《高中物理热学思维导图》
一、分子动理论
1.1 分子运动论的基本内容
1.1.1 物质由大量分子组成
1.1.2 分子永不停息地做无规则运动 (布朗运动)
- 布朗运动：悬浮在液体或气体中的微小固体颗粒的无规则运动
- 布朗运动不是液体或气体分子的运动，而是固体颗粒受到的分子撞击力的不平衡造成的
- 温度越高，颗粒越小，布朗运动越明显
1.1.3 分子间存在相互作用力
- 引力
- 分子间距离较大时，表现为引力
- 分子间距离较小时，表现为斥力
- 分子间作用力随分子间距离变化而变化
- 分子间存在平衡位置：引力 = 斥力
- 分子力与分子间距离的关系曲线
- 分子势能与分子间距离的关系曲线
1.2 温度
1.2.1 温度的定义
1.2.2 温度的微观意义
1.2.3 温标
1.3 内能
1.3.1 内能的定义
1.3.2 影响内能的因素
- 温度
- 温度越高，内能越大
- 不同物质，即使温度相同，内能也可能不同
1.3.3 内能的改变方式
- 做功
- 对物体做功，内能增加
- 物体对外做功，内能减少
- 从高温物体传递到低温物体，内能增加
- 从低温物体传递到高温物体，内能减少
二、气体
2.1 气体实验定律
2.1.1 理想气体
- 理想气体：严格遵守气体实验定律的气体模型
- 实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可以看作理想气体
2.1.2 气体实验定律
- 玻意耳定律 (等温变化)
- pV = 常量
- V/T = 常量
- p/T = 常量
2.1.3 理想气体状态方程
- pV/T = 常量
- 对于一定质量的气体：pV/T = C (常数)
- p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂
2.2 气体压强
2.2.1 气体压强的微观解释
2.2.2 影响气体压强的因素
- 温度
- 温度越高，分子平均动能越大，压强越大
- 气体密度越大，单位体积内分子数越多，压强越大
2.3 气体压强的计算
2.3.1 封闭气体压强
- 直接计算：
- 利用帕斯卡原理：同一液面上的压强相等
- 受力分析，根据平衡条件求解
三、热力学定律
3.1 热力学第一定律
3.1.1 内容
- ΔU = W + Q
- ΔU：内能的改变
- W：外界对物体做的功 (外界对系统做功为正，系统对外界做功为负)
- Q：物体吸收的热量 (物体吸收热量为正，物体放出热量为负)
3.1.2 应用
* 等容变化：W = 0，ΔU = Q
* 等压变化：Q = ΔU + pΔV
* 绝热变化：Q = 0，ΔU = W
* 循环过程：ΔU = 0，W + Q = 0
3.2 热力学第二定律
3.2.1 内容
- 克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体
- 开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量并全部用来做功而不引起其他变化
3.2.2 热力学第二定律的本质
- 自然界中自发进行的热力学过程都是不可逆的
- 热力学过程具有方向性
- 自然界中的一切实际过程都朝着分子热运动的无序性增大的方向发展 (熵增原理)
3.3 能量守恒定律
3.3.1 内容
- 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变
四、相变
4.1 熔化与凝固
4.1.1 晶体与非晶体
4.1.2 熔化
4.1.3 凝固
4.2 汽化与液化
4.2.1 汽化
- 汽化：物质从液态变为气态的过程
- 汽化吸热
- 两种方式：
- 蒸发：只在液体表面发生的汽化现象，温度越低，蒸发越慢
- 沸腾：在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象，在一定温度下发生（沸点）
4.2.2 液化
4.3 升华与凝华
4.3.1 升华
4.3.2 凝华
