2016届高考物理一轮复习学案：分子动理论+内能(鲁科版)
高考物理第一轮复习 专题 分子动理论、气体学案 鲁科版
分子动理论、气体【本讲教育信息】 一. 教学内容：分子动理论、气体本章的知识点：（一）分子动理论1、分子动理论的基本观点 （1）物体是由大量分子组成 ①单分子油膜法测量分子直径用单分子油膜法粗测油分子直径的步骤。
测出一滴油的体积V ；将油滴滴在水面上形成单分子油膜；测出油膜的面积S ；算出油膜的厚度，即为油分子的直径d ＝sv 。
②阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数的测量值N A ＝6.02×1023mol -1。
阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。
此处所指微观物理量为：分子体积υ、分子的直径d 、分子的质量m 。
宏观物理量为：物体的体积V 、摩尔体积V m 、物质的质量M 、摩尔质量M m 、物质的密度ρ。
计算分子的质量：m mAAm V MNNρ==计算（固体、液体）分子的体积（或气体分子所占的空间）：m m AAv V M NNρ==计算物质所含的分子数：AAAmmmMVMn NNNV VMρ===③分子大小的计算对于固体和液体，分子的直径d对于气体，分子间的平均距离d （2）分子永不停息地做无规则运动——布朗运动 分子永不停息作无规则热运动的实验事实：扩散现象和布朗运动。
扩散现象在说明分子都在不停地运动着的同时，还说明了分子之间有空隙。
布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，它间接地反映了液体分子的无规则运动。
液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。
影响布朗运动激烈程度的因素：小颗粒的大小和液体的温度。
能做明显的布朗运动的小颗粒都是很小的，一般数量级在10-6m ，这种小颗粒肉眼是看不见的，必须借助于显微镜。
（3）分子间存在着相互作用力分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是它们的合力。
分子间的引力和斥力都随分子间的距离r 的增大而减小，随分子间的距离r 的减小而增大，但斥力的变化比引力快。
当r ＝r 0时，F 引＝F 斥，对外表现的分子力为0。
高中物理第1章分子动理论第3节温度与内能教学案鲁科版选修1
第3节 温度与内能对应学生用书P11[自读教材·抓基础]1．分子动能 分子由于做热运动所具有的动能。
2．平均动能大量分子动能的平均值。
3．温度与平均动能的关系(1)温度升高，分子的平均动能增大；温度降低，分子的平均动能减小。
(2)分子热运动的平均动能与物体的热力学温度成正比。
(3)温度的微观本质：温度是物体内分子热运动平均动能的标志。
[跟随名师·解疑难]1．温度的物理含义(1)宏观上：温度表示物体的冷热程度。
(2)微观上：标志物体分子热运动的激烈程度，它是物体分子平均动能的标志。
(3)温度是一个“统计”概念，它仅对物体，即大量的分子有意义，对单个分子来说，1.温度是分子平均动能的标志，温度越高，分了的平均动能越大，温度对单个分子的动能无意义。
2．分子势能的变化根据分子间作用力做功判断，做正功，分子势能减少，做负功，分子势能增加；分子间距等于r 0时，分子势能最小。
3．分子势能和物体的体积有关，物体体积变化时，分子间距会变化，分子势能也会变化。
4．所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能，做功和热传递是改变内能的两种方式。
其大小与质量、温度和体积有关。
温度是没有意义的，故“分子的温度”这种说法是不科学的。
(4)温度与物体的宏观运动状态无关。
2．单个分子的动能由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也不相同。
所以研究单个分子的动能没有意义。
3．分子的平均动能只要温度相同，一切物体分子的平均动能就一定相同。
与物质种类、质量、压强、体积无关。
[特别提醒] 在温度相同时，一切物体分子的平均动能相同，平均速率一般不相同。
因为E －k ＝12m v 2，而不同物质的分子质量一般不同。
例如，氧气和氢气在温度相同时，E －kO ＝E －kH ，即12m O v O 2＝12m H v H 2，因为m O >m H ，所以v －O <v －H 。
高考物理一轮复习 第十三章 热学 第1讲 分子动理论 内能 用油膜法估测分子的大小教学案(含解析)
第1讲分子动理论内能用油膜法估测分子的大小➢教材知识梳理一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子直径大小的数量级为________ m.(2)一般分子质量的数量级为________ kg.(3)阿伏伽德罗常数N A：1 mol的任何物质所含的分子数，N A＝________mol－1.2．分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象．温度越________，扩散越快．(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的颗粒的永不停息的无规则运动．布朗运动反映了________的无规则运动，颗粒越________，运动越明显；温度越________，运动越激烈．3．分子力(1)分子间同时存在着________和________，实际表现的分子力是它们的________．(2)引力和斥力都随着距离的增大而________，但分子间距离变化相等时斥力比引力变化得________．(3)分子间的作用力随分子间距离r变化的关系如图13321所示：当r＜r0时，表现为________；当r＝r0时，分子力为________；当r＞r0时，表现为________；当r＞10r0时，分子力变得十分微弱，可忽略不计．13321二、物体的内能1．分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值．________是分子平均动能的标志，物体温度升高，表明分子热运动的________增大．2．分子势能：与分子________有关．分子势能的大小随分子间距离的变化曲线如图13322所示(规定分子间距离无穷远时分子势能为零)．133223．物体的内能：物体中所有分子的热运动________与________的总和．物体的内能跟物体的________、________及物体的________都有关系．三、用油膜法估测分子的大小将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，可认为油酸在水面上形成________油膜，如果把分子看作________，单层分子油膜的厚度就可以看作油酸分子的直径，如图13323所示，测出油酸的体积V和油膜的面积S，就可以算出分子的直径d＝________．图13323一、1.(1)10－10(2)10－26(3)6.02×10232．(1)高(2)液体分子小高3．(1)引力斥力合力(2)减小快(3)斥力零引力二、1.温度平均动能 2.间距3．动能分子势能温度体积摩尔数(或分子数)三、单层分子球形V S【思维辨析】(1)布朗运动是液体分子的无规则运动．( )(2)温度越高，布朗运动越剧烈．( )(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大．( )(4)－33 ℃＝240 K．( )(5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能．( )(6)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大．( )(7)内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同．( )答案：(1)(×)(2)(√)(3)(×)(4)(√) (5)(×)(6)(√)(7)(×)【思维拓展】分子的体积如何表示？答案：(1)球体模型：将分子视为球体，V 0＝43πd 23(d 表示分子直径)； (2)立方体模型：将分子视为立方体V 0＝d 3(d 表示分子间距)．固体、液体分子体积V 0＝V N A(V 表示摩尔体积)，但对气体V 0表示一个气体分子平均占据的体积，因为气体分子之间的间隙不能忽略．➢ 考点互动探究 考点一 宏观量与微观量的转换桥梁作为宏观量的摩尔质量M mol 、摩尔体积V mol 、密度ρ与作为微观量的分子直径d 、分子质量m 、分子体积V 0都可通过阿伏伽德罗常数联系起来．如图13324所示．图13324(1)一个分子的质量：m ＝M mol N A. (2)一个分子所占的体积：V 0＝V mol N A(估算固体、液体分子的体积或气体分子平均占有的空间)．(3)1 mol 物质的体积：V mol ＝M mol ρ. (4)质量为M 的物体中所含的分子数：n ＝M M molN A . (5)体积为V 的物体中所含的分子数：n ＝ρV M molN A . 考向一 液体、固体分子模型1 [2016·江苏扬州期末] 目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．实验发现，在水深300 m 处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2500 m 时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏伽德罗常数为N A ，将二氧化碳分子看作直径为D 的球，则在该状态下体积为V 的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为多少？[解析] 二氧化碳气体变成硬胶体后，可以看成是分子一个个紧密排列在一起的，故体积为V 的二氧化碳气体质量为m ＝ρV ，所含分子数为N ＝m M N A ＝ρV MN A ，变成硬胶体后体积为V ′＝N ·16πD 3＝πρVN A D 36M .■ 方法总结固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球体或立方体，如图13325所示，分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以d ＝36V π(球体模型)或d ＝3V(立方体模型)．图13325考向二 气体分子模型2 [2015·海南卷] 已知地球大气层的厚度h 远小于地球半径R ，空气平均摩尔质量为M ，阿伏伽德罗常数为N A ，地面大气压强为p 0，重力加速度大小为g.