初中數學必修3-3與力學有關。
這本書的知識點多而雜,相當多的知識點都在考試中,基本上都是概念考察。
所以在這里,“背”字就變得非常重要。
然后有人問,這么多,怎么念!!
如果你對自己要求很高,沒有其他辦法:背靠背。
其實如果我們再加一點要求,我們就能挑出這本書的重點,
一旦掌握了關鍵知識,問題就不是太大了。
這本書的重點和考試的常見考點是什么?
1.分子動力學理論、油膜法測量分子半徑
2.阿伏加德羅常數的估計
3. 氣體定理和理想二氧化碳狀態多項式
4、固體與晶體的區別 單晶、多晶、非晶
5.液體的表面張力,以及潤濕與不潤濕、毛細現象
6.熱力學第一定律
下面我們來梳理一下全書的知識點:
先看知識框架圖:
之后就是知識點的逐字整理:
1. 分子動力學理論
1.物質是由大量分子組成的
(1)單分子油膜法檢測的分子半徑V=SdV為滴入淺水盤中的純甾醇的體積,等于硬脂酸堿液的體積除以含量。 S是海面單分子油膜的面積。
(2)任何物質1mol富含的粒子數相同:NA=6.02X10^23mol^-1
(3)微觀量的計算
① 分子的兩種模型:球形和六面體(固體液體一般視為球形,空氣分子所占據的空間視為六面體)
② 利用阿伏加德羅常數連接宏觀量和微觀量
2.分子永遠不會停止做不規則的熱運動(布朗運動擴散現象)
(1)擴散現象:不同物質可以相互進入的現象,它表明物質分子在不斷地運動,也表明分子之間存在間隙。 溫度越高,擴散速度越快
(2)布朗運動:是漂浮在液體中的固體顆粒的無規運動,不是分子的熱運動,但顆粒太小,只能在顯微鏡下觀察到。
①布朗運動的三大特點:不間斷的不規則運動; 粒子越小,布朗運動越顯著; 溫度越高,布朗運動越顯著。
②布朗運動產生的原因:是由于液體分子對固體微小顆粒在各個方向上的撞擊不均勻造成的。
③布朗運動間接反映了液體分子的不規則運動,擴散現象的形成是由于物體分子的不規則熱運動。 兩者都強烈表明分子處于持續、隨機的運動中。
(3)熱運動:分子的隨機運動與溫度有關,簡稱熱運動,溫度越高,運動越劇烈。
布朗運動不是分子熱運動,但擴散現象是分子熱運動。
3、分子間的相互排斥
隨著分子寬度的減小,吸引力和分子間的力都減小。 并且隨著分子寬度的增加熔化和凝固的概念,分子間力減小得更快,如圖中兩條實線所示。 分子之間存在吸引力和力。 兩種力的合力也稱為分子力。 隨著距離減小,分子力先減小,然后減小,然后再次減小。 圖中的虛線顯示了重力和作用力(即分子力)的合力如何隨距離變化。 當兩個分子的寬度在圖像橫坐標距離r0處時,分子間的吸引力和作用力平衡,分子間的斥力為零,r0的大小為10^-10m,相當于r0的位置稱為平衡位置。當分子距離小于10^-9m的量級時,分子間的斥力很弱,可以忽略不計。
4. 溫度
宏觀上的氣溫表示物體的冷熱程度,微觀上的氣溫則象征著物體大量分子熱運動的平均動能。 不同的分子具有相同的溫度,但平均速度不一定相同。 熱力學溫度與攝氏溫度的關系:T=t+273.15K。 熱力學空氣溫度是國際單位制中的基本單位。
5. 分子勢能
分子之間存在相互排斥作用,因此分子具有由其相對位置決定的勢能,這就是分子勢能。 分子勢能的大小與分子寬度有關,分子勢能的變化可以通過宏觀量的體積來反映。 (r=r0時分子勢能最小)固體分子和液體內部分子一般處于平衡位置,勢能最小。 分子勢能隨著距離的增加先減小后減小。
