热学问题中的常用思维方法

概要：一、间接分析法 微观分子是很小的，用肉眼不能看到，用一般的光学显微镜也看不到，不可能直接观察和测量，对微观分子的认识只能通过间接的手段，即通过宏观现象的分析推理来认识微观世界，如：对“布朗运动”的分析得出“分子在永不停息地做无规则运动”；对“水和酒精混合后总体积减小”分析得出“分子间有间隙”。“单分子油膜法估测分子的大小”的实验告诉我们，测量微观物理量的有效途径是：找到微观物理量与宏观物理量的联系式，通过测量宏观物理量来计算微观物理量。 例1下列关于布朗运动的说法中正确的是（ ） A．布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动 B．布朗运动是指在显微镜下观察到的悬浮固体颗粒的无规则运动 C．布朗运动是指液体分子的无规则运动 D．布朗运动是指在显微镜下直接观察到的液体分子的无规则运动 解析：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，有以下几个特点：①形成条件是：只要微粒足够小。②温度越高，布朗运动越激烈

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一、间接分析法

  　　微观分子是很小的，用肉眼不能看到，用一般的光学显微镜也看不到，不可能直接观察和测量，对微观分子的认识只能通过间接的手段，即通过宏观现象的分析推理来认识微观世界，如：对“布朗运动”的分析得出“分子在永不停息地做无规则运动”；对“水和酒精混合后总体积减小”分析得出“分子间有间隙”。“单分子油膜法估测分子的大小”的实验告诉我们，测量微观物理量的有效途径是：找到微观物理量与宏观物理量的联系式，通过测量宏观物理量来计算微观物理量。   　　例1　下列关于布朗运动的说法中正确的是（    ）   　　A．布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动   　　B．布朗运动是指在显微镜下观察到的悬浮固体颗粒的无规则运动   　　C．布朗运动是指液体分子的无规则运动   　　D．布朗运动是指在显微镜下直接观察到的液体分子的无规则运动   　　解析：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，有以下几个特点：①形成条件是：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，反映的是液体分子运动的无规则性。显然正确答案为B。   　　二、理想模型法   　　对微观分子的分析求解离不开“模型”，如用“油膜法估测分子的大小时”，把分子看成小球，且在水面上一个紧挨着一个排成单层；估算固体或液体分子大小时，把分子看成小球或小立方体且一个紧挨着一个紧密排列。   　　例2　已知水的密度，水的摩尔质量，求：   　　（1）1 cm³水中有多少个水分子？   　　（2）估算一下一个水分子的线度有多大？   　　解析：水的摩尔体积   　　（1）1cm³水中的分子数为   　　（2）建立水分子的球模型，设水分子直径为，有：   　　所以   　　若建立水分子的立方体模型，设水分子直径为，有：   　　所以   　　三、统计规律法   　　对微观世界的理解离不开统计的观点。单个分子的运动是不规则的，但大量分子的运动是有规律的，如对大量气体分子来说，朝各个方向运动的分子数目相等，且分子的速率按照一定的规律分布。宏观物理量是与微观物理量的统计平均值相联系的，如温度是分子热运动平均动能的标志。但要注意：统计规律的使用对象是大量的微观粒子，如对“单个分子”谈温度是毫无意义的。

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