热学思考题╱第一章热学基础知识与温度

热学思考题和参考解答

第一章热学基础知识和温度

1．1 若热力学系统处于非平衡态，温度概念能否适用？

【答】对于处于非平衡态的系统，只要局域平衡条件能满足，则对于处于局域平衡的每个子系统来说，温度概念仍能适用。

1．2 系统A 和B 原来各自处在平衡态，现使它们互相接触，试问在下列情况下，两系统接触部分是绝热的还是透热的，或两者都可能?(1)当A V 保持不变，

A p 增大时，

B V 和B p 都不发生变化；(2)当A V 保持不变，

A p 增大时，

B p 不变而B V 增大；(3)当A V 减少，A p 增大时，B V 和B p 均不变．

【答】设容器都是密闭的．(1)是绝热的．因为A p A V 增大，所以A 的温度增加．但它并不使B 状态发生变化，说明既没有热量传递也没有做功．(2)是透热的．因为A p A V 增大，所以A 的温度增加．从B 来说，B V 增加了，说明B 膨胀对外做了功，其能量只能来源于从A 吸热．(3)因为B V 和B p 均不变，说明B 的温度不变．但是A V 减少，同时A p 增大，这两者的乘积可变可不变，所以A 的温度也可变可不变．若A 的温度改变则是绝热的；若A 的温度不变，则A ，B 相互接触的部分仍然绝热，因为B 的状态始终不变．

1．3 在建立温标时是否必须规定热的物体具有较高的温度，冷的物体具有较低的温度?是否可作相反的规定?在建立温标时，是否须规定测温属性一定随温度作线性变化?

【答】在建立温标时必须规定热的物体具有较高的温度，冷的物体具有较低的温度，因为热量是从高温物体传递到低温物体的．

很有意思的是，对于处于负温度的子系则是例外．因为负温度比正温度还要高，热量是从负温度物体流向正温度物体的．

建立温标时并不一定规定测温属性随温度作线性变化，这完全由分度公式来规定．

1．4 冰的正常溶点是多少？纯水的三相点温度是多少？

【答】冰的正常溶点是273.15K,纯水的三相点温度是273.16K 。虽然其温度仅仅相差0．01 K ，但是这两个状态却相差甚远．因为物质的状态不仅决定于温度，还要决定于压强．冰的正常溶点是指冰在0.101a MP ，而纯水的三相点时的压强却只有609 Pa ．

1．5 太阳中心温度为7

10K ，太阳表面温度6 000 K ，太阳内部不断发生热核反应，所产

生热量以恒定不变的热产生率从太阳表面向周围散发．试问太阳是否处于平衡态?

【答】太阳处于非平衡态，这是因为太阳内部温度不均匀，不满足热学平衡条件．另外，若从是否存在“流”来判别是平衡态还是非平衡态，则太阳中不断有热流及光子流从内部传向外层，并从外层流向太空，所以它也处于非平衡态．

1·6 做匀加速直线运动的车厢中放一相对于车厢静止的匣子，匣子中的气体是否处于平衡态?从地面上看，匣子内气体不是形成粒子流了吗?匣子内气体的密度是否处处相等?

【答】虽然从地面上看，运动匣子内气体分子形成了粒子流，但是应该注意到，热学与热学的主要区别在于:热学一般不考虑把系统作为一个整体的宏观机械运,若系统在作整体运动,则坐标应该取在运动的系统上．以匣子为参考系，匣子内气体不存在粒子流，所以匣子中气体处于平衡态．

但是，匣子内气体的密度并不处处相等．这是因为匣子在做匀加速直线运动，它是一个非惯性系，因而匣子中处处存在惯性力．我们也可以说匣子中存在一个惯性力场，它与重力场是完全类似的．我们知道，在重力场中气体的密度随高度有一个分布，同样，做匀加速直线运动的匣子内的气体的密度沿运动方向也有一个分布．但是这种密度的不均匀并不影晌平衡态的建立，也就是说系统仍然可以处于平衡态．

1.7 气体在平衡态时有何特征?气体的平衡态与力学中的平衡态有何不同?

【答】气体在平衡态时，系统与外界在宏观上无能量和物质的交换；系统的宏观性质不随时间变化。

力学平衡态与热力学平衡态不同。当系统处于热平衡态时，组成系统的大量粒子仍在不停地、无规则地运动着，大量粒子运动的平均效果不变，这是一种动态平衡。而个别粒子所受合外力可以不为零。而力学平衡态时，物体保持静止或匀速直线运动，所受合外力为零。

1．8 人坐在橡皮艇里，艇浸入水中一定深度．到夜晚温度降低了，但大气压强不变，问艇浸入水中深度将怎样变化．

【答】由于橡皮的弹性使艇的线度可变，从而维持橡皮艇内气体的压强始终和大气压强相等．由RT pV ν=知，在p 不变时V 与T 成正比，故夜晚时由于温度降低而v 减小．艇水平截面积缩小，而浮力不变，故吃水深度增加．

1．9 氢气球可因球外压强变化而使球的体积作相应改变．随着气球不断升高，大气压强不断减少，氢气不断膨胀．如果忽略大气温度及空气平均分子质量随高度的变化，试问气球在上升过程中所受浮力是否变化?说明理由．

【答】由于不管氢气球处于什么高度，球内氢气的压强恒等于球外空气压强，氢气球体积恒等于排开空气体积，而气球上升过程中球内外温度始终相同并且不随高度而变化，所以气球所排开空气的状态参量和氢气的状态参量完全相同．考虑到理想气体物态方程和气体种类无关，所以排开空气的物质的量恒等于氢气的物质的量，而氢气的物质的量是不变的，所以排开空气的物质的量也不变，故气球受到浮力不随高度而变．

1.10 为什么范德瓦尔斯方程中的修正量仅考虑气体分子间的作用力而不考虑容器壁分子对气体分子的作用力?

