人教版高中物理选修3-3知识框图

第7章分子动理论【知识结构】分子动力理论分子动理论物体由大量分子组成的用油膜法估测分子直径：𝑑=𝑣/𝑠分子的大小10−10𝑚阿伏伽德罗常数𝑁𝐴=6.02∗1023mol−1分子的热运动扩散现象直接证明分子的热运动布朗运动意义：间接反映分子d热运动原因：液体（气体）分子撞击悬浮于内的固体颗粒，撞击作用不平衡引起的决定因素：温度越高，运动越剧烈；颗粒越小，运动越激烈热运动定义：物体内大量分子永不停息的做无规则运动特点：永不停息；无规则；温度越高，运动越激烈分子间的作用力引力、斥力同时存在，分子力是指引力和斥力的合力规律：𝑟=𝑟0,𝐹引=𝐹斥；𝑟𝑟0,𝐹引=𝐹斥；𝑟𝑟0,𝐹引=𝐹斥温度和温标一切达到热平衡的系统都具有相同的温度热平衡定律：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热力学温度与摄氏温度：T=t+273.16K；绝对零度是低温的极限，永远达不到内能所有分子动能与分子势能的总和分子动能：温度是分子热运动的平均动能的唯一标志分子势能分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加；r=r0时，分子势能最小决定因素：微观（分子间距离）；宏观（物体的体积）决定因素：宏观上内能取决于物质的量、温度、体积【重点概念与方法梳理】1.分子的动能、分子的势能、物体的内能分子的动能分子的势能物体的内能定义物体的分子不停地运动着，运动着的分子所具有的能由物体的分子的相对位置所决定的能物体中所有分子动能与势能的总和微观分子永不停息地做无规则运动分子间存在的相互作用的引力和斥力所决定的能分子热运动和分子间存在作用力宏观与温度有关与物体的体积有关与分子数、温度、体积有关量值永远不等于0可能等于0用于不等于02.分子微观量的估算（1）利用阿伏伽德罗常数计算①已知物质的摩尔质量M，借助于阿伏伽德罗常数，可以求得这种物质的分子质量m=M/𝑁𝐴②已知物质的摩尔体积𝑉𝑚𝑜𝑙,借助阿伏伽德罗常数，可以计算出这种物质的一个分子所占体积∆V=𝑉𝑚𝑜𝑙/𝑁𝐴③若物体是固体或液体，可把分子视为紧密排列的球形分子，可估算分子直径d=√6𝑉𝑚𝑜𝑙𝜋𝑁𝐴3④依据求得的一个分子占据的体积∆V，可估算分子间距此时把每个分子占据的空间认为是一个小立方体模型，所以分子间距d=√∆𝑉3，这对气体、固体、液体均适用。⑤已知物质的体积和摩尔体积，求物质分子数，则∆V=𝑁𝐴𝑉/𝑉𝑚𝑜𝑙⑥已知物质的质量m和摩尔质量M，求物质的分子数n，则n=𝑚𝑀𝑁𝐴第八章气体【本章知识结构】气体状态参量温度T意义：气体分子平均动能的标志温标：摄氏温标、热力学温标；T=t+273.16K体积V气体分子体积等于容器的体积压强P意义：气体对器壁单位面积上的压力产生：大量气体分子对器壁频繁碰撞d结果决定因素：分子的平均动能、分子的密集程度计算：连通器原理、平衡条件、牛二定律实验定律玻意耳定律图像：等温线𝑃1𝑉1=𝑃2𝑉2查理定律图像：等容线𝑃1/𝑇1=𝑃2/𝑇2盖-吕萨克定律图像：等压线𝑉1/𝑇1=𝑉2/𝑇2理想气体状态方程理想气体：严格遵循气体实验定律、无分子势能。空气在温度不太低，压强不太大时可近视看作理想气体𝑃𝑉𝑇=𝐶常量，𝑃1𝑉1/𝑇1=𝑃2𝑉2/𝑇2气体热现象的微观意义气体分子运动特点、压强d微观解释、气体压强实验的微观解释、统计规律及其应用【重点概念和方法梳理】1.三个实验定律玻意耳定律查理定律盖-吕萨克定律内容一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成反比一定质量的气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比表达式𝑃1𝑉1=𝑃2𝑉2𝑃1/𝑇1=𝑃2/𝑇2𝑉1/𝑇1=𝑉2/𝑇2图像微观解释一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能一定，在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变，在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变2.平衡状态下气体压强的计算方法①参考液片法：选取假想的液体薄片（自身重力不计）为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去体积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体压强②力平衡法：选与气体接触的液柱或活塞为研究对象进行受力分析，得到液柱或活塞的受力平衡方程，求得液体压强。③等压面法：在连通器中，同一种液体（中间不间断）同一深度处压强相等。3.气体实验定律、理想气体状态方程的应用方法①选对象：根据题意，选出所研究的某一部分气体，这部分气体在状态变化过程中，其质量必须保持一定。②找参量：找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组P、V、T数值或表达式，压强的确定往往是关键，常需要结合力学知识（如力平衡条件或牛顿运动定律）才能写出表达式。③认过程：过程表示两个状态之间的一种变化方式，除题中条件已经直接指明外。在许多情况下，往往需要通过对研究对象跟周围环境的相互关系的分析中才能确定。认清变化过程是正确选用物理规律的前提。④列方程：根据研究对象状态变化的具体方式，选用气态方程或某一实验定律，带入具体数值，最后分析讨论所得结果的合理性及其物理意义。4.水银柱移动问题的分析方法由于气体温度的变化而引起水银柱的移动，可以先假设水银柱两侧气体的体积不变，那么，由于温度的变化，必然会引起气体压强的变化，比较这两部分气体压强变化的大小，从而判断出水银柱移动的方向。