热学讲义(修改).doc

物质是由大量分子组成的
一、分子的大小（数量级为10-10m）
1.单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。
如果分子直径为d，油滴体积是V，油膜面积为S，则d=V/S，根据估算得出分子直径的数量级为10-10m。（图1）
2.用显微镜观察（图2）
看物理课本上彩色插图，钨针的尖端原子分布的图样：插图的中心部分亮点直接反映钨原子排列情况。如果设想钨原子是一个挨着一个排列的话，那么钨原子之间的距离L就等于钨原子的直径d，如图所示。
3.物理学中还有其他不同方法来测量分子的大小，用不同方法测量出分子的大小并不完全相同，但是数量级是相同的。
二、阿伏伽德罗常数
1mol的任何物质所含的微粒数就称之为阿伏伽德罗常数
可用符号NA表示此常数，NA=6.02×1023个/mol
是连接宏观和微观的桥梁
三、微观量的计算
M—摩尔质量Vm—摩尔体积m0—一个分子的质量V0—一个分子的体积d—分子的直径NA—阿伏伽德罗常数N—分子数

分子热运动
一、扩散现象
1.定义：不同的物质相互接触彼此进入的现象
2.影响因素：温度
3.意义：表明分子在永不停息的做无规则运动
二、布朗运动
1.定义：悬浮在液体中的固体微粒做无规则运动的现象
2.影响因素：温度、固体微粒的大小
3.意义：间接的说明分子在做无规则的运动
4.分析、解释布朗运动的原因
（1）布朗运动不是由外界因素影响产生的。（外界因素指温度差、压强差、液体振动等等）
（2）布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒在各个方向受液体分子撞击作用不平衡造成的。液体温度越高，分子做无规则运动越激烈，撞击微小颗粒的作用就越激烈，而且撞击次数也加大，造成布朗运动越激烈。
5.布朗运动的发现及原因分析的重要意义
（1）固体颗粒是由大量分子组成的，仍然是宏观物体；显微镜下看到的只是固体微小颗粒，光学显微镜是看不到分子的；布朗运动不是固体颗粒中分子的运动，也不是液体分子的无规则运动，而是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动。无规则运动的原因是液体分子对它无规则撞击的不平衡性。因此，布朗运动间接地证实了液体分子的无规则运动。
（2）布朗运动随温度升高而愈加激烈，在扩散现象中，也是温度越高，扩散进行的越快，而这两种现象都是分子无规则运动的反映。这说明分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子无规则运动越激烈。所以通常把分子的这种无规则运动叫做热运动。
三、扩散和布朗运动的比较
（1）相同点：
都能够说明分子在永不停息的做无规则运动
（2）不同点：
扩散现象是直接的说明，而布朗运动则是间接的说明
四、热运动
1.定义：分子的无规则运动就叫作热运动
2.原因：分子的无规则运功与温度有关

分子之间的相互作用力

一、分子间存在着相互的引力和斥力
二、分子力：分子间引力和斥力的合力，即：F合=F引+F斥
三、分子力随分子间距离变化的规律（图1）
1.当r=r0时，F引=F斥，合力为0；
2.当r>r0时F引>F斥，合力为引力；当r>10r0时引力和斥力都趋近于0，合力也趋近于0；
3.当r<r0时F引<F斥,合力为斥力。
4.合力随分子间距离变化的规律
随着r的增大先逐渐减小为0，再反向增大再逐渐减小

四、分子间引力和斥力的变化规律：
随着分子间距离的变化，引力和斥力都要发生变化，但是斥力变化的要比引力变化的快，即：
随着r的增大，引力和斥力都要减小，但是斥力减小的比引力减小的更快；
随着r的减小，引力和斥力都要增大，但是斥力增大的比引力增大的更快。

物体的内能

一、分子动能
分子由于做无规则运动而具有的能叫做分子动能。物体内各个分子的速率大小不同，因此，各个分子的动能大小不同。热现象是大量分子无规则运动的结果，所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。在研究大量分子热运动的动能时，用所有分子热运动动能的平均值即分子热运动的平均动能。和温度有关，温度是分子热运动平均动能的标志。
二、分子势能（Ep）
1.定义：由分子间相对位置决定的能叫作分子势能。
2.分子势能随r变化的规律（图2）
1)当r=r0时，F引=F斥，合力为0。Ep具有最小值（不为0，∞处Ep=0）.
2)当r>r0时F引>F斥，合力为引力；
a随着r的减小，分子力做负功Ep增加；
b随着r的增大，分子力做正功Ep减小。
3)当r<r0时F引<F斥,合力为斥力；
a随着r的减小，分子力做正功Ep减小；
b随着r的增大，分子力做负功Ep增加。
三、物体的内能
1.定义：物体中所有分子热运动的动能和分子势能总和（任何物体都有内能）。
2.影响因素：温度、体积（分子间距离）、分子个数。
四、改变内能的方式——做功和热传递
1.做功：
外界对物体做功，物体的内能将增加，做了多少功物体的内能就增加多少；
物体对外界