由此可估算得，地球大气层空气分子总数为________，空气分子之间的平均距离为________．答案： 4πR 2p 0N A Mg 3Mgh p 0N A[解析] (1)大气压是由地球大气层的重力产生，设大气层质量为m ，地球表面积为S ，可知mg ＝p 0S ，S ＝4πR 2，大气分子数n ＝m M N A ＝p 0SN A Mg ＝4πR 2p 0N A Mg ，气体分子间距大，所以把每一个气体分子平均占据的空间认为是一个立方体模型，立方体边长即为分子间平均距离假设为a ，因为大气层的厚度远小于地球半径，所以大气层每一层的截面积都为地球的表面积S ，大气层体积V ＝Sh ＝4πR 2h ，V ＝na 3，联立以上各式得a ＝3Mgh p 0N A .■ 方法总结 气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间．如图13326所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为d 的立方体，所以d ＝3V.图13326考点二 分子动理论的应用考向一 布朗运动与分子热运动项目 布朗运动 分子热运动] (多选)关于布朗运动，下列说法不正确的是( ) A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．布朗运动就是悬浮微粒的固体分子的无规则运动C．气体分子的运动是布朗运动D．液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显E．布朗运动是液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的答案：ABC[解析] 布朗运动是液体分子撞击悬浮微粒的不平衡引起的，间接反映了液体分子的无规则运动，选项A、B错误，E正确；气体分子的运动不是布朗运动，选项C错误；布朗运动的剧烈程度与液体的温度以及颗粒的大小有关，液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显，选项D正确．考向二分子间的作用力与分子势能多选)两个相距较远的分子仅在分子力的作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是( )A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变答案：BCE[解析] 分子力F与分子间距r的关系是：当r＜r0时F为斥力；当r＝r0时F＝0；当r ＞r0时F为引力．综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近的过程中分子力是先变大再变小后又变大，选项A错误；分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故选项B正确，D错误；因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，选项C、E均正确．■ 方法规律(1)分子势能在平衡位置有最小值，无论分子间距离如何变化，靠近平衡位置，分子势能减小，反之增大．(2)判断分子势能的变化有两种方法①看分子力的做功情况．②直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断，但要注意其和分子力与分子间距离的关系图线的区别．考向三物体的内能1．物体的内能与机械能的比较联系在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒2.内能和热量的比较内能热量区别是状态量，状态确定系统的内能随之确定．一个物体在不同的状态下有不同的内能是过程量，它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量联系在只有热传递改变物体内能的情况下，物体内能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的热量5 (多选)关于物体的内能，下列说法正确的是( )A．温度相等的1 kg和100 g的水内能相同B．物体内能增加，一定要从外界吸收热量C．热量只能从内能多的物体转移到内能少的物体D．在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少E．物体运动时的内能不一定比静止时的内能大答案：DE[解析] 影响内能大小的因素是体积、温度、物态和分子总数，1 kg水和100 g水的质量不同，水分子总数不同，所以内能不同，故选项A错误；改变内能有两种方式：做功和热传递，所以物体内能增加，不一定要从外界吸收热量，也可以是外界对物体做功，选项B 错误；热量能从内能多的物体转移到内能少的物体，也能从内能少的物体转移到内能多的物体，选项C错误；在相同物态下，同一物体温度降低，分子的平均动能减小，内能减少，选项D正确；物体运动的快慢与分子运动的快慢无关，物体运动快，分子的平均动能不一定大，内能不一定大，选项E正确．考点三用油膜法测量分子的大小测量方法：图13327(1)油膜体积的测定——积聚法：由于一滴纯油酸中含有的分子数仍很大，形成的单层分子所占面积太大，不便于测量，故实验中先把油酸溶于酒精中稀释，测定其浓度，再测出1 mL 油酸酒精溶液的滴数，取一滴用于实验，最后计算出一滴溶液中含有的纯油酸的体积作为油膜的体积．(2)油膜面积的测定：如图13327所示，将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板取下放在坐标格纸上，以边长为1 cm 的方格为单位，数出轮廓内正方形的格数(不足半格的舍去，超过半格的计为1格)，计算出油膜的面积S.某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验．(1)每滴油酸酒精溶液的体积为V 0，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S.已知500 mL 油酸酒精溶液中含有纯油酸1 mL ，则油酸分子直径大小的表达式为d ＝________．(2)该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d 明显偏大．出现这种情况的原因可能是________．A ．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算B ．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化，但该同学并未发觉，仍按未挥发时的浓度计算(油酸仍能充分散开)C ．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分散开D ．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理答案：(1)V 0500S (2)AC [解析] (1)油酸酒精溶液中油酸的浓度为1500，一滴油酸酒精溶液滴入水中，酒精溶于水，油酸浮在水面上形成单层分子膜，故有Sd ＝1500V 0，解得d ＝V 0500S. (2)将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算公式变为d ＝V 0S，结果将明显偏大，选项A 正确；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化，测量结果偏小，选项B 错误；水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，由计算公式可知选项C 正确；计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，会有一定影响，但是结果不会明显偏大，选项D 错误．利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL 的量筒、盛有适量清水的规格为30 cm ×40 cm 的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、有机玻璃板、彩笔、坐标纸．(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C.A ．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL 油酸酒精溶液时的滴数N ；B ．将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从靠近水面处向浅盘中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到油酸薄膜有足够大的面积且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n ；C ．________________________________________________________________________；D ．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S(单位：cm 2)．(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小为________(单位：cm)．答案：(1)待薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上(2)n ×0.05%NS[解析] (1)待薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．(2)每滴油酸酒精溶液的体积为1N cm 3，n 滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V ＝n N×0.05% cm 3，所以单个油酸分子的大小d ＝V S ＝n ×0.05%NS(cm)． ■ 规律总结1．注意事项 (1)油酸在水面上形成油膜时先扩散后收缩，要在稳定后再画轮廓．(2)在有机玻璃板上描绘油酸薄膜轮廓时动作要轻而迅速，视线要始终与玻璃板垂直．2．误差分析(1)油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度容易改变，会给实验带来较大误差；(2)利用小格子数计算轮廓面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差；(3)测量量筒内溶液增加1 mL的滴数时，产生误差；(4)油膜形状的画线误差．【教师备用习题】1．