常采用的分析方法如下：①公式法取水银柱两侧的气体为研究对象，设两侧气体分别为A和B，假定这两部分气体的体积不变，对于A部分气体，由查理定律得𝑃𝐴1𝑇𝐴1=𝑃𝐴2/𝑇𝐴2,变形可得∆𝑃𝐴=∆𝑇𝐴𝑇𝐴1𝑃𝐴1；同理，对于B部分气体，∆𝑃𝐵=∆𝑇𝐵𝑇𝐵1𝑃𝐵1。再依据题中给定的条件判断水银柱的移动方向。②图像法假设水银柱两侧气体的体积不变，在P-T图像上做出这两部分气体的等容线，利用等容线求出与温度变化量∆T所对应的压强变化量∆P，依据两侧气体∆P的大小关系判断水银柱的移动方向。③极限推理法如果在物理变化过程中，自变量的变化是连续的，且因变量随自变量的变化是单调的，那么，就可以将这一物理量变化过程合力地推到极限状态进行研究，这样就可以以极限状态为依据判断物理量的变化。5.变质量问题的求解变质量问题，都是通过研究对象的选取，使之转换为定质量问题。问题问题情境解题思路①充气问题向球、轮胎等容器中充气选择求内原有气体和即将打入的所有气体作为研究对象，把充气过程中的气体质量变化问题转换为一定质量气体的状态变化问题。②抽气问题从容器中抽气在从容器抽气的过程中，容器内气体的质量不断减小，属于变质量问题。分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，则气体质量不变，故抽气过程可看成是一定质量气体的等温膨胀过程。③灌气问题将一个大容器里的气体分装到多个小容器中分析时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成是一个整体来作为研究对象。④漏气问题容器漏气容器漏气过程中，气体的质量不断发生变化。选漏出的气体和容器内剩余气体做研究对象。6.气缸类问题的解法题目特征气缸类问题是热血部分典型的物理综合题，它需要考查气体、气缸或活塞等多个研究对象，涉及热学、力学甚至电学等物理知识，需要灵活、综合地应用知识来解决问题常见类型①气体系统处于平衡状态，需综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题；②气体系统处于力学非平衡状态，需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题；③封闭气体的容器（如气缸、活塞、玻璃管等）与气体发生相互作用的过程，如果满足能量守恒条件，可根据能量守恒定律解题；④两个或多个气缸封闭着几部分气体，并且气缸之间相互关联的问题，解答时应分别研究各部分气体，找出它们各自遵循的规律，写出相应的方程，还有写出各部分气体之间压强或体积的关系，联立求解。解题思路①弄清题意，确定研究对象。一般来说，研究对象分两类：一类是热学研究对象（一定质量的理想气体）；令一类是力学研究对象（气缸、活塞或系统）；②分析清楚题目所述的物理过程，对热学研究对象分析清楚初末状态变化过程，依据气体实验定律列出方程；对力学研究对象进行受力分析，列出力学方程。③挖掘隐含条件，如几何关系，列出辅助方程。④多个方程联立求解，注意检验求解结果的合理性。第九章固体、液体和物态变化【本章知识框架】物态和物态变化固体单晶体：规则的几何形状、有确定的熔点、物理性质各向异性多晶体：无规则的几何形状、有确定的熔点、物理性质各向同性非晶体：无规则的几何形状、无确定的熔点、物理性质各向同性晶体的微观结构：内部微粒按照一定d规则排列，具有空间上的周期性液体表面张力：①是液体表面各部分存在的相互吸引力；②使液面具有收缩的趋势；③大小与边界长度、液体种类、温度有关浸润不浸润毛细现象：浸润液体在细管中上升、不浸润液体在细管中下降饱和汽与饱和汽压汽化：蒸发、沸腾饱和汽：一种动态平衡的蒸汽、饱和汽压与温度的关系空气湿度（绝对湿度、相对湿度）相对湿度=水蒸气的实际压强/同温度水的饱和汽压物态变化中的能量变化熔化热：晶体有熔化热，不同晶体的熔化热不同；非晶体没有确定的熔化热汽化热：物质在不同温度下对应的汽化热不同，汽化热与外界气压的压强有关【重点概念和方法梳理】1.单晶体、多晶体、非晶体类别单晶体多晶体非晶体天然几何外形特点有无无原因物质微粒排列有规则内部晶体排列无规则物质微粒排列五规则物理性质和方向性特点各向异性各向同性各向同性原因物质微粒排列有规则内部晶体排列无规则物质微粒排列五规则固定的熔点特点有有无原因需要破坏点阵结构需要破坏点阵结构无点阵结构第十章热力学定律【本章知识框架】热力学定律内能功和内能：∆𝑈=𝑊（绝热），焦耳热功当量实验热和内能：∆𝑈=𝑊（纯热传递）；热传递方式（传导、对流、辐射）热力学第一定律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它所做功的和∆𝑈=𝑊+𝑄符号法则：内能增加∆𝑈0;内能减少∆𝑈0；外界对气体做功𝑊0；气体对外界做功𝑊0；从外界吸热𝑄0;放出热量𝑄0.能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能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，在转化或转移过程中其总量保持不变第一类永动机不可能制成热力学第二定律克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全做功而不产生其他影响微观解释：一切自发过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行（熵增加原理：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少）能量与环境能量耗散：没办法把流散的内能重新收集起来加以利用环境污染：温室效应、酸雨、光化学烟雾开发新能源：太阳能、生物质能、风能、水能等