【答】我们知道，对于1摩尔理想气体的状态方程是：

PV=RT

对于客观存在的真实气体，只在压强比较低和体积比较大时才适用。当压强比较高而体积比较小时，上面的理想气体状态方程就不适用了。这时要用范德瓦尔斯方程才能符合测量的结果： ()RT b V V a P =-??

? ??

+2 式中：a 和b 为范德瓦尔斯修正量。

范德瓦尔斯在修正理想气体状态方程时，考虑的主要是气体分子之间的相互作用力。当气体分子之间的距离比较大时，它们之间的相互作用主要表现为相互吸引，其结果是好象实际压强比外压强大，有内压强存在，这就是修正量“a”的来源。当气体分子之间的距离比较近时，它们之问的相互作用主要表现为相互排斥，其结果是好象分予有一定的体积，不能无限制地压缩，这就是修正量“b”的来源。实验测量表明，修正量a 正比于阿伏加德罗常数No 的平方；修正量b 正比于N 。。由于每个气体分子都与周围的分子有相互作用，这就产生了分子问的相互作用势能。

为什么在范德瓦尔斯方程中，修正量a 和b 只考虑气体分子间的相互作用势能而不考虑容器壁分子与气体分子的相互作用呢?这是因为容器壁的分子只能对容器壁附近的气体分子发生作用，对气体中的绝大多数分子，由于距离远，其作用很小，可以忽略不计。既使是容器壁附近的气体分子，如果不是附着于器壁的情况下，这种相互作用力也是很小的。因此，器壁附近的气体分子与容器壁分子之间的相互作用势能比起全部气体分子之间的相互作用势能小很多，在一般情况下，完全可以忽略不计。而且，范德瓦尔斯方程在描述真实气体的状态时也有一定的精度。也就是说，根据范德瓦尔斯方程的精确度要求，其修正量a 和b 只要考虑气体分子之间的相互作用就足够了，没有必要考虑容器壁分子对气体分子的相互作用。

综上所述，从定性上看，既要考虑气体分子之间的相互作用，也要考虑容器壁分子与气体分子的相互作用。但是，从定量上看，由于容器壁分子与气体分子的相互作用，势能比气体分子之间的相互作用势能小很多，而范德瓦尔斯方程也是近似的，因此就不考虑容器壁分子与气体分子之间的祖互作用力了。

注:参考书目:

〔1〕秦允豪.热学习题思考题解题指导.北京.高教出版社.2004

〔2〕王青戴剑锋李维学.普通物理学知识结构与学习指南.北京.国防工业出版社.2007 〔3〕陈中华阎明宋青.大学物理学学习指导与能力训练.上海.同济大学出版社.2008 〔4〕马德录.普通物理疑难解答手册.沈阳.辽宁教育出版社.1987

初三热学基础知识完整版

二、严格区分热学中几个物理量的含义 1、正确理解温度、内能、热量温度、内能、热量是三个不同的物理量。温度表示物体的冷热程度，也反映分子无规则运动的快慢程度，温度越高，分子无规则运动越快。内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，它不仅跟分子的运动有关，而且跟分子间相互作用情况有关，内能的国际单位是焦耳。热量是在热传递过程中，传递内能的多少。在热传递过程中，高温物体放出了热量，内能减少；低温的物体吸收了热量，内能增加。热量是表示在热传递中，内能变化的物理量，它只存在于热传递过程中，热量的国际单位也是焦耳。例：（1）说“物体含有热量多少”的提法是不对的，因为热传递的实质是内能从高温的物体转移到低温的物体，热量是在热传递过程中，物体得到或失去内能的多少。当物体之间不存在热传递时，就没有内能的转移，也就不存在“热量”的问题。（2）说“物体吸收了热量，它的温度一定升高”也是不对的。因为在熔化和沸腾的过程中，晶体虽然吸热，但温度保持不变。（3）“物体的内能增加，它一定吸收了热量”也是不对的，因为热传递和做功对改变物体的内能是等效的，所从物体内能增加可能是它吸收了热量，也可能是外界对它做了功。若物体的温度升高，它的分子无规则运动加剧，分子的动能增大，如果物体又没对外做功，则它的内能肯定是增大。例题： 1、下列说法正确的是（） A、物体的内能与它的温度有关，与物体的体积无关 B、物体的体积改变，内能可能不变 C、物体的温度越高，物体中分子的无规则运动越剧烈

D、物体在被压缩时，分子间存在着斥力，不存在引力 2、关于物体内能变化，以下说法正确的是（） A、物体吸收热量，内能一定增大 B 、物体对外做功，内能一定减小 C、物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变 D、物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变 3、甲、乙两物体相接触，如果有热量从甲物体传到乙物体，则可知（） A、甲物体的热量一定比乙物体多 B、甲物体的内能一定比乙物体多 C、甲物体的质量一定比乙物体大 D、甲物体的温度一定比乙物体高 4、以下过程可能发生的是（） A、外界对物做功，同时物体放热，物体的温度可能保持不变 B、外界对物体做功，同时物体吸热，物体的温度可能保持不变 C、物体对外做功，同时物体放热，物体的温度可能保持不变 D、物体对外做功，同时物体吸热，物体的温度可能保持不变 5、关于内能，下列认识正确的是（） A、0℃的物体内能为零 B、物体的温度降低，内能一定减少 C、温度高的物体比温度低的物体内能多 D、运动的物体一定比静止的物体内能多 6、在热传递过程中，热量总是（） A、从质量大的物体传到质量小的物体 B、从密度大的物体传到质量小的物体 C、从温度高的物体传达室到温度低的物体 D、从比热容大的物体传到比热容小的物体