(多选)[2016·威海模拟改编] 下列关于分子运动的说法不正确的是( )A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子不停息地做无规则热运动C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体的平均动能一定增大，因此压强也必然增大E．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同[解析] ABD 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，除了与单位体积内的分子数有关外，还与分子的平均速率有关；布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子热运动的体现，它说明分子不停息地做无规则热运动；当分子间的引力和斥力平衡时，即r＝r0时，分子势能最小；如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能一定增大，压强不一定增大；根据内能的物理意义及温度是分子热运动的平均动能的标志可知，内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同．综上所述选项A、B、D不正确．2．(多选)[2016·潍坊一模改编] 下列说法正确的是( )A．0 ℃的冰与0 ℃的水分子的平均动能相同B．质量相等的两个物体，温度高的内能不一定大C．分子间作用力的合力总是随分子间距离的增大而减小D．即使制冷技术不断提高，绝对零度也不能达到E．用打气筒向篮球充气时需要用力，说明气体分子间有斥力[解析] ABD 温度是分子平均动能的标志，选项A正确；物体的内能与温度、体积、物质的量均有关，质量相等的两个物体，温度高的内能不一定大，选项B正确；当r＜r0时，分子间作用力的合力随分子间距离的增大而减小，当r＞r0时，分子间作用力的合力随分子间距离的增大先增大后减小，选项C错误；绝对零度永远不可能达到，选项D正确；用打气筒向篮球充气时，气体压强增大，对活塞的压力增大，所以打气时需要用力推动活塞，选项E错误．3．(多选)[2016·唐山摸底] 对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是( )A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．外界对物体做功，物体内能一定增加C．温度越高，布朗运动越显著D．当分子间的距离增大时，分子间作用力的合力就一直减小E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大[解析] ACE 温度高的物体分子平均动能一定大，但是内能不一定大，选项A正确；外界对物体做功，若物体向外散热，其内能不一定增加，选项B错误；温度越高，布朗运动越显著，选项C正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力的合力可能先增大后减小，选项D错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项E正确．4．(多选)[2016·豫东、豫北名校联考] 关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是( )A．大多数分子直径的数量级为10－10 mB．扫地时扬起的尘埃在空气中的运动不是布朗运动C．悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动就越明显D．在液体表面分子力表现为引力E．随着分子间距离的增大，分子势能一定增大[解析] ABD 多数分子直径的数量级为10－10 m，选项A正确；扫地时扬起的尘埃比做布朗运动的微粒大得多，而且扬起的尘埃是空气的流动造成的，不是布朗运动，选项B正确；悬浮在液体中的微粒越大，液体分子的撞击对微粒影响越小，布朗运动就越不明显，选项C 错误；液体表面分子之间距离较大，分子力表现为引力，选项D正确；分子势能变化与分子力做功有关，在平衡距离以内斥力大于引力，分子力表现为斥力，若在此范围内分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减小；在平衡距离以外引力大于斥力，分子力表现为引力，若分子间距增大，分子力做负功，分子势能增大，选项E错误．5．(多选)[2016·陕西三模改编] 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x 轴上，两分子之间的相互作用力的合力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示，F＞0表现为斥力，F＜0表现为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则( )A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动B．乙分子从a到c做加速运动，经过c点时速度最大C．乙分子由a到c的过程中，两分子组成的系统的分子势能一直减少D．乙分子由a到d的过程中，两分子组成的系统的分子势能一直减少E．乙分子位于c点时，两分子组成的系统的分子势能最小[解析] BCE 根据图像可以看出分子力的大小变化，在横轴下方的为引力，上方的为斥力，分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增大，从a到b分子乙受到引力作用，从静止开始做加速运动；从b到c仍受引力继续加速，选项A错误；从a到c一直受引力，故一直加速，所以到c点时，速度最大，选项B正确；从a到c的过程中，分子乙受到引力作用，力的方向与运动方向一致，故分子力做正功，所以分子势能减小，选项C 正确；从a到c分子力做正功，分子势能减小，从c到d分子力做负功，分子势能增加，选项D错误，选项E正确．。
高三物理一轮复习课件第13章第1课时 分子动理论与统计观点 内能(鲁科版)
由题设条件知，温度越高 , 分子运 动越剧烈 , 对颗粒的撞击越强 , 颗粒受力 的不平衡性越强 , 颗粒运动就越激烈 , 布 朗运动越明显 , 选项 A 正确 ; 实验结果表 明 , 布朗运动与外界因素无关 , 所以，大 气压强的变化对布朗运动没有影响 , 选 项B错误，本题的正确答案是A.
点评 布朗运动是悬浮在液面的小颗 粒的运动 , 不是分子的运动 , 但它可以反 映分子的运动 , 正确理解了这一点 , 就可 以判断布朗运动与其他因素的关系 , 特 别要说明的是 , 布朗运动与外界其他因 素无关 , 所以大气压的变化 , 观察时子动能与分子势能
(1) 分子的平均动能：物体内所有分 子动能的平均值叫分子平均动能. 温度是 分子平均动能的标志. 温度 越高，分子 的平均动能越大.
(2) 分子势能：由分子间的 相互作用. 和 相对位置 决定的能量叫分子势能.
分子势能的大小与物体的体积有关 . 判断分子势能如何变化，关键是判 断分子力是做正功，还是做负功 . 若分 子力做正功，则分子势能 减小 ；若分子 增大 . 当分子间 力做负功，则分子势能 的距离 r>r0 时，分子势能随分子间的距 增大 离增大而 ；当 r<r0时，分子势能随 增大 分子间的距离减小而 ；当 r=r0时， 分子势能最小.
第十三章
热
１
学（选考）
分子动理论与统 计观点 内能
一、分子动理论
1.物质是由大量分子组成的
(1) 分子体积很小，它直径的数量级 是 10-10m.
体积， S 是水面上形成的 单分子的油膜 的 面积，此种方法中把分子看成球形.
V 油膜法测分子直径：d= S ,V是油滴
(2)分子质量很小，一般分子质量的 -27~10-26 10 数量级是 kg.
高考物理一轮复习分子动理论内能教案(含解析)沪科版
【创新设计】2016届高考物理一轮复习分子动理论内能教案（含解析）沪科版第1课时分子动理论内能[知识梳理]知识点一、分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数1．物体是由大量分子组成的(1)分子很小：①直径数量级为10－10m。
②质量数量级为10－26～10－27kg。
(2)分子数目特别大：阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023mol－1。
2．分子的热运动(1)扩散现象：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象。
温度越高，扩散越快。
(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地无规则运动。
其特点是：①永不停息、无规则运动。
②颗粒越小，运动越明显。
③温度越高，运动越激烈。
提示：①运动轨迹不确定，只能用不同时刻的位置连线确定微粒做无规则运动。
②不能直接观察分子的无规则运动，而是用悬浮的固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无规则运动。
(3)热运动：物体分子永不停息地无规则运动，这种运动跟温度有关。
3．分子间的相互作用力(1)引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，斥力比引力变化更快。
(2)分子力的特点：①r＝r0时(r0的数量级为10－10m)，F引＝F斥，分子力F＝0；②r<r0时，F引<F斥，分子力F表现为斥力；③r>r0时，F引>F斥，分子力F表现为引力；④r>10r0时，F引、F斥迅速减为零，分子力F＝0。
(3)分子力随分子间距离的变化图像如图1所示。
图1知识点二、温度是分子平均动能的标志、内能1．温度一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
2．两种温标摄氏温标和热力学温标。
关系：T＝t＋273.15 K。
3．分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。
(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志。
(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。
高中物理第一章分子动理论温度与内能蒸汽机的发展历史素材鲁科版
纽可门及其助手卡利在1705年发明了大气式蒸汽机，用以驱动独立的提水泵，被称为纽科门大气式蒸汽机。这种蒸汽机先在英国,后来在欧洲大陆得到迅速推广，它的改型产品直到19世纪初还在制造.纽科门大气式蒸汽机的热效率很低，这主要是由于蒸汽进入汽缸时，在刚被水冷却过的汽缸壁上冷凝而损失掉大量热量，只在煤价低廉的产煤区才得到推广.
