高考物理热运动理论主要包括以下内容:
1. 分子热运动的概念:分子热运动是指物体内所有分子做无规则运动的运动,这种运动跟温度有关,温度越高,分子运动越剧烈。
2. 分子间相互作用力的概念:分子间存在相互作用的引力和斥力,在分子间的距离改变时,引力和斥力都在变化,但引力和斥力的变化表现不同。
3. 热平衡、热力学温度、热容等热力学概念。
4. 内能的定义:内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,一切物体都具有内能。
5. 热运动的宏观表现:扩散现象。
6. 热力学第一定律:能量守恒定律。
以上是高考物理热运动理论的主要内容,希望能帮助到您。
例题:某工厂排放的污水中有悬浮物,需要用过滤的方法除去悬浮物。过滤时,常将悬浮物聚集在一起,形成大颗粒,以便过滤和沉淀。为了加快过滤的速度,通常可以采取两种方法:一是加大过滤表面积,二是加快液体流速。
假设某滤池的过滤面积为$S$,滤池的进水口和出水口均与大气相通,滤池中液体的温度为$T$,滤液的密度为$\rho$,滤液的粘滞系数为$h$,重力加速度为$g$。
现在考虑一种改进的过滤方法,在滤池中加入某种物质作为“助滤剂”,该物质在液体中的溶解度很大,加入后很快扩散到整个液体中。当液体流经滤池时,由于该物质的吸附作用,液体中悬浮物周围的水分子被吸引而聚集到悬浮物周围,形成较大的颗粒团,从而加快了过滤速度。
设该物质的分子量为$M$,在液体中的溶解度为$k$,当液体流速为$v$时,单位时间内从滤液中吸附到悬浮物周围的水分子数量为$n$。求该改进方法下过滤速度的增加量。
解析:加入助滤剂后,由于吸附作用,液体中悬浮物周围的水分子数量增加,从而使液体中的悬浮物聚集在一起形成较大的颗粒团,加快了过滤速度。因此,过滤速度的增加量主要取决于单位时间内吸附到悬浮物周围的水分子数量。
单位时间内从滤液中吸附到悬浮物周围的水分子数量为$n = \frac{M}{V}k\Delta t$,其中$\Delta t$为时间间隔。由于单位时间内从滤液中吸附到悬浮物周围的水分子数量增加,使得液体中的悬浮物聚集在一起形成较大的颗粒团,从而加快了过滤速度。因此,过滤速度的增加量$\Delta v = \frac{nS}{t}$。
其中$t$为过滤时间。由于液体流速为$v$,所以过滤时间$t = \frac{v}{S}$。将以上数据代入公式可得:
$\Delta v = \frac{\frac{M}{V}k}{\frac{v}{S}} = \frac{M\rho h}{\rho M + k}v$
答案:该改进方法下过滤速度的增加量为$\frac{M\rho h}{\rho M + k}v$。