热学(李椿+章立源+钱尚武)习题解答_第1章温度

第一章温度 1-1在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数：（1）华氏温标和摄氏温标；（2）华氏温标和热力学温标；（3）摄氏温标和热力学温标？解：（1）当时，即可由，解得故在时（2）又当时则即解得：故在时，（3）若则有显而易见此方程无解，因此不存在的情况。 1-2 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽时，其中气体的压强为50mmHg。（1）用温度计测量300K的温度时，气体的压强是多少？（2）当气体的压强为68mmHg时，待测温度是多少？解：对于定容气体温度计可知： (1) (2) 1-3 用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为273.15K，试求温度计的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。解：根据已知冰点。

1-4用定容气体温度计测量某种物质的沸点。原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压强；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为,当从测温泡中抽出一些气体,使减为200mmHg时,重新测得,当再抽出一些气体使减为100mmHg时,测得.试确定待测沸点的理想气体温度. 解：根据从理想气体温标的定义：依以上两次所测数据,作T-P图看趋势得出时,T约为400.5K亦即沸点为400.5K. 题1-4图 1-5铂电阻温度计的测量泡浸在水的三相点槽时，铂电阻的阻值为90.35欧姆。当温度计的测温泡与待测物体接触时，铂电阻的阻值为90.28欧姆。试求待测物体的温度，假设温度与铂电阻的阻值成正比，并规定水的三相点为273.16K。解：依题给条件可得则故 1-6在历史上，对摄氏温标是这样规定的：假设测温属性X随温度t做线性变化，即，并规定冰点为，汽化点为。设和分别表示在冰点和汽化点时X的值，试求上式中的常数a和b。解：由题给条件可知由（2）-（1）得将（3）代入（1）式得

热学知识点

热学第一部分、分子热运动 1、分子运动理论的初步认识 (1)物质由分子、原子组成的。 (2)一切物质的分子都在不停地做无规则的运动——扩散现象。 (3)分子之间有相互作用的引力和斥力。 2、(1)分子运动理论的基本内容：物质是由分子组成的；分子不停地做无规则运动；分子间存在相互作用的引力和斥力。 (2)扩散现象：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散。气体、液体、固体均能发生扩散现象。扩散的快慢与温度有关。扩散现象表明：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，并且间接证明了分子间存在间隙。 (3)分子间的相互作用力既有引力又有斥力，引力和斥力是同时存在的。当两分子间的距离等于10-10 米时，分子间引力和斥力相等，合力为零,叫做平衡位置；当两分子间的距离小于10-10米时，分子间斥力大于引力，合力表现为斥力；当两分子间的距离大于10-10米时，分子间引力大于斥力，合力表现为引力；当分子间的距离很大(大于分子直径的10倍以上)时，分子间的相互作用力变得十分微弱，可近似认为分子间无相互作用力。第二部分、内能 1、内能 (1)概念：物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，叫物体的内能。 ①内能是指物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，不是指少数分子或单个分子所具有的能。 ②内能与温度有关，但不仅仅与温度有关，从微观角度来说，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用力有关。从宏观的角度来说，内能与物体的质量、温度、体积都有关。 ③一切物体在任何情况下都具有内能，物体的内能与温度有关，同一个物体，温度升高，它的内能增加，温度降低，内能减少。 (2)影响内能的主要因素：物体的质量、温度、状态及体积等。 (3)热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。分子无规则运动的速度与温度有关，温度越高，分子无规则运动的速度就越快，物体的温度越低，分子无规则运动的速度就越慢。内能也常叫做热能。 (4)内能与机械能的区别 ①物体的内能的多少与物体的温度、体积、质量和物体状态有关；而机械能与物体的质量、速度、高度、形变有关。它们是两种不同形式的能。 ②一切物体都具有内能，但有些物体可以说没有机械能，比如静止在地面土的物体。 ③内能和机械能可以通过做功相互转化。 ④内能的单位与机械能的单位是一样的，国际单位制都是焦耳，简称焦。用J表示。 2、改变物体内能的两种方法：做功与热传递 (1)做功： ①对物体做功，物体内能增加；物体对外做功，物体的内能减少。 ②做功改变物体的内能实质是内能与其他形式的能相互转化的过程。 (2)热传递： ①热传递的条件：物体之间(或同一物体不同部分)存在温度差。 ②物体吸收热量，物体内能增加；物体放出热量，物体的内能减少。 ③用热传递的方法改变物体的内能实质是内能从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分。 3、做功与热传递改变物体的内能是等效的。 4、热量 (1)概念：物体通过热传递的方式所改变的内能叫热量。 (2)热量是一个过程量。热量反映了热传递过程中，内能转移的多少，是一个过程量。所以在热量前面只能用“放出”或“吸收”，绝对不能说某物体含有多少热量，也不能说某物体的热量是多少。 (3)热量的国际单位制单位：焦耳(J)。第三部分、比热容 1、比热容的概念：单位质量的某种物质温度升高(或者降低)1℃吸收(或者放出)的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。用符号c表示比热容。 2、比热容的单位：在国际单位制中，比热容的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)。 3、比热容的物理意义 (1)比热容是通过比较单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收的热量，用来表示各种物质的不同性质。 (2)水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。它的物理意义是：1千克水温度升高(或降低)1℃，吸收(或放出)的热量是4.2×103J。 4、比热容表 (1)比热容是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热。 (2)从比热表中还可以看出，各物质中，水的比热容最大。这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。水的这个特征对气候的影响，很大。在受太阳照射条件相同时，白天沿海地区比内陆地区温度升高的慢，夜晚沿海地区温度降低也少。所以一天之中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。在一年之中，夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。 (3)水比热容大的特点，在生产、生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。冬季也常用热水取暖。 5、说明 (1)比热容是物质的特性之一，所以某种物质的比热不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变，也不