萨弗里制成的世界上第一台实用的蒸汽提水机,在1698年取得标名为“矿工之友"的英国专利。他将一个蛋形容器先充满蒸汽,然后关闭进汽阀,在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽冷凝而形成真空。打开进水阀，矿井底的水受大气压力作用经进水管吸入容器中；关闭进水阀，重开进汽阀,靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出.待容器中的水被排空而充满蒸汽时，关闭进汽阀和排水阀，重新喷水使蒸汽冷凝。如此反复循环，用两个蛋形容器交替工作，可连续排水.
在船舶上采用蒸汽机作为推进动力的实验始于1776年,经过不断改进，至1807年，美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙”号。此后，蒸汽机在船舶上作为推进动力历百余年之久。
1800年,英国的特里维西克设计了可安装在较大车体上的高压蒸汽机。1803年，他把它用来推动在一条环形轨道上开动的机车,找来喜欢新奇玩意儿的人乘坐,向他们收费,这就是机车的雏型。英国的史蒂芬孙将机车不断改进，于1829年创造了“火箭”号蒸汽机车，该机车拖带一节载有30位乘客的车厢,时速达46公里/时,引起了各国的重视，开创了铁路时代.
蒸汽机的发展历史
蒸汽机是一个能够将内能转换为功的热机。泵、火车头和现代轮船曾使用蒸汽机驱动。蒸汽机在工业革命中起了基本的作用。今天人们还使用蒸汽涡轮发动机来发电.
2016新课标名师导学新高考第一轮物理总复习课件：第15章 第1节 分子动理论内能
【解析】①中摩尔体积 Vm 与密度 ρ 的乘积为摩 尔质量 M，摩尔质量 M 与每个分子质量 m 的比值为 阿伏加德罗常数 NA，所以①和③正确；②摩尔质量 M 与 NA 的比值是每个分子的质量 m，m 与每个水分子体 积 V 的比值是每个水分子的密度 ρ，②错；④中摩尔 体积 Vm 与 NA 的比值是每个水分子占有的体积，不是 每个水分子的体积 V，④错.
分子引力和斥力的合力，叫分子力. 2.特点：分子间的引力和斥力都
随分子间距离的增大而 减小 ， 随分子间距离的减小而 增大 ，
但斥力比引力变化快.分子间作用力 随分子间距离的变化关系如图所示.
(1)r＝r0 时(约几个埃， 1 埃＝10－10 m)，F 引＝F 斥，合力 F＝0. (2)r<r0 时，F 引<F 斥，合力 F 为 斥力 . (3)r>r0 时，F 引>F 斥，合力 F 为 引力 . (4)r>10r0 后，F 引、F 斥迅速减弱，几乎为零，分 子力 F≈0.
3 ①球体模型：分子的直径为 d＝
6πVNmoAl.
3 ②立方体模型：分子的直径为 d＝
VNmAol.
这两种分子模型计算出的直径数量级相同.
(2)抓住一个桥梁
阿伏加德罗常数 NA 是一个联系宏观量与微观量
的桥梁.如作为宏观量的摩尔质量 M、摩尔体积 Vmol、
密度 ρ 和作为微观量的分子直径 d、分子质量 m、每
对实际气体来说，体积增大，分子势能增加；体
积缩小，分子势能减小.
②宏观上：与物体的 体积 有关.大多数物体是 体积 越大，分子势能越大，也有少数物体(如冰、铸 铁等)， 体积 变大，分子势能反而变小.
3.物体的内能 (1)定义：物体内所有分子的 动能 和 势能 的
高考物理一轮总复习 专题13 热学 第1讲 分子动理论、内能
• (2)一个水分子的体积V.
解：(1)水分子数 N＝mMNA＝10－6×11.08－×3×106－.02×1023 个≈3×1016 个． (2)水的摩尔体积 Vmol＝Mρ ， 水分子体积 V0＝VNmAol＝ρMNA＝3×10－29 m3.
2．(多选)某气体的摩尔质量为 M，摩尔体积为 V，密度为 ρ，每个
• 分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大 减而小 ________，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化
得较快．
• 二、温度
• 1．意义
• 宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体的分子平均 动能的大小)．
• 2．两种温标
• (1)摄氏温标和热力学温标的关系t：＋T2＝73._1_5_K___________. • (2)绝对零度(0 K)：是低温极限，只能接近不能达到，所 以热力学温度无负值．
国卷Ⅲ：T33(1)，p 国卷Ⅲ：用油膜法估算分 意耳定律、盖·吕萨克定律
－V图像、热力学第 子大小的实验；T33(2)， 鲁卷：T6，p－V图像、热力学第一
一定律；T33(2)，玻 玻意耳定律、盖·吕萨克定 定律、玻意耳定律；T15，理想气
意耳定律
律
体状态方程、玻意耳定律
命题趋势分析 1.广东趋势：从题型上看，高考对本章命题为一道选择题和一道计算， 选择题主要考查分子动理论、气体压强的微观解释、晶体和非晶体的 特点、液体的表面张力、饱和汽与饱和汽压、内能、p－V图像、V－T 图像等、热力学第一、第二定律的理解等．计算题主要结合气体考查 内能、气体实验定律、理想气体状态方程、热力学第一定律等 2．命题热点：(1)分子动理论；(2)气体压强、晶体和非晶体的特点、液 体的表面张力；(3)内能、气体实验定律、理想气体状态方程、热力学 定律
高考物理 第1讲 分子动理论 内能教案 鲁科版选修3-3-鲁科版高三选修3-3物理教案
第1讲分子动理论内能[高考导航]汽压 体状态方程、热力学第一定律等。
相对湿度 Ⅰ热力学定律与能量守恒热力学第一定律 Ⅰ能量守恒定律 Ⅰ热力学第二定律Ⅰ实验用油膜法估测分子的大小(说明：要求会正确使用温度计)第1讲 分子动理论 内能知识排查分子动理论1.物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小①分子直径：数量级是10－10m ； ②分子质量：数量级是10－26kg ；③测量方法：油膜法。
(2)阿伏加德罗常数：1 mol 任何物质所含有的粒子数，N A ＝6.02×1023mol －1。
2.分子永不停息地做无规则运动：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。
(1)扩散现象：相互接触的不同物质彼此进入对方的现象。
温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行。
(2)布朗运动：悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著。
3.分子间存在着相互作用力：分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快。
(1)r＝r0，f引＝f斥，f＝0(2)r＞r0，f引＞f斥，f为引力(3)r＜r0，f引＜f斥，f为斥力温度1.意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上表示物体中分子平均动能的大小)。
2.两种温标(1)摄氏温标和热力学温标的关系T＝t＋273.15__K；(2)绝对零度(0 K)：是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值。
内能1.分子动能(1)意义：分子动能是分子做热运动所具有的能；(2)分子平均动能：大量分子动能的平均值。
温度是分子平均动能的标志。
2.分子势能(1)意义：由于分子间存在着分子力，分子也具有由它们的相对位置决定的势能。
(2)分子势能的决定因素①微观上：决定于分子间距离和分子排列情况；②宏观上：决定于体积和状态。
3.物体的内能(1)概念理解：所有分子热运动的动能和分子势能的总和，是状态量；(2)决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定，即由物体内部状态决定；(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。
物理一轮复习(鲁科版)知能分级练：选修3-3第1讲分子动理论 内能
选修3-3 热学第1讲分子动理论内能A对点训练——练熟基础知识题组一分子动理论、内能1．(2012·广东卷，13)(单选)清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠．这一物理过程中，水分子间的()．A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大解析因为空气中水汽凝结成水珠时水分子间距离减小，再根据分子力与分子间距离的关系可知，当分子间距离减小时斥力、引力同时增大，所以只有D项正确．答案 D2．(单选)关于布朗运动，以下说法正确的是()．A．布朗运动就是液体分子的扩散现象B．布朗运动就是固体小颗粒中分子的无规则运动，它说明分子永不停息地做无规则运动C．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，它是液体分子无规则运动的反映D．扫地时，在阳光照射下，看到尘埃飞舞，这是尘埃在做布朗运动解析布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，而不是固体分子的运动，但它是液体分子无规则热运动的反映，B项错误，C项正确；扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质的过程，不是布朗运动，A项错误；能做布朗运动的颗粒非常小，用肉眼看不到，空中飞舞的尘埃颗粒要大得多，所以不是布朗运动，D项错误．答案 C3．(多选)如图1－5所示为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是()．图1－5A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r2时，分子间的作用力为零D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功解析分子间距等于r0时分子势能最小，即r0＝r2.当r小于r1时分子力表现为斥力；当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力，A错误，B、C正确；在分子间距离r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功，分子势能减小，D错误．答案BC4．(单选)有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，感知一下尾气的温度，就能判断这台柴油机是否节能．关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，下列说法中正确的是()．A．