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第3章 热现象及应用
了解分子动理论的基本观点，了解温度、气体压强、热力学能等概念。
了解热力学第一定律，知道能量守恒定律，并能运用能量守恒定律解释一些自然界中能量的转化问题。
掌握气体压强的测量方法，会用U形管和大气压强计测量容器中气体的压强。
3.1 分子动理论
3.2 能量守恒定律
3.3 实验（选作）
3.4 小结
3.1 分子动理论
本节介绍微观分子的运动。
3.1.1 分子的运动
3.1.2 温度
3.1.3 气体的压强
3.1.4 热力学能
3.1.1 分子的运动
这表明气体分子在永不停息地做无规则运动。
不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散。
扩散现象在工农业生产上有许多用途。如利用扩散现象在钢制零件表面渗碳，提高了钢件表面硬度、耐磨性及抗疲劳强度；半导体材料PN结的形成也是对扩散的应用。
3.1.2 温度
做热运动的分子具有的动能叫做分子动能。
温度是大量分子做无规则运动的分子平均动能的标志。这就是温度的微观意义。
目前常用的是3种温标，即摄氏温标、华氏温标和热力学温标。
热力学温标与摄氏温标之间的换算关系
温度计是测温仪器的总称。
常用的液体温度计一般有3种：酒精温度计、水银温度计和煤油温度计。
（1）酒精温度计。它的工作物质是酒精。在标准大气压下，酒精凝固点是 114℃，所以在北方寒冷的季节通常会使用酒精温度计来测量温度。这是因为水银的凝固点是 39℃，在寒冷地区可能会因为气温太低而使水银凝固，无法进行正常的温度测量。
（2）水银温度计。医用体温计为水银温度计，它的工作物质是水银。由于人体温度的变化在35℃~42℃，所以体温计的刻度通常是35℃~42℃，每度的范围又分成10份，因此体温计可精确到0.1℃。一般的水银温度计可以测到300℃以上的高温。
（3）煤油温度计。煤油温度计的工作物质是煤油。煤油的沸点高于150℃，凝固点低于 30℃。与酒精温度计相比，煤油温度计可用来测更高的温度。
3.1.3 气体的压强
从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。气体分子的平均动能越大，气体分子越密，对单位面积器壁产生的压力就越大，气体的压强就越大。
1标准大气压
3.1.4 热力学能
物体内所有的分子动能和分子势的总和，叫做物体的热力学能。
一切物体都是由永不停息地做无规则热运动并且相互作用的分子组成的，因此任何物体都具有热力学能。
3.2 能量守恒定律
本节介绍热力学第一定律以及能量守恒定律。
3.2.1 热力学第一定律
3.2.2 能量守恒定律
3.2.1 热力学第一定律
物体处于某种温度时具有的能量称为热力学能。
做功可以改变物体的热力学能。
外界对物体做功，使物体的热力学能增加，物体对外界做功可以使其热力学能减少。
热传递的方法有三种：传导、对流和辐射。
热从物体温度较高的一部分沿着物体传到温度较低的部分的方式叫做热传导；
靠气体或液体的流动来传递热量的方式叫做对流；
物体直接向外发射电磁波形成热量传递的现象叫做热辐射
做功和热传递这两种改变物体热力学能的方法是等价的
热力学第一定律：物体的热力学能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做功之和。
如果外界向物体传递热量或对它做功，则为Q正或W为正；反之，如果物体向外界传递热量或对外做功，则Q为负或W为负。但不论Q和W是正抑或是负，物体热力学能的变化量 总是等于二者之和。
3.2.2 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。这就是能量守恒定律。
能量守恒定律是自然界中最基本、最普遍的规律之一。
3.3 实验
略
3.4 小结
（1）分子动理论。物质是由大量分子构成的，分子都在不停地做无规则热运动，分子间同时存在着引力和斥力，分子力是引力和斥力的合力。
（2）3个基本概念。
a．温度表示物体的冷热程度，在微观上，温度是分子平均动能的标志。
b．气体的压强是由于分子对容器壁的碰撞产生的，气体压强的测量用压强计。
c．物体的热力学能是物体内所有分子动能和势能的总和。改变热力学能的两种方式：做功和热传递。
（3）两个定律。
a．热力学第一定律：
b．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，在转化或转移的过程中能量的总量保持不变。
（4）学会测量气体的压强。

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