高中物理热学知识点归纳全面很好

选修3-3热学知识点归纳一、分子运动论 1. 物质是由大量分子组成的（1）分子体积分子体积很小，它的直径数量级是（2）分子质量分子质量很小，一般分子质量的数量级是（3）阿伏伽德罗常数（宏观世界与微观世界的桥梁） 1摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值：设微观量为：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ；宏观量为：物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ．分子质量：分子体积: （对气体，V 0应为气体分子平均占据的空间大小）分子直径: 球体模型: V d N =3A )2(34π 303 A 6=6=ππV N V d （固体、液体一般用此模型）立方体模型:30=V d （气体一般用此模型）（对气体，d 理解为相邻分子间的平均距离）分子的数量．A 1 A 1A A N V V N V M N V N M n ====ρμρμ 2. 分子永不停息地做无规则热运动（1）分子永不停息做无规则热运动的实验事实：扩散现象和布郎运动。（2）布朗运动布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动。布朗运动不是分子本身的运动，但它间接地反映了液体（气体）分子的无规则运动。（3）实验中画出的布朗运动路线的折线，不是微粒运动的真实轨迹。因为图中的每一段折线，是每隔30s 时间观察到的微粒位置的连线，就是在这短短的30s 内，小颗粒的运动也是极不规则的。（4）布朗运动产生的原因大量液体分子（或气体）永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。简言之：液体（或气体）分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。（5）影响布朗运动激烈程度的因素

第一章--化学热力学基础-习题解答

第一章化学热力学基础 1-1 气体体积功的计算式dV P W e ?-=中，为什么要用环境的压力e P ？在什么情况下可用体系的压力体P ？答：在体系发生定压变化过程时，气体体积功的计算式dV P W e ?-=中，可用体系的压力体P 代替e P 。 1-2 298K 时，5mol 的理想气体，在（1）定温可逆膨胀为原体积的 2 倍； ( 2 ) 定压下加热到373K ；（3）定容下加热到373K 。已知 C v,m = 28.28J·mol -1·K -1。计算三过程的Q 、W 、△U 、△H 和△S 。解（1） △U = △H = 0 kJ V V nRT W Q 587.82ln 298314.85ln 1 2=??==-= 11 282.282ln 314.85ln -?=?==?K J V V nR S （2） kJ nC Q H m P P 72.13)298373(,=-==? kJ nC U m V 61.10)298373(,=-=? W = △U – Q P =－ 3.12 kJ 112,07.41298 373ln )314.828.28(5ln -?=+?==?K J T T nC S m P （3） kJ nC Q U m V V 61.10)298373(,=-==? kJ nC H m P 72.13)298373(,=-=? W = 0 112,74.31298 373ln 28.285ln -?=?==?K J T T nC S m V 1-3容器内有理想气体，n=2mol , P=10P θ，T=300K 。求(1) 在空气中膨胀了1dm 3，做功多少？ (2) 膨胀到容器内压力为 lP θ，做了多少功？(3）膨胀时外压总比气体的压力小 dP , 问容器内气体压力降到 lP θ时，气体做多少功？ W f dl p A dl p dV δ=-?=-??=-?外外外

热力学的基础知识

热力学的基础知识 1、水和水蒸汽有哪些基本性质？答：水和水蒸汽的基本物理性质有：比重、比容、汽化潜热、比热、粘度、温度、压力、焓、熵等。水的比重约等于1（t/m3、kg/dm3、g/cm3）蒸汽比容是比重的倒数，由压力与温度所决定。水的汽化潜热是指在一定压力或温度的饱和状态下，水转变成蒸汽所吸收的热量，或者蒸汽转化成水所放出的热量，单位是： KJ/Kg。水的比热是指单位质量的水每升高1℃所吸收的热量，单位是KJ/ Kg·℃，通常取4.18KJ。水蒸汽的比热概念与水相同,但不是常数，与温度、压力有关。 2、热水锅炉的出力如何表达？答：热水锅炉的出力有三种表达方式，即大卡/小时（Kcal/h）、吨/小时(t/h)、兆瓦（MW）。（1）大卡/小时是公制单位中的表达方式，它表示热水锅炉每小时供出的热量。（2）"吨"或"蒸吨"是借用蒸汽锅炉的通

俗说法，它表示热水锅炉每小时供出的热量相当于把一定质量（通常以吨表示）的水从20℃加热并全部汽化成蒸汽所吸收的热量。（3）兆瓦(MW)是国际单位制中功率的单位，基本单位为W （1MW=106W）。正式文件中应采用这种表达方式。三种表达方式换算关系如下： 60万大卡/小时（60×104Kcal/h）≈1蒸吨/小时〔1t/h〕≈0.7MW 3、什么是热耗指标？如何规定？答：一般称单位建筑面积的耗热量为热耗指标，简称热指标，单位w/m2,一般用qn表示，指每平方米供暖面积所需消耗的热量。黄河流域各种建筑物采暖热指标可参照表2-1