尾气的温度高，内能大，说明柴油机在做功时向低温热源排出的热量多，效率低，节能B．尾气的温度高，内能大，说明柴油机在做功时向低温热源排出的内能少，效率高，节能C．尾气的温度低，内能小，说明柴油机在做功时向低温热源排出的热量少，效率高，节能D．尾气的温度低，内能小，说明柴油机在做功时向低温热源排出的内能多，效率高，节能解析柴油在柴油机的气缸中燃烧，产生高温高压气体，燃料的化学能转变为气体的内能，高温高压气体推动活塞做功，气体的内能又转变为柴油机的机械能，燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能．内能与温度有关，尾气的温度高，内能大，说明柴油机在做功时向低温热源排出的热量多，效率低，不节能，A、B错误；尾气的温度低，内能小，说明柴油机在做功时向低温热源排出的热量少，效率高，节能，C正确，D错误．答案 C5．(单选)关于分子运动，下列说法中正确的是()．A．布朗运动就是液体分子的热运动B．布朗运动图中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹C．当分子间的距离变小时，分子间作用力可能减小，也可能增大D．物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变解析布朗运动是悬浮颗粒的运动，布朗运动图中不规则折线是将间隔相等时间描出的点用直线连接起来得到的，不表示液体分子的运动轨迹，A、B均错；当分子间的距离变小时，分子间作用力如果表现为引力，则分子力减小，分子间作用力如果表现为斥力，则分子力增大，C对；温度是分子平均动能的标志，物体温度改变时，物体分子的平均动能一定改变，D错．答案 C6．(单选)如图1－6所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则()．图1－6A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直增大D ．乙分子由b 到d 的过程中，两分子间的分子势能一直增加解析 由题意可知，乙分子由a 到c 的过程中，两分子间表现为引力，分子力做正功，动能一直增大，分子势能一直减少，到c 点时加速度为零，速度达最大，因此，A 错误，B 正确，C 错误；b 到c 分子间表现为引力，分子力做正功，分子势能减少，c 到d 分子间表现为斥力，斥力做负功，分子势能增加，因此，D 错误． 答案 B题组二 微观量的估算7．(多选)铜的摩尔质量为M ，密度为ρ，若用N A 表示阿伏加德罗常数，则下列说法正确的是( )．A ．1个铜原子的质量为ρN AB ．1个铜原子占有的体积为M N AC ．1 m 3铜所含原子的数目为ρN A MD ．1 kg 铜所含原子的数目为N A M解析 1个铜原子的质量为M N A ，1个铜原子占有的体积为V m N A ＝M ρN A.由1个铜原子的体积大小即可计算1 m 3铜所含原子的数目为1单个铜原子体积＝ρN A M ，1 kg 铜所含原子的数目为1单个铜原子质量＝N A M . 答案 CD8．(多选)设某种物质的摩尔质量为μ，原子间平均距离为d ，已知阿伏加德罗常数为N A ，则该物质的密度ρ可表示为( )．A ．ρ＝6μπd 3N AB ．ρ＝μd 3N AC ．ρ＝3μ4πd 3N AD ．ρ＝8μπdN A解析 分子为球形时，1 mol 物质的体积为16πd 3N A ，则ρ＝μ16πd 3N A ＝6μπd 3N A ，故A 正确．分子为正方体时，1 mol物质的体积为d3N A，则ρ＝μd3N A，故B正确．答案AB9．清晨，湖中荷叶上有一滴约为0.1 cm3的水珠，已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水的摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，试估算：(1)这滴水珠中约含有多少水分子；(2)一个水分子的直径多大．(以上计算结果保留两位有效数字)解析(1)N＝mM N A＝ρVM N A＝1.0×103×1×10－71.8×10－2×6.0×1023＝3.3×1021(个)(2)建立水分子的球模型，有43π⎝⎛⎭⎪⎫d23＝MρN A，所以d＝36MπρN A＝3.9×10－10 m答案(1)①3.3×1021(个)(2)3.9×10－10 mB深化训练——提高能力技巧10．如图1－7所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是()图1－7A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 mB．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 mC．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为引力D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越来越大解析分子引力和分子斥力都随分子间距的增大而减小，随分子间距的减小而增大，但分子斥力变化的更快些；当分子间距为平衡距离即10－10 m时，分子引力和分子斥力大小相等，分子力为零，当分子间距大于平衡距离即10－10 m时，分子引力大于分子斥力，分子力表现为分子引力；当分子间距小于平衡距离即10－10 m 时，分子引力小于分子斥力，分子力表现为分子斥力；所以两图线交点的横坐标为平衡距离即10－10 m ，分子势能随分子间距的变化而发生改变，当分子间距大于10－10 m ，分子势能随分子间距的增大而增大；当分子间距小于10－10 m 时，分子势能随分子间距的增大而减小，当分子间距为平衡距离时，分子势能是最小的．若取无穷远处的分子势能为0，则分子间距为平衡距离时，分子势能为负，且最小．答案 BC11．空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝1.0×103 cm 3.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝1.8×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N ；(2)一个水分子的直径d .解析 (1)水的摩尔体积为V 0＝M ρ＝1.8×10－21.0×103 m 3/mol ＝1.8×10－5 m 3/mol ，水分子数：N ＝VN A V 0＝1.0×103×10－6×6.0×10231.8×10－5个≈3×1025个． (2)建立水分子的球模型有V 0N A＝16πd 3，可得水分子直径： d ＝ 36V 0πN A ＝ 36×1.8×10－53.14×6.0×1023m ＝4×10－10m. 答案 (1)3×1025个 (2)4×10－10 m12．已知汞的摩尔质量为M ＝200.5×10－3kg/mol ，密度为ρ＝13.6×103 kg/m 3，阿伏加德罗常数为N A ＝6.0×1023mol －1.求：(1)一个汞原子的质量(用相应的字母表示即可)；(2)一个汞原子的体积(结果保留一位有效数字)；(3)体积为1 cm 3的汞中汞原子的个数(结果保留一位有效数字)．解析 (1)一个汞原子的质量为m 0＝M N A(2)一个汞原子的体积为V 0＝M ρN A＝200.5×10－313.6×103×6.0×1023 m 3 ＝2×10－29m 3(3)1 cm 3的汞中含汞原子个数N ＝ρVN A M＝13.6×103×1×10－6×6.0×1023200.5×10－3个 ＝4×1022个答案 (1)M N A(2)2×10－29m 3 (3)4×1022个。
高三物理一轮复习精品学案：分子动理论 内能
第1讲分子动理论内能一、分子动理论1.物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10m；②分子的质量：数量级为10－26kg.(2)阿伏加德罗常数①1mol的任何物质都含有相同的粒子数.通常可取N A＝6.02×1023mol－1；②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁.2.分子永不停息地做无规则运动(1)扩散现象①定义：不同物质能够彼此进入对方的现象；②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散现象越明显.(2)布朗运动①定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息的无规则运动；②实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动；③特点：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈.(3)热运动①分子的永不停息的无规则运动叫做热运动；②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈.3.分子间同时存在引力和斥力(1)物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力；(2)分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快；(3)分子力与分子间距离的关系图线(如图1所示)图1由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知：①当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为零；②当r＞r0时，F引＞F斥，分子力表现为引力；③当r＜r0时，F引＜F斥，分子力表现为斥力；④当分子间距离大于10r0(约为10－9m)时，分子力很弱，可以忽略不计.自测1根据分子动理论，下列说法正确的是()A.一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B.显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动C.分子间的相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而增大D.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大答案 D解析由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，故A错误；显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，是布朗运动，它是分子无规则运动的体现，但不是分子的运动，故B错误；分子间的相互作用力随分子间距离增大而减小，但斥力减小得更快，故C错误；若分子间距是从小于平衡距离开始变化，则分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小后增大，故D正确.