第十二章 热学热学研究热现象的规律。描述热现象的一个基本概念是温度。凡是跟温度有关的现象都叫做热现象。一、分子动理论分子动理论是从物质微观结构的观点来研究热现象的理论。它的基本内容是:物体是由大量分子组成的;分子永不停息地做无规则运动;分子间存在着相互作用力。1 .物体是由大量分子组成的这里的分子是指构成物质的单元,可以是分子,也可以是原子、离子。在热运动中它们遵从相同的规律,所以统称为分子。⑴建立理想化模型:把分子看作小球,求出的数据只在数量级上是有意义的。分子直径大小的数量级为10-10m 。⑵固体、液体被理想化地认为其分子是一个挨一个紧密排列的,每个分子的体积就是每个分子平均占有的空间。分子体积= 物体体积÷ 分子个数。⑶气体分子仍视为小球,但分子间距离较大,不能看作一个挨一个紧密排列,所以气体分子的体积远小于每个分子平均占有的空间。每个气体分子平均占有的空间看作以相邻分子间距离为边长的正立方体。⑷阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把物质的摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量和分子质量、分子体积这些微观物理量联系起来了。例1 .根据水的密度为ρ=1.0×103kg/m3 和水的摩尔质量M=1.8×10-2kg,利用阿伏加德罗常数,估算水分子的质量和水分子的直径。解:每个水分子的质量m=M/NA=1.8×10-2÷6.02×1023=3.0×10-26kg ;水的摩尔体积V=M/ρ,把水分子看作一个挨一个紧密排列的小球,则每个分子的体积为v=V/NA, 而根据球体积的计算公式,用d 表示水分子直径,v=4πr3/3=πd3/6 ,得d=4×10-10 m例2 .利用阿伏加德罗常数,估算在标准状态下相邻气体分子间的平均距离D 。解:在标准状态下, 1mol任何气体的体积都用心 爱心 专心 115 号编辑是V=22.4L ,除以阿伏加德罗常数就得每个气体分子平均占有的空间,该空间的大小是相邻气体分子间平均距离D 的立方。,这个数值大约是分子直径的10倍。因此水气化后的体积大约是液体体积的1000倍。2 .分子的热运动组成物体的分子永不停息地做无规则运动,这种运动跟温度有关,所以把分子的这种运动叫做热运动。⑴扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子的热运动。⑵布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。关于布朗运动,要注意以下几点:①形成条件:只要微粒足够小。②温度越高,布朗运动越激烈。③观察到的是固体微粒(不是液体,不是固体分子)的无规则运动,反映的...