規則，其激烈程度與顆粒大小和環境溫度有關。顆粒越小、溫度越高布朗運動越顯著。

4、分子間存在著相互作用力：(圖一)

二、溫度、內能

1、分子動能：大量做熱運動的分子具有的動能叫分子動能，溫度是分子熱運動的平均動能的標誌。溫度越高，動能越大，溫度越低，動能越小。

 

2、分子勢能：由分子間相對位置決定的勢能叫分子勢能。(圖二)

3、內能：物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內能。

4、改變內能的兩種方式：(1)做功：本質是其他形式的能和內能之間的相互轉化。(2)熱傳遞：其本質是物體間內能的轉移。做功和熱傳遞在改變物體的內能上是等效的，但有本質的區別。

三、熱力學三大定律與永動機

1、熱力學第一定律：一個熱力學系統的內能增量等於外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和，它揭示了能量的轉化和守恆定律。表達式為：△U=Q+W

2、熱力學第二定律：(克勞修斯)不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化。(按熱傳導的方向性表述，自發由高溫傳向低溫)並且熱傳遞不可能是100%

對第二定律的理解：(1)「自發」指明了熱傳遞等熱力學宏觀現象的方向性，不需要藉助外界提供能量的幫助。(2)「不產生其他影響」的涵義是發生的熱力學宏觀過程只在系統內完成，對周圍環境不產生熱力學方面的影響。如：吸熱、放熱、做功。

3、熱力學第三定律：熱力學零度(-273℃)不可能達到。

4、永動機：(1)第一類永動機：①概念：不消耗能量而對外界做功的機器。②原因：違背了能量的轉化和守恆定律。(2)第二類永動機：①概念：只能從單一熱源吸收熱量並把它全部用來做功，而不引起其他變化的熱機。②原因：熱機的效率不可能達到100%。

四、氣體

1、氣體狀態參量：溫度T、體積V、壓強P

2、氣體實驗方程：玻意爾定律、查理定律、蓋呂薩克定律。

理想氣體：氣體分子本身的體積和氣體分子間的作用力都可以忽略不計的氣體。

3、理想氣體狀態方程：對於一定質量的理想氣體有：PV/T=C，即P1V1/T1 = P2V2/T2

T一定時：PV = 恆量，或P1V1 = P2V2，

V一定時：P/T = 恆量，即P1/T1 = P2/T2，

P一定時：V1/V2 = T1/T2，即V/T = 恆量

以上是對熱學部分知識點的總結和整理，此部分在高中學習時是在選修部分。在教師資格的考試中會1～3道題，一般會出現2道選擇題，因此在複習這部分知識的時候應該給予一定的重視並且進行有針對性的練習。

中公講師田曉萃解析

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