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分子热运动能量守恒辅导
第十一章 分子热运动 能量守恒辅导 丰台分院 吴勤智 2003.10 一、物体是由大量分子组成的 1.分子直径的数量级为10-10米(1埃) 2.阿伏加德罗常数是反映1摩尔任何物质所含有的微粒数都相同,即6.02×1023mol-1。 阿伏加德罗常数之大,具体说明了物体是由大量分子组成的。 练习: 将0.001mol香水,分散在12×7×3.5m3的体积空间,那么每立方米空间有多少个香水分子? n=0.001×6.02×1023=6.02×1020(个) N=n/V=2.0×1018(m-3) 二、分子的热运动 1.?????? 扩散现象的分析: 扩散是物质分子的彼此迁移,物质分子运动的结果。扩散的结果是使物质分布趋于均匀。分子运动的机理——就是要打破一切不均衡性,使之均衡。扩散的快慢与温度、物质本身结构性质有关系。温度越高,扩散越快,分子结构紧密,相互作用力大,扩散就慢;分子结构松散,相互作用力弱,扩散就快。这就是固体不易扩散,而气体及易扩散的原因。 扩散现象可以在固体、液体、气体中发生。 2. 对布朗运动的分析 布朗运动的特点: ①无规则; ②永不停息; ③粒子越小,运动越明显; ④温度越高,布朗运动越快. 解释: 布朗运动是布朗粒子的运动,不是分子的运动.布朗运动的形成原因是由于液体分子对布朗粒子撞击的结果,所以布朗运动可以说明分子在运动。由布朗运动的特点,可以说明分子运动也有一些特点:①??分子运动没有规则性.布朗运动的无规则是由于液体分子对布朗粒子的撞击无规则,即分子运动无规则.②??分子运动永不停息。布朗运动的永不停息是由于液体分子永不停息的撞击,即分子运动永不停息. 三、分子间的相互作用力 分子间的相互作用力特点: ①分子引力和分子斥力都属短程作用力,它们的作用范围:10-10m数量级。当分子间距离增大到10-9m数量级,分子力就减少到可以忽略不计的程度. ②分子引力与分子斥力同时存在 不受外界作用时,分子间的引力与斥力大小相等,这时分子间的距离为r0(f斥=f引,f合=0)。 ③分子引力与分子斥力都随分子间距离变化而变化。当r> r0 时,分子引力与分子斥力都随分子间距离增大而减少,斥力减小快,表现为引力; 当r < r0 时,分子引力与分子斥力都随分子间距离减小而增大, 斥力增大快,表现为斥力。 四、物体的内能 热量 1.分子动能 分子作热运动所具有的动能称分子动能。 2.分子平均动能,温度 所有分子的动能的平均值叫分子热运动的平均动能.温度是分子平均动能的标志. 3.分子势能 由分子间的相互作用力,分子间的相对位置决定的势能叫分子势能. 4.物体的内能 物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的热力学能,也叫内能. 分子动能特点的分析 分子永不停息地作无规则的运动,分子具有动能,对单个分子,由于频繁的碰撞,其动能时刻改变,而且没有规则.因此对单个分子的动能的研究没有多大的实际意义. 对一个物体来说,虽各个分子动能时刻改变,但分子动能总和趋于一个稳定值,因此,分子平均动能趋于一个稳定值.由于分子平均动能反映物体分子所处的整体状态,所以研究分子平均动能有实际意义. 关于物体内能的改变改变内能的两种方式 (1)做功可以改变物体的内能.(能量的转变) (2)热传递可以改变物体的内能。(能量的转移) 做功和热传递对改变物体的内能是等效的。 对做功改变物体内能的分析 外界对物体做了多少功,物体的内能就增加多少;物体对外界做了多少功;物体的内能就减少多少。 压缩气体,是外界对气体做功,气体的内能增加,气体内能的增加量等于外界对气体做的功. 气体膨胀,是气体对外界做功,气体的内能减少,气体内能的减少量等于气体膨胀对外做的功. 五、热力学第一定律 能量守恒定律 1.热力学第一定律 外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加△U.即: △U=Q+W 2.能量守恒定律 能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从—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. 3.永动机不可能制成 不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功,这种机器被称为永动机,这种永动机是不可能制造成的。 六、热力学第二定律 1.热传递的方向性
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