當r>r0時,分子力為重力,當r減小時,分子力做負功,分子勢能減小
當 r
2. 氣體
6.氣體實驗定理
①波義耳定理:PV=C(C為常數)→等溫變化
微觀解釋:對于一定質量的理想二氧化碳,當體溫保持恒定時,分子的平均動能是恒定的。 在這些情況下,當體積減小時,分子的密度減小,二氧化碳的浮力減小。
適用條件:浮力不太大,溫度不太低
圖像表達:P-1/VP-V
②查理定理:P/T=C(C為常數)→體積變化恒定
微觀解釋:對于一定質量的二氧化碳,當體積不變時,分子的密度不變。 在這種情況下,當溫度下降時,分子的平均動能減小,二氧化碳的浮力減小。
適用條件:體溫不太低,浮力不太大
圖像表達:PT
③ 蓋-呂薩克定理:(C為常數)→壓力變化恒定
微觀解釋:對于一定質量的二氧化碳,當溫度下降時,分子的平均動能減小,同時只有二氧化碳的體積減小,從而使分子的密度減小,浮力保持不變
適用條件:浮力不太大,溫度不太低
圖像表達:VT
7.理想的二氧化碳
宏觀上:在常溫常壓下測試嚴格遵循三個實驗定理的二氧化碳。
二氧化碳可視為理想二氧化碳
微觀上:分子間的斥力可以忽略不計,所以一定質量的理想質量
二氧化碳的內能只與濕度有關,與體積無關
理想二氧化碳的方程式:PV/T=C
8. 氣體浮力的微觀解釋
[1]二氧化碳在密閉容器內的浮力是大量分子頻繁撞擊容器壁的結果;
【2】影響二氧化碳浮力的激勵因素:①氣體的平均分子動能(濕度)②分子密度是單位體積(體積)的分子數;
【3】隨著溫度下降,分子撞擊器壁的平均斥力減小
[4]壁面單位面積的分子碰撞次數N與nv成反比。 單位面積的力與濕度有關。 水溫越高,單位面積的斥力越大。
3. 物態和物態變化
9、晶體和非晶體
①判斷物質是結晶還是非結晶的主要依據是是否存在固定的熔點【了解熔化過程溫度-時間圖像】。
②晶體和非晶并不是絕對的,有些晶體在一定條件下可以轉變為非晶(石英→玻璃)
10、單晶多晶
如果一個物體是一個完整的晶體,比如一小粒精制鹽,這樣的晶體就是單晶(砷化鎵、單晶鍺),它具有自然規則的幾何形狀,有些化學性質是各向異性的。
如果整個物體是由許多隨機的小晶體組成的,這樣的物體稱為多晶體。 多晶體一般不具有天然規則的幾何形狀,其化學性質是各向同性的。 但就像單晶體一樣,它仍然有一定的熔點。
相同的材料顆粒可以產生不同結構的晶體。 如金剛石和石墨都是由碳原子組成的原子晶體,它們的化學性質有很大不同。
晶體的分子排列具有周期性或規律性。 晶體微觀結構具有周期性的說法是錯誤的。 因為單晶硅的微觀結構可以說是分子以空間晶格周期性排列; 多晶的微觀結構可以是指排列[不規則],也可以是指多晶在空間晶格中的分子排列[周期性]。
11. 表面張力
當表層分子比液體內部稀疏時,分子寬度比內部大,表層分子表現為吸引力。 比如露珠,熔融金屬熔化時會變成近似球形,昆蟲在海面上活動。
12. 液晶——介于晶體和液體之間的流體。
分子排列有序,具有各向異性; 位置無序,可自由連接,具有流動性
光學各向異性:從某個方向看分子排列整齊,從另一個方向看則分子排列雜亂。 在溫度、壓力、電磁力的作用下,液晶分子的排列會發生改變,從而影響液晶的性能。
13. 潤濕和非潤濕毛細管現象