上表数据只是近似值，对不同建筑结构，材料、朝向、漏风量和地理位置均有不同，纬度越高的地区，热耗指标越高。 4、如何确定循环水量？如何定蒸汽量、热量和面积的关系？答：对于热水供热系统，循环水流量由下式计算： G=[Q/c(tg-th)]× 3600=0.86Q/(tg-th)式中：G - 计算水流量，kg/h

第一章化学热力学基础参考答案

第一章 2．计算下行反应的标准反应焓变△r Hθm: 解：①2Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(s) + 2Fe(s) △f Hθm(kJ?mol-1) 0 -824.2 -1675.7 0 △r Hθm=△f Hθm(Al2O3,s)+2△f Hθm(Fe,s)-2△f Hθm(Al,s) - △f Hθm(Fe2O3 ,s) = -1675.7 + 2×0 - 2×0 - (-824.2) = - 851.5 (kJ?mol-1) ②C2H2 (g) + H2(g) → C2H4(g) △f Hθm(kJ?mol-1) 226.73 0 52.26 △r Hθm = △f Hθm(C2H4 ,g) - △f Hθm(C2H2,g) - △f Hθm(H2,g) = 52.26 - 226.73 - 0 = -174.47 (kJ?mol-1) 3. 由下列化学方程式计算液体过氧化氢在298 K时的△f Hθm(H2O2，l)： ① H2 (g) + 1/2O2 (g) = H2O (g) △r Hθm = - 214.82 kJ?mol-1 ② 2H(g) + O(g) = H2O (g) △r Hθm = - 926.92 kJ?mol-1 ③ 2H(g) + 2O(g) = H2O2 (g) △r Hθm = - 1070.6 kJ?mol-1 ④ 2O(g) = O2 (g) △r Hθm = - 498.34 kJ?mol-1 ⑤ H2O2 (l) = H2O2 (g) △r Hθm= 51.46 kJ?mol-1 解：方法1：根据盖斯定律有： [（方程①-方程②+方程③-方程⑤）×2-方程④]÷2可得以下方程 ⑥H2(g)+O2(g)=H2O2(l) △r Hθm △r Hθm=[(△r Hθ1-△r Hθ2+△r Hθ3-△r Hθ5) ×2-△r Hθ4] ÷2 ={[-214.82-(-926.92)+(-1070.6)-51.46] ×2-(-498.34)} ÷2 =[(-409.96)×2+498.34] ÷2 =(-321.58) ÷2 = -160.79(kJ?mol-1) △f Hθm(H2O2 ,l)= △r Hθm= -160.79 kJ?mol-1 方法2：(1)由①可知H2O的△f Hθm(H2O,g)= - 214.82 kJ?mol-1 (2)根据④计算O的△f Hθm(O,g) 2O(g) = O2 (g) △r Hθm = - 498.34 kJ?mol-1 △r Hθm = △f Hθm(O2 ,g)- 2△f Hθm(O,g) = 0 - 2△f Hθm(O,g) = - 498.34 kJ?mol-1 △f Hθm(O,g)= 249.17 kJ?mol-1 (3) 根据②求算△f Hθm（H,g) 2H(g) + O(g) = H2O (g) △r Hθm = - 926.92 kJ?mol-1 △f Hθm(kJ?mol-1) 249.17 - 214.82 △r Hθm = △f Hθm(H2O,g) - 2△f Hθm(H,g) -△f Hθm(O,g) = - 214.82 - 2△f Hθm(H,g)- 249.17 = - 926.92

初中物理热学基础知识

初中物理热学基础知识第三章物态变化 1.温度、温度计（1）--温度：物体的冷热程度（2）--测量温度的工具——温度计（3）单位：℃：摄氏度（冰水混合物的温度规定为0℃，沸水的温度规定为100℃，100等分后每一份为1℃） ℉：华氏度注意：在做“读出温度计示数”题时应看好温度数值增加是向上还是向下，上则为正度数，下则为负度数物态变化： 2.熔化&凝固、汽化&液化、升华&凝华 --基本概念固→液熔化吸热液→气汽化吸热固→气升华吸热液→固凝固放热气→液液化放热气→固凝华放热 --重要知识点熔化&凝固：晶体有固定的熔点（凝固点），非晶体没有固定的熔点（凝固点）。不同的晶体，熔点（凝固点）一般不同。影响液体蒸发快慢的因素有：①液体温度的高低；②液体表面积的大小；③液体表面空气流动的快慢。海拔高，气压低，沸点低；海拔低，气压高，沸点高。液化的两种方法：降低温度&压缩体积。蒸发的两个条件：温度达到沸点&持续吸热。蒸发吸热，有致冷作用。 -- 第十三章内能 3.分子动理论&内能 --基本概念分子动理论：①物质是由分子构成的；