二、温度和内能1.温度一切达到热平衡的系统都具有相同的温度.2.两种温标摄氏温标和热力学温标.关系：T＝t＋273.15K.3.分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能；(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志；(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和.4.分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能.(2)分子势能的决定因素①微观上：决定于分子间距离和分子排列情况；②宏观上：决定于体积和状态.5.物体的内能(1)概念理解：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，是状态量；(2)决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定，即由物体内部状态决定；(3)影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关；(4)改变物体内能的两种方式：做功和热传递.自测2(多选)对内能的理解，下列说法正确的是()A.系统的内能是由系统的状态决定的B.做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能C.不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D.1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能答案AD解析系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A 正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，B错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C错误；在1g100℃的水变成100℃水蒸气的过程中，分子间距离变大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能，D正确.命题点一 微观量估算的“两种建模方法”1.求解分子直径时的两种模型(对于固体和液体) (1)把分子看成球形，d ＝36V 0π. (2)把分子看成小立方体，d ＝3V 0.提醒：对于气体，利用d ＝3V 0算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离. 2.宏观量与微观量的相互关系(1)微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.(2)宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V mol 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. (3)相互关系①一个分子的质量：m 0＝M N A ＝ρV molN A.②一个分子的体积：V 0＝V mol N A ＝MρN A (注：对气体，V 0为分子所占空间体积)；③物体所含的分子数：N ＝V V mol ·N A ＝m ρV mol ·N A 或N ＝m M ·N A ＝ρVM ·N A.例1 (2018·湖南省长沙市雅礼中学模拟二)空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥.某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝1.0×103cm 3.已知水的密度ρ＝1.0×103kg /m 3、摩尔质量M ＝1.8×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字) (1)该液化水中含有水分子的总数N ； (2)一个水分子的直径d .答案 (1)3×1025个 (2)4×10－10m解析 (1)V ＝1.0×103cm 3，水的物质的量n ＝ρVM 水分子数：N ＝nN A则得N ＝ρV M N A ＝1.0×103×1.0×103×10－61.8×10－2×6×1023个≈3×1025个.(2)建立水分子的球模型.每个水分子的体积为V0＝VN ＝VρVM N A＝MρN A又V0＝16πd3故得水分子直径d＝36MπρN A，联立解得d≈4×10－10m.变式1氙气灯在亮度、耗能及寿命上都比传统灯有优越性.某轿车的灯泡的容积V＝1.5mL，充入氙气的密度ρ＝5.9kg/m3，摩尔质量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6×1023mol－1，试估算灯泡中：(结果均保留一位有效数字) (1)氙气分子的总个数；(2)氙气分子间的平均距离.答案 (1)4×1019个 (2)3×10－9m解析 (1)设氙气的物质的量为n ，则n ＝ρVM ， 氙气分子的总个数N ＝ρVMN A＝5.9kg/m 3×1.5×10－6m 30.131kg/mol ×6×1023mol －1≈4×1019个.(2)每个分子所占的空间为V 0＝VN设分子间平均距离为a ，则有V 0＝a 3， 则a ＝3VN≈3×10－9m. 命题点二 布朗运动与分子热运动1.布朗运动(1)研究对象：悬浮在液体或气体中的小颗粒； (2)运动特点：无规则、永不停息； (3)相关因素：颗粒大小、温度；(4)物理意义：说明液体或气体分子做永不停息的无规则的热运动. 2.扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象. 产生原因：分子永不停息地做无规则运动. 3.扩散现象、布朗运动与热运动的比较例2(多选)(2018·河北省“名校联盟”质量监测一)下列选项正确的是()A.液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈B.布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子的无规则运动C.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的D.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的E.当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小答案ADE解析温度越高，分子运动越剧烈，悬浮在液体中的颗粒越小，撞击越容易不平衡，则它的布朗运动就越显著，A正确；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，B错误；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，液体中的扩散现象是由于液体分子的无规则运动引起的，C错误，D正确；当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小，E正确.变式2(多选)下列说法正确的是()A.温度越高，扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.布朗运动的激烈程度与温度有关，这说明分子运动的激烈程度与温度有关D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.布朗运动就是热运动答案ACD变式3(多选)(2018·福建省泉州市考前适应性模拟)近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重.PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害.矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因.下列关于PM2.5的说法中正确的是()A.PM2.5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当B.PM2.5在空气中的运动属于布朗运动C.温度越低，PM2.5运动越剧烈D.倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度E.PM2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈答案BDE解析PM2.5的直径等于或小于2.5微米，而空气中氧分子尺寸的数量级为10－10m，故两者大小不相当，选项A错误；PM2.5在空气中的运动属于布朗运动，选项B正确；温度越高，PM2.5活动越剧烈，选项C错误；倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度，选项D正确；PM2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈，选项E正确.例3(多选)(2017·全国卷Ⅰ·33(1))氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图2中两条曲线所示.下列说法正确的是()图2A.图中两条曲线下的面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大答案ABC解析根据图线的物理意义可知，曲线下的面积表示百分比的总和，所以图中两条曲线下的面积相等，选项A正确；温度是分子平均动能的标志，且温度越高，速率大的分子所占比例较大，所以图中实线对应于氧气分子平均动能较大的情形，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项B、C正确；根据曲线不能求出任意区间的氧气分子数目，选项D错误；由图线可知100℃时的氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比比0℃时的百分比小，选项E错误.变式4(2017·北京理综·13)以下关于热运动的说法正确的是()A.水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B.水凝结成冰后，水分子的热运动停止C.水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D.