[1] 當液體和固體接觸時會發生潤濕和不潤濕。 如果粘附層中的液體分子比液體內部稀疏,則液體與固體接觸的表面積趨于縮小,細管內的液體表面呈凸狀,導致不潤濕; 如果粘附層中的液體分子比液體密度大,則液體與固體接觸的表面積趨于擴大,細管內的液體表面呈凹形彎月面,從而產生滲透; 滲透的應用:浴巾在水中浸泡,洗滌劑滲透污垢。 不沾濕的應用:陽傘布沒有被水浸濕【如果指出傘布的縫隙不漏水,說明是表面張力,如果指出傘布的材質沒有浸透。 其實,遮陽傘的氣密性與兩者都有關系。 做選擇題時,只要選項中涉及其中一項激勵,就是正確的】
【2】毛細管現象:潤濕液體在細管內上升,非潤濕液體在細管內生長的現象。 應用:紙吸收水,壓實沉積物。 避免:油氈可以防霉。 液體上升增長的高度與表面張力、固體、液體類型、細管厚度等因素有關。
4.熱力學定理
14.內能及改變內能的方法
【1】內能---物體中的所有分子[由物質的量決定]熱運動的動能與分子的勢能之和稱為物體的內能。 所有物體都是由不斷做不規則熱運動并相互作用的分子組成的,因此任何物體都具有內能。 (一定質量的理想二氧化碳的內能僅取決于水溫)
[2]改變系統內能的兩種形式:功和傳熱
① 傳熱有熱傳導、熱對流、熱輻射三種不同形式
②這兩種方法相當于改變了系統的內能
③區別:功是系統內能與其他形式能量之間的轉換; 熱傳遞是不同物體(或物體不同部分)之間內能的傳遞
15.熱力學第一定律
16. 節能原理
能量既不會突然產生,也不會突然消失,它只能從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉化為另一種物體熔化和凝固的概念,在轉化和轉移過程中其總量保持不變
第一類永動機無法制造,因為它違反了熱力學第一定律
不可能制造第二種永動機,并不違反能量守恒定律,也違反熱力學第二定律(一切自然過程總是沿著分子熱運動無序度減少的方向進行)。 滿足能量守恒定律的化學過程并不一定會發生。
17.能量耗散
系統的內能流入周圍環境,而這些內能沒有辦法收集起來利用。 因此,二氧化碳能量轉化為內能后,能量質量下降,難以利用。 因此,雖然能量守恒,但仍然需要節約能源。
5. 飽和二氧化碳和溫度
18、飽和氣體溫度
[1]飽和蒸氣:密閉容器內的液體不斷蒸發,液面上的蒸氣也不斷凝結。 當兩個同時發生的過程達到動態平衡時,宏觀蒸發也停止。 這些與液體處于動態平衡的蒸氣稱為飽和蒸氣。
[2]飽和蒸汽壓:在一定濕度下,飽和蒸汽的分子密度恒定,因此飽和蒸汽的浮力也恒定。 這種浮力稱為這些液體的飽和蒸氣壓。
【3】將不飽和蒸氣變成飽和二氧化碳的方法:減小體積、提高體溫、降低浮力【增加浮力的方法只能在臨界溫度以下使用】。
【4】空氣溫度包括相對溫度和絕對溫度。 絕對溫度以空氣中所含水蒸氣的浮力表示。 相對溫度是在一定溫度下水蒸氣的浮力與同溫飽和蒸氣壓的比值,稱為空氣的相對溫度。
兩者的區別:含義、單位; 影響人們對干燥和悶熱感覺的原因不是空氣中水蒸氣的絕對量,而是空氣中水蒸氣的浮力與相同溫度下水的飽和蒸氣壓之間的差異。 水蒸氣的浮力距飽和蒸氣壓越遠,即相對溫度越小,越有利于水的蒸發,人就會感到干燥。
結束
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