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第三章
热现象及能量守恒
3.1 分子动理论
3.2 能量守恒定律及其应用
3.1
分子动理论
3.1.1 分子动理论的基本内容
分子动理论又称分子运动论。
主要包括三点：
宏观物体是由大量分子组成的；
分子在永不停息地做无规则运动；
分子间存在相互作用的引力和斥力。
（1）宏观物体是由大量分子组成的。
—分子是构成物质并保持物质化学性质的最小粒子。
—分子之间是有间隙的。
3.1
分子动理论
3.1.1 分子动理论的基本内容
（2）分子在永不停息地做无规则运动。
—扩散现象是指不同物质互相接触，彼此进入对方的现象。
—悬浮在液体中的小颗粒所做的永不停息的无规则运动叫作布朗运动。
布朗运动示例
—分子无规则的运动称为热运动。
（3）分子间存在相互作用的引力和斥力。
—物体的分子之间存在着引力。
—分子之间存在着斥力。
—分子间同时存在着相互作用的引力和斥力。
3.1
分子动理论
3.1.2 气体的状态参量
温度、压强和体积是用来描述气体状态的物理量，被称为气体的状态参量。
1.温度
温标：表示温度数值
温度是用来表示物体冷热程度的物理量。
—摄氏温标（符号为t，单位：摄氏度，写作℃。）
—热力学温标（又叫绝对温标）（符号为T，单位：开尔文，写作K。）
热力学温标和摄氏温标之间的数值关系为
3.1
分子动理论
3.1.2 气体的状态参量
1.温度
用来测定温度的仪器叫作温度计。
(水银温度计、酒精温度计、半导体温度计、热电温度计、光学温度计、光度计.......)
使用温度计测液体温度时的注意事项：
（1）使用前观察温度计的量程和分度值。
（2）使用时温度计的玻璃泡要完全浸入液体中，不能碰到容器壁或容器底部。
（3）要等示数稳定后再读数。
（4）读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线要与温度计中液柱上表面相平。
3.1
分子动理论
3.1.2 气体的状态参量
2.压强
气体的压强就是气体垂直作用在器壁单位面积上的压力。气体对器壁各个方向上的压强相等。
压强，单位：帕斯卡，简称帕，用符号Pa来表示。
气体的压强需要用气压计来测定。
（水银气压计、金属盒气压计、电子气压计、水银压强计......）
3.1
分子动理论
3.1.3 热力学能
1.热力学能的定义
由于分子运动和分子间相互作用而具有的动能和势能的总和叫作物体的热力学能。
2.热力学能的改变方法
做功
热传递
1
2
—外界对物体做功，物体热力学能增加
—物体对外界做功，物体热力学能减少
—其他形式的能与热力学能的互相转化
—外界向物体传递热量，物体热力学能增加
—物体向外界传递热量，物体热力学能减少
—物体之间热力学能的转移
3.2
能量守恒定律及其应用
3.2.1 热力学第一定律
物体从外界吸收的热量：Q，外界对物体做的功：W，物体热力学能的增加： ，
则：
热力学第一定律：
物体热力学能的增加等于外界向它传递的热量与外界对它做功的和。
外界向物体传递热量，则Q为正；物体向外界传递热量，则Q为负；
外界对物体做功，则W为正；物体对外界做功，则W为负；
物体的热力学能增加，则 ；物体的热力学能减少，则 。
3.2
能量守恒定律及其应用
3.2.1 热力学第一定律
例题1 一定量的气体从外界吸收了 的热量，热力学能增加了 ，请问是气体对外做功还是外界对气体做功？做了多少功？
解：
由热力学第一定律，得
W是负值，表示气体对外界做了功，一共做了 的功。
3.2
能量守恒定律及其应用
3.2.2 能量守恒定律
1.能量的转换
太阳能发电是将太阳能转化为电能
电能也可以通过各种用电器转化为机械能、热力学能和光能等。
摩擦生热是通过克服摩擦力做功将机械能转化为热力学能
3.2
能量守恒定律及其应用
3.2.2 能量守恒定律
2.能量守恒定律
在能量转化和转移的过程中，其总量保持不变，这就是能量守恒定律。
随着能量守恒定律的发现，人们认识到，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能创造能量，因此永动机是不可能实现的。
某种永动机
3.能源与可持续发展
1.分子动理论
本 章 小 结
（1）宏观物体是由大量分子组成的；分子在永不停息地做无规则运动；分子间存在相互作用的引力和斥力。
（2）温度是用来表示物体冷热程度的物理量。温度数值的表示方法叫作温标。常用的温标有摄氏温标和热力学温标，热力学温标也叫作绝对温标。
热力学温标和摄氏温标之间的数值关系为
（3）气体的压强就是气体垂直作用在器壁单位面积上的压力。
（4）我们把由于分子运动和分子间相互作用而具有的动能和势能的总和叫作物体的热力学能。所有物体都具有热力学能，物体的热力学能与物体的温度和体积都有关。改变物体的热力学能有做功和热传递两种方法。
（1）热力学第一定律：物体热力学能的增加等于外界向它传递的热量与外界对它做功的和，即
（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。在能量转化和转移的过程中，其总量保持不变。
本 章 小 结
2．能量守恒定律

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