②分子在永不停息做无规则运动； ③分子之间有着相互作用的引力与斥力。（实例：两物体吸在一起拆不开，错例：挂钩吸在墙壁上——压强）扩散现象：①扩散现象说明了分子在永不停息做无规则运动； ②温度越高，分子运动得越快（剧烈），扩散现象进行越快。内能：①物体所有分子所具有的分子动能和分子势能的总和； ②改变物体内能的两种方法：做功和热传递。 ③内能改变的两种宏观表现：温度、物态 --易错点 1.物体吸收热量，内能不一定增加（同时对外做功） 2.外界对物体做功，内能不一定增加（同时吸收热量） 3.内能增加，温度不一定上升（晶体熔化时） 4.水达到沸点后，内能增加，温度不再上升 5.做功和热传递改变内能是等效的 6.热传递的实质：内能的转移；做功的实质：能量的转化第十四章热机 4.热量&比热容、燃料&热机 --热量在热传递的过程中，传递能量的多少，叫热量（热传递时内能变化的量度）。单位焦耳（J） --比热容单位质量的某种物质，温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量，叫做这种物质的比热容。公式：Q=cm?t 单位：J/（kg·℃）比热容是物质的一种特性，同一种物质比热容一般不变，不同物质比热容一般不同。（注：①Q=cm?t中，任意一个量和Q为定值时，其他两个量成反比；②通常情况下水的比热容要比大多物质要大。） --燃料、热机热值：1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做燃料的热值。热机：把内能转化为机械能的机器。分为蒸汽机、内燃机（汽油、柴油）、喷气式发动机。汽油机四冲程：吸气（汽油和空气）、压缩（机械→内）、做功（内→机械）、排气热机效率：转化为机械能的内能÷总内能×100%

第一章热力学基础

第一章热力学基础 1．1mol 的理想气体，初态体积为25L,温度为100℃。计算分别通过下列四个不同过程，恒温膨胀到体积为100L时，物系所做的功。（1）可逆膨胀；（2）向真空膨胀；（3）先在外压等于体积为50L时气体的平衡压力下，使气体膨胀到50L，然后再在外压等于体积为100L时气体的平衡压力下进行膨胀；（4）在外压等于终态压力下进行膨胀。计算的结果说明什么问题？（①4299．07J ②0 ③3101162J ④2325.84J ）2．1 mol理想气体由202650Pa、10L时恒容升温，使压力升到2026500Pa。再恒压压缩至体积为1L。求整个过程的W、Q、ΔU及ΔH。 3．已知1molCaCO3 ( s )在900℃、101325Pa下分解为CaO(s)和CO2(g)时吸热178KJ，计算此过程的Q、W、ΔU及ΔH。 4．已知水蒸气的平均恒压摩尔热容C p,m=34.1J·K-1?mol-1，现将1 Kg100℃的水蒸气在101325Pa下，升温至400℃，求过程的W、Q及水蒸气的ΔU 和ΔH。 5．1Kg空气由25℃经绝热膨胀到－55℃。设空气为理想气体，相对分子质量近似取29，C v,m为20.92 J·K-1?mol-1。求过程的Q、W、ΔU及ΔH。6．在容积为200L的容器中放有20℃、253313Pa的某理想气体，已知其C p,m=1.4C v,m，求其C v,m值。若该气体的热容近似为常数，试求恒容下加热该

气体至80℃时所需的热是多少。 7．2 mol理想气体，分别经下列三个过程由298K、202650Pa变到298K、101325Pa，分别计算W、Q、ΔU和ΔH的值。（1）自由膨胀；（2）始终对抗恒外压101325Pa膨胀；（3）可逆膨胀。 8．计算下列相变过程的W、Q、ΔU及ΔH。（1）1g水在101325Pa、100℃下蒸发为蒸汽（设为理想气体）。（2）1g水在100℃、当外界压力恒为50662.5Pa时，恒温蒸发，然后，将蒸气慢慢加压到100℃、101325Pa。（3）将1g、100℃、101325Pa的水突然移放到恒温100℃的真空箱中，水气即充满整个真空箱，测其压力为101325Pa。（正常沸点时，水的摩尔汽化热为40662 J?mol-1）。比较三个过程的计算结果，可以说明什么问题？ 9．计算在298K、101325Pa时下列反应的ΔrH°。 Fe2O3 ( s )＋3CO( g ) →2Fe(s)+＋3CO2 ( g ) 有关热力学数据如下：物质Fe2O3 ( s ) CO( g ) Fe(s) CO2 ( g )

热学必背知识点

物理选修3—3模块必背知识点考点一分子动理论和内能的基本概念 1．分子动理论（1）物体是由大量分子组成的： ①多数分子大小的数量级为10－10 m. ②阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1. （2）分子在永不停息地做无规则热运动：实验依据：布朗运动、扩散现象． ①扩散现象由于物质分子的无规则运动而产生的物质迁移现象．温度越高，扩散得越快． ②布朗运动现象：悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的永不停息的无规则运动．本质：布朗运动间接反映．．．．了液体（或气体）分子的无规则运动．特点：温度越高，微粒越小，布朗运动越剧烈．（3）分子间存在相互作用力．（4）气体分子运动速率的统计分布氧气分子速率分布呈现中间多、两头少的特点． 2．温度是分子平均动能的标志、内能（1）温度：一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．（2）两种温标：摄氏温标和热力学温标的关系：T ＝t ＋273.15 K. （3）温度是分子热运动平均动能的标志．（4）分子的势能： ①意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能． ②分子势能的决定因素：微观上——决定于分子间距．宏观上——决定于体积和状态．（5）物体的内能： ①物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和． ②物体的内能大小由物体的温度、体积、物质的量决定．（气体由于分子间距太大，往往不考虑其分子势能，即理想气体的内能由它的温度和物质的量决定） ③物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关． ④改变物体内能有两种方式：做功和热传递．考点二微观量的估算 1．微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0. 2．宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V mol 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. 3．关系（1）分子的质量：m 0＝M N A ＝ρV mol N A . （2）分子的体积：V 0＝V mol N A ＝M ρN A .（对于固体和液体是分子的体积，对于气体是分子所占据空间的体积）（3）物体所含的分子数：N ＝V V mol ·N A ＝m ρV mol ·N A 或N ＝m M ·N A ＝ρV M ·N A .