水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大答案 C解析分子热运动的快慢只与温度有关，与物体速度无关，温度越高，分子热运动越剧烈，A错误，C正确；水凝结成冰后，水分子的热运动仍存在，故B错误；热运动是大量分子运动的统计规律，即温度是分子平均动能的标志，所以温度升高，分子的平均速率增大，并不代表每一个分子的速率都增大，故D错误.命题点三分子动能、分子势能和内能1.分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图3所示(取无穷远处分子势能E p＝0).图3(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加.(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加.(3)当r＝r0时，分子势能最小.2.内能和机械能的区别例4(多选)(2018·山西省晋城市二模)将一个分子P固定在O点，另一个分子Q从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图象如图4所示，则下列说法正确的是()图4A.分子Q由A运动到C的过程中，先加速再减速B.分子Q在C点时分子势能最小C.分子Q在C点时加速度大小为零D.分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度先增大后减小再增大E.该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律答案BCD解析分子Q由A运动到C的过程中，一直受引力作用，速度一直增加，动能增加，分子势能减小，在C点的分子势能最小，选项A错误，B正确；分子Q在C点时受到的分子力为零，故Q在C点时加速度大小为零，选项C正确；分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，分子间的引力先增大后减小，然后到C点左侧时分子力为斥力逐渐变大，故加速度先增大后减小再增大，选项D正确；题图只能表示固、液两种状态下分子力随分子间距变化的规律，气体分子距离一般大于10r0，选项E错误.变式5(2018·河北省定州中学承智班月考)根据分子动理论，物质分子之间的距离为r0时，分子所受的斥力和引力相等，以下关于分子力和分子势能的说法正确的是()A.当分子间距离为r0时，分子具有最大势能B.当分子间距离为r0时，分子具有最小势能C.当分子间距离大于r0时，分子引力小于分子斥力D.当分子间距离小于r0时，分子间距离越小，分子势能越小答案 B解析可以根据分子力做功判断分子势能的变化，分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增加.r＞r0时，分子力表现为引力，r＜r0时，分子力表现为斥力，当r从无穷大开始减小，分子力做正功，分子势能减小，当r减小到r0后继续减小时，分子力做负功，分子势能增加，所以在r0处有最小势能.在r＞r0时，r越大，分子势能越大，在r＜r0时，r越小，分子势能越大.故B正确，A、C、D错误.例5(多选)(2018·全国卷Ⅱ·33(1))对于实际的气体，下列说法正确的是()A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时，其内能可能不变E.气体的内能包括气体分子热运动的动能答案BDE解析气体的内能不考虑气体自身重力的影响，故气体的内能不包括气体分子的重力势能，A项错误；实际气体的内能包括气体的分子动能和分子势能两部分，B、E项正确；气体整体运动的动能属于机械能，不属于气体的内能，C项错误；气体体积变化时，分子势能发生变化，气体温度也可能发生变化，即分子势能和分子动能的和可能不变，D项正确.变式6(多选)(2018·陕西省宝鸡市质检二)关于物体的内能，下列说法正确的是()A.相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量一定相同B.物体的内能改变时温度不一定改变C.内能与物体的温度有关，所以0℃的物体内能为零D.分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能E.内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体答案BDE解析相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同，相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同，故A错误；物体内能改变时温度不一定改变，比如零摄氏度的冰融化为零摄氏度的水，内能增加，故B正确；分子在永不停息地做无规则运动，可知任何物体在任何状态下都有内能，故C错误；物体的内能与分子数、物体的温度和体积三个因素有关，分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能，故D正确；发生热传递的条件是存在温度差，与内能的大小无关，所以内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，故E正确.。
2016届高三物理一轮复习导学案：第十一章 第1课时 分子动理论、内能
第1课时 分子动理论 内能【考纲解读】1.掌握分子动理论的基本内容.2.知道内能的概念.3.会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化．【知识要点】一．微观量的估算1．微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.2．宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V mol 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ.3．关系(1)分子的质量：m 0＝ ＝ .(2)分子的体积：V 0＝ ＝ .(3)物体所含的分子数：N ＝ ·N A ＝ 或N ＝ ＝ .4．两种模型(1)球体模型直径为d ＝ 36V 0π.(适用于：固体、液体) (2)立方体模型边长为d ＝3V 0.(适用于：气体) 特别提醒 1.固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的．分子的体积V 0＝V mol N A，仅适用于固体和液体，对气体不适用． 2．对于气体分子，d ＝3V 0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离．二．布朗运动与分子热运动三．分子间的作用力与分子势能1．分子间的相互作用力分子力是引力与斥力的合力．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而 ，随分子间距离的减小而 ，但总是斥力变化得 ，如图所示．(1)当r ＝r 0时，F 引＝F 斥，F ＝ ；(2)当r <r 0时，F 引和F 斥都随距离的减小而增大，但F 引＜F 斥，F 表现为 ；(3)当r ＞r 0时，F 引和F 斥都随距离的增大而减小，但F 引＞F 斥，F 表现为 ；(4)当r ＞10r 0(10－9m)时，F 引和F 斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F ＝0)．2．分子势能分子势能是由分子间相对位置而决定的势能，它随着物体体积的变化而变化，与分子间距离的关系为：(1)当r >r 0时，分子力表现为引力，随着r 的增大，分子引力做 ，分子势能 ；(2)r <r 0时，分子力表现为斥力，随着r 的减小，分子斥力做 ，分子势能 ；(3)当r ＝r 0时，分子势能 ，但不一定为零，可为负值，因为可选两分子相距无穷远时分子势能为零；(4)分子势能曲线如图所示．【典型例题】例1．已知铜的摩尔质量为M (kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m 3)，阿伏加德罗常数为N A (mol －1)．下列判断错误的是( )A ．1 kg 铜所含的原子数为N A MB ．1 m 3铜所含的原子数为MN A ρC ．1个铜原子的质量为M N A(kg) D ．1个铜原子的体积为M ρN A(m 3) 例2．下列关于布朗运动的说法，正确的是( )A ．布朗运动是液体分子的无规则运动B ．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈C ．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D ．布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的例3．如图所示是分子间引力或斥力大小随分子间距离变化的图象，由此可知( )A ．ab 表示引力图线B ．cd 表示引力图线C ．当分子间距离r 等于两图线交点e 的横坐标时，分子力一定为零D ．当分子间距离r 等于两图线交点e 的横坐标时，分子势能一定最小E ．当分子间距离r 等于两图线交点e 的横坐标时，分子势能一定为零【拓展训练】1．某气体的摩尔质量为M ，摩尔体积为V ，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0，则阿伏加德罗常数N A 不可能表示为( )A ．N A ＝V V 0B ．N A ＝ρV mC ．N A ＝M mD ．N A ＝M ρV 02．若以M 表示水的摩尔质量，V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，N A 表示阿伏加德罗常数，m 、V 0分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系错误的有( )A ．N A ＝ρV mB ．ρ＝M N A V 0C．ρ＜MN A V0D．m＝MN A3．下列哪些现象属于热运动()A．把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间再把它们分开，会看到与它们相接触的面都变得灰蒙蒙的B．把胡椒粉末放入菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗底，而我们喝汤时尝到了胡椒的味道C．含有泥沙的水经一定时间会变澄清D．用砂轮打磨而使零件温度升高4．下列关于布朗运动的叙述中正确的是()A．悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的B．