熱學中容易出現的９個錯誤認識
2008-12-31 00:00:00冉隆壽
物理教學探討 2008年22期
在熱學中，常常存在以下9個錯誤認識：
1 一個分子的體積等于物質的摩爾體積除以阿伏加德羅常數
對固體和液體，由于分子間距離小，摩爾體積除以阿伏加德羅常數近似等于一個分子的體積。但氣體分子間距離大，氣體的摩爾體積除以阿伏加德羅常數表示一個氣體分子所占的平均空間，其數值大約是一個氣體分子體積的1000倍。
2 壓縮氣體越壓越費力，說明分子間存在斥力
只要還是氣體，分子間的引力和斥力都可忽略。由于氣體分子的無規則運動，它們頻繁碰撞器壁，對器壁產生了一個壓力。當氣體體積減小時，器壁單位面積上所受壓力增大，所以越壓越費力。
3 分子的平均功能與Ek=12m()2是相同的
分子的平均動能是指所有分子動能的平均值，其數學表達式為：
Ek=12mv21+12mv22+……+12mv2nn
而=v1+v2+……+vnn
v2=v21+v22+……+v2nn
顯然v2≠()2用微積分計算得知：
v2≈1.17()2
所以Ek>12m()2
4 破裂的玻璃不能成為一個整體說明分子間存在斥力
破裂的玻璃不能成為一個整體是因為玻璃間大部分分子間的距離太遠，分子間的引力和斥力均可忽略，分子力不起作用。若將玻璃放到高溫爐里加熱到熔化，使得大部分分子離得很近，破裂的玻璃就能成為一個整體了。
5 布朗運動示意圖中的折線是花粉顆粒的運動軌跡
教材明確告訴我們，每過30秒，觀察懸浮在液體中小顆粒的位置，圖中折線就是把這些位置依次連接而成的。在這30秒內顆粒處于什么位置是無法確定的，所以布朗運動示意圖中的折線不是花粉顆粒的運動軌跡，應該是小顆粒30秒內的位移線段。
6 布朗運動反映了固體小顆粒分子的無規則運動
固體小顆粒的無規則運動，是由于固體小顆粒受到了液體分子的不平衡撞擊產生的，顆粒越小，這種不平衡性越明顯。所以，由固體顆粒的無規則運動推斷出液體分子無規則運動，而不能反映固體小顆粒分子的無規則運動。
7 空中塵埃的運動是布朗運動
塵埃的運動受重力、空氣分子撞擊、風力（空氣的流動）及顆粒大小的影響，掃地時看到的塵埃運動是復雜的運動，不能簡單的認為是布朗運動。那么這些塵埃在什么情況下，才能看作布朗運動呢？布朗運動是因為液體或氣體分子撞擊小顆粒，造成其受力不均衡而產生的。要使塵埃做布朗運動，我們要消除重力及風力的影響。如在閉封的容器內，使空氣對塵埃的浮力與其重力相等，塵埃的無規則運動是布朗運動。
8 r=r0時Ep最小，最小值等于0
分子間存在著由它們相對位置決定的勢能。如圖所示為以無窮遠為分子勢能零點時的分子勢能曲線，在分子間距離r
9 物體的體積增大，分子勢能增大
分子勢能不僅與溫度和分子總數有關，還與分子間的平均距離及組成物質的分子之間的結構有關。對固體和液體，由分子勢能曲線知道。當r