大学物理热学第一章知识点整理

第一章导论 1. 宏观描述方法和微观描述方法热力学是热物理学的宏观理论,而统计物理学则是热物理学的微观理论. 2. 热力学系统的平衡态在不受外界条件的影响下,经过足够长时间后系统必将达到一个宏观上看来不随时间变化的状态,这才是平衡态判断是否平衡态的标准：有无热流与粒子流. 力学平衡条件:通常情况下，表现为压强处处相等热学平衡条件：温度处处相等(无热流) 化学平衡条件：无外场作用下，系统各部分的化学组成处处相同只有在外界条件不变的情况下同时满足力学平衡条件、热学平衡条件和化学平衡条件的系统，才不会存在热流与粒子流，才处于平衡态。 3.热力学第零定律和温标热力学第零定律的物理意义：互为热平衡的物体之间必存在一个相同的特征-----它们的温度是相同的温标是温度的数值表示法建立经验温标的三个要素：（1）选择某种测温物质，确定它的测温属性（某种属性随着冷热程度的改变而单调、显著的改变）（2）选定固定点（如水的沸点为100℃，冰的正常熔点是0℃）（3）进行分度水的三相点温度为273.16k，冰点温度为273.15k 热力学温标为基本温标摄氏温标、理想气体温标和热力学温标 4、物态方程处于平衡态的某种物质的热力学参量(如压强、体积、温度)之间所满足的函数关系称为这种物质的物态方程,或称状态方程。物态方程都显含有温度T。只有在压强趋于零时的气体才是理想气体，在理想气体条件下，一切不同化学组成的气体在热学性质上的差异趋于消失。理想气体物态方程：R=8.31普适气体常量另一形式：p=nkT 能严格满足理想气体物态方程的气体才是理想气体，理想气体虽然是一种理想模型，但常温

高中物理知识点总结热力学基础

高中物理知识点总结热力学基础 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

一.教学内容：热力学基础（一）改变物体内能的两种方式：做功和热传递 1. 做功：其他形式的能与内能之间相互转化的过程，内能改变了多少用做功的数值来量度，外力对物体做功，内能增加，物体克服外力做功，内能减少。 2. 热传递：它是物体间内能转移的过程，内能改变了多少用传递的热量的数值来量度，物体吸收热量，物体的内能增加，放出热量，物体的内能减少，热传递的方式有：传导、对流、辐射，热传递的条件是物体间有温度差。（二）热力学第一定律 1. 内容：物体内能的增量等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q 的总和。 2. 表达式：。 3. 符号法则：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值，吸收热量Q 取正值，物体放出热量Q取负值；物体内能增加取正值，物体内能减少取负值。（三）能的转化和守恒定律能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体。在转化和转移的过程中，能的总量不变，这就是能量守恒定律。（四）热力学第二定律两种表述：（1）不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。（2）不可能从单一热源吸收热量，并把它全部用来做功，而不引起其他变化。

热力学第二定律揭示了涉及热现象的宏观过程都有方向性。（3）热力学第二定律的微观实质是：与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的。（4）熵是用来描述物体的无序程度的物理量。物体内部分子热运动无序程度越高，物体的熵就越大。（五）说明的问题 1. 第一类永动机是永远无法实现的，它违背了能的转化和守恒定律。 2. 第二类永动机也是无法实现的，它虽然不违背能的转化和守恒定律，但却违背了热力学第二定律。（六）能源和可持续发展 1. 能量与环境（1）温室效应：化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳，使大气中二氧化碳的含量大量提高，导致“温室效应”，使得地面温度上升，两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海地区等不良影响。（2）酸雨污染：排放到大气中的大量二氧化硫和氮氧化物等在降水过程中溶入雨水，使其形成酸雨，酸雨进入地表、江河、破坏土壤，影响农作物生长，使生物死亡，破坏生态平衡，同时腐蚀建筑结构、工业装备、动力和通讯设备等，还直接危害人类健康。 2. 能量耗散和能量降退（1）能量耗散：在能量转化过程中，一部分机械能转变成内能，而这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用，这种现象叫做能量的耗散。

新概念物理教程热学答案第一章温度

第一章温度 1-1 在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数：（1）华氏温标和摄氏温标；（2）华氏温标和热力学温标；（3）摄氏温标和热力学温标？ 1）解：（当，解得时，即可由故在时）又2 （则即时当解得：时，故在 3 （）则有若的情况。显而易见此方程无解，因此不存在 1-2 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50mmHg。（1）用温度计测量300K的温度时，气体的压强是多少？（2）当气体的压强为68mmHg时，待测温度是多少？解：对于定容气体温度计可知： (1) (2) 1-3 用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为273.15K，试求温度计内的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。解：根据冰点已知。 1-4用定容气体温度计测量某种物质的沸点。原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压 ,；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为强当从使,,200mmHg减为时,重新测得当再抽出一些测温泡中抽出一些气体 .试确定待测沸点的理想气体温度测得. 气体使减为100mmHg时,

解：根据依以上两次所测数据,作从理想气体温标的定义：T-P图看趋势得出 400.5K. 亦即沸点为400.5K约为,T时．题1-4图 1-5铂电阻温度计的测量泡浸在水的三相点槽内时，铂电阻的阻值为90.35欧姆。当温度计的测温泡与待测物体接触时，铂电阻的阻值为90.28欧姆。试求待测物体的温度，假设温度与铂电阻的阻值成正比，并规定水的三相点为273.16K。解：依题给条件可得则故做线性变化随温度t在历史上，对摄氏温标是这样规定的：假设测温属性X，1-6 。即，并规定冰点为，汽化点为分别表示在冰点和汽化点时X的值，试求上式中的常数a和设和b。解：由题给条件可知 1）得（由（2）-

热学部分基础知识要点

热学部分基础知识要点基础知识填空 1、凡是跟_______有关的现象都叫热现象。 2、分子动理论的基本内容是：______________________________________________________ 3、分子体积很小，它的直径的数量级是_______m=_____nm 4、估测分子直径的方法__________,估测分子直径的方法的原理d=V/S，其中S是________，V 是_________ 5、阿伏加德罗常数N A =________，物理意义是______________________________________ 6、已知水的摩尔质量为Mg/mol，密度为ρkg/m3，阿伏加德罗常数为N A ，求：（1）一个水分子的质量______ (2) 一个水分子的体积______ （3）m克水分子的个数______ （4）水分子的直径_______ （5）两个水分间的距离______ 7、求N A 的公式有_______和________，其中_______不适用气体 8、扩散现象说明了____________和_________________________________________ 9、扩散现象的快慢与______________和____________________________有关 10、布朗运动是指_______________________________________________________的无规则运动 11、布朗运动的原因是______________________________________________________ 12、影响布朗运动快慢的因素是_____________和_________________________ 13、布朗运动说明了_________和________________________________________，所以布朗运动是分子____________________的宏观表现。 14、_____________________________的无规则运动叫分子的热运动 15、分子之间______存在___力和___力，合力叫_____力 16、分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而_______，减小而______，但___力变化更快 17、(1)当r=r 0（r 为分子在平衡位置时的距离，数量级为10-10m）引力___斥力，分子力为__力 (2) )当r＞r 时，引力____斥力，分子力表现为_____力（3）当r＜r 时，引力____斥力，分子力表现为_____力（4）当r＞10r 时，引力和斥力都迅速减为___，分子力为____ 18、在热现象的研究中，我们所关心的不是______的动能，而是________的动能的_____值，这个平均值叫做分子热运动的平均动能。 19、从分子动理论的观点看来，_____是物体分子热运动平均动能的标志。 20、从宏观来看，分子热运动的平均动能与______有关，从微观来看，分子热运动的平均动能与 ____________________有关。 21、分子势能是指分子间具有由它们的________决定的势能。 22、分子势能宏观上与物体的_______有关，微观上与______________有关。 23、物体中所有分子________________的动能和________的总和，叫物体的内能，所以_____物体都具有内能。 24、物体的内能和物体的机械能没有直接联系，机械能为零，物体的内能一定不为零 25、如果两个物体的内能相等，则必须满足:________、____________和__________都相同。 26、如果规定无穷远处的分子势能为零，则在平衡位置即r=r 0时，分子势能最小，且为____ 27、用r表示两个分子间的距离，E P 表示两个分子间的相互作用的势能，当r=r 时两个分子间的斥力等于引力，则当r＞r 时，E P 随r的减小而________,当＜r 时，E P 随r的减小而________。 28、分子甲和乙相距较远（此时它们的分子力可以忽略不计）。如果甲固定不动，乙逐渐向甲靠拢，越过平衡位置直到不能再靠近，在整个过程中，分子力对乙的作功情况是 ________________，分子势能的变化情况是_______________________.。 29、改变物体内能的方式有两种________和__________.前者改变物体内能的实质是__________ 后者改变物体的内能的实质是:__________________，两者在改变物体的内能上是_______的。基础知识练习 1、下列说法正确的是 A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映 B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能 C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数 D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同 2、在观察布朗运动时，从微粒在a点开始计时，每隔30s e、f等点，然后用直线依次连接，如图1所示，则微粒在75s （A）一定在cd的中点（B）一定在cd的连线上，但不一定在cd的中点（C）一定不在cd的中点（D）可能在cd连线以外的某点 3、关于温度概念的下述说法中正确的是（）（A （B）温度是分子平均动能大小的标志，温度升高则物体的每一个分子的动能都增大（C）某物体当其内能增大时，则该物体的温度—定升高（D）甲物体温度比乙物体高，则甲物体分子平均速率一定比乙物体分子平均速率大 4、下列例子中通过热传递改变物体内能的是（A）在阳光下晒衣服，衣服温度升高（B）锯木头时，锯条和木头温度升高（C）用砂轮磨刀具时，刀具温度升高（D）手感到冷时，双手搓搓就会觉得暖和些 5、当两个分子从靠近得不能再靠近起，距离逐渐增大，直到它们间的相互作用力可忽略为止，在这—过程中（A）分子间斥力逐渐减小（B）分子力逐渐减小（C）分子逐渐减小（D）分子间的相互作用力（合力）先减小，然后增大到某一值，最后又减少到零 6、用r表示两个分子间的距离，E p 表示两个分子间相互作用的势能。当r=r 时两分子间的斥力等于引力，下列说法正确的是：（A）当r >r 时，E p 随r的增大而增大（B）当r r 时，E p 随r的减小而增大（D）当r

【精品】热学基础知识补充习题含答案

D．已知某种液体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N ,则该液体分子间的 A 平均距离可以表示为答案：BD 3．关于热力学定律，下列说法正确的是（B） A．在一定条件下物体的温度可以降到0K B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 C．吸收了热量的物体，其内能一定增加 D．压缩气体总能使气体的温度升高 4．下图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线.下列说法正确的是（BC） A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力 C．当r等于r2时，分子间的作用力为零 D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功 5．1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律,后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标表示分子速率，纵坐标f(v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是（D) 6．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的(A） A．温度和体积B．体积和压强 C．温度和压强D．压强和温度 7．下列说法正确的是（)