液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢，当液体的温度到0℃时，固体小颗粒的运动就会停止C．被冻结在冰块中的小碳粒不能做布朗运动，是因为冰中的水分子不运动D．做布朗运动的固体颗粒越小，布朗运动越明显5．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠．这一物理过程中，水分子间的() A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大6．如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲，图中点b是引力最大处，点d是两分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是()A．点a B．点bC．点c D．点d7．图为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线．下列说法中正确的是() A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r2时，分子间的作用力为零D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功8．(2013·新课标Ι·33(1))两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是()A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变9．(2013·福建·29(1))下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是()10．给一定质量的温度为0 ℃的水加热，在水的温度由0 ℃上升到4 ℃的过程中，水的体积随着温度的升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”．某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在着一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在着相互作用的势能．在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的．关于这个问题，下列说法中正确的是() A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功11．下列说法正确的是()A．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映C．分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能最大D．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量12．有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是()A．一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变B．物体的温度越高，分子热运动越剧烈C．物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和D．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的13．下列说法正确的是()A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大14．如图所示，食盐(NaCl)的晶体是由钠离子(图中)和氯离子(图中●)组成的．这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距离地交错排列的．已知食盐的摩尔质量是M，食盐的密度是ρ，阿伏加德罗常数为N A，在食盐晶体中两个距离最近的氯离子与钠离子中心间的距离为多少？。
2016届高考物理一轮复习 11.1分子动理论 内能课件
(2)决定因素：温度 、 体积 和物质的量(即摩尔数)．
[基础自测]
3．1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下列说法正
[基础自测]
1．下列关于布朗运动的说法，正确的是(
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
)
B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
C．布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作 用力 D．观察布朗运动会看到，悬浮的颗粒越小，温度越高，布 朗运动越剧烈
解析：布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，小
(7) 本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合
即可．
(8) 做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精 清洗，然后用脱脂棉擦去，最后用水冲洗，以保持盘的清洁．
7．误差分析
(1) 油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度会改变，
会给实验带来较大误差． (2)纯油酸体积的计算误差． (3)油膜面积的测量误差 ①油膜形状的画线误差； ②数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．
分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距 离的减小而增大，所以选项 B正确， A错误．分子间作用力指的 在r＜r0时分子间相互作用力，表现为斥力随分子间距离的减小而
是引力和斥力的合力．当分子间距离r＝r0时，分子间作用力为 0，
增大，在r＞r0时分子间作用力表现为引力，随着分子间距离的增
5．数据处理
根据上面记录的数据，完成以下表格内容.
实验 次数 1 2
高中物理第1章分子动理论第1节分子动理论的基本观点学案鲁科版选修3-3
第1节分子动理论的基本观点1.建立分子模型、认识分子动理论的基本观点．2.掌握油膜法测量油酸分子大小的方法．（重点）3.知道阿伏伽德罗常数及意义，能利用它联系微观量和宏观量．4。
知道布朗运动与分子热运动的区别、理解布朗运动产生的原因．5．知道分子间作用力的特点和变化规律．（难点)一、物体由大量分子组成1．分子的大小（1)分子直径的数量级为10－10 m。
（2)分子质量的数量级为10－27～10－25 kg。
2．阿伏伽德罗常数（1）定义:1 mol任何物质含有分子的数目都相同，且为常数．这个常数叫做阿伏伽德罗常数．（2）数值:N A＝6。
02×1023__mol－1．（3)意义：阿伏伽德罗常数是一个重要的基本常量,它是宏观量与微观量联系的桥梁．3．用油膜法测量油酸分子的大小把一定体积V的油酸滴在水面上形成单分子油膜,如图甲，测得油膜面积S，根据V＝Sd，得d＝错误!，d即为分子直径，如图乙．1．（1)所有分子直径的数量级都是10－10 m．( )(2)阿伏伽德罗常数与物质的种类、物质的状态无关．( ）(3）一个分子的质量等于摩尔质量除以阿伏伽德罗常数．( )(4）测定分子大小的方法有多种,油膜法只是其中的一种方法．( )提示：（1）×（2)√（3)√（4）√二、分子永不停息地做无规则运动1．扩散现象(1）定义:不同的物质彼此进入对方的现象．（2）普遍性:气体、液体和固体都能够发生扩散现象．(3)规律：温度越高,扩散现象越明显．（4）意义：扩散现象表明,分子在永不停息地运动，温度越高，分子的运动越剧烈．2．布朗运动（1)定义：悬浮在液体（或气体）中的微粒所做的永不停息的无规则运动．（2）产生的原因：微粒在液体中受到液体分子的不平衡撞击引起的．（3）影响布朗运动的因素①微粒大小：微粒越小，布朗运动越明显．②温度高低:温度越高，布朗运动越剧烈．（4）意义:反映了分子在永不停息地做无规则运动．3．热运动(1）定义：分子的无规则运动．(2)影响因素：温度越高,分子的无规则运动越剧烈．2．(1)温度越高，扩散现象越明显．（)（2)布朗运动就是液体分子的无规则运动．（）（3）液体中悬浮的微粒越大,布朗运动越明显．( ）（4）扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做热运动．（)（5）布朗运动就是分子的热运动．（）提示：（1)√(2）×(3）×（4）√（5）×三、分子间存在着相互作用力1．研究表明,分子之间同时存在着引力和斥力，它们的大小与分子间的距离有关．2．分子力与分子间距离的关系r 分子力F－r图象r＝r0f引＝f斥F＝0r〈r0f引〈f斥F为斥力r〉r0f引〉f斥F为引力r〉10r0f引＝f斥＝0F＝0（1）r0的数量级一般是10－10 m.(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力随距离变化得快．3．(1)固体和液体分子之间没有空隙，气体分子间有空隙．（)（2）分子间的引力随分子间距离的增大而增大，而斥力随距离的增大而减小．（）（3)当两分子间距为r0时,分子力为零,没有引力也没有斥力．（）（4)当分子间的距离达到无穷远时,分子力为零．（)提示：（1）×（2）×（3）×（4)√物体是由大量分子组成1．固、液分子可以理想化地看作一个挨着一个的小球或立方体，两种模型得出的结果稍有不同，但数量级相同．2．对于气体通常采用立方体模型，表示气体分子所占据的平均空间,而d则为分子的平均间距．3．微观量的估算设阿伏伽德罗常数为N A，物体的体积为V，物质的质量为m，物质的密度为ρ，摩尔体积为V mol，摩尔质量为M，分子体积为V0,分子质量为m0，分子数为n。
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第1课时分子动理论内能[知识梳理]知识点一、分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数1．物体是由大量分子组成的(1)分子很小：①直径数量级为10－10m。
②质量数量级为10－26～10－27kg。
(2)分子数目特别大：阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023mol－1。
2．分子的热运动(1)扩散现象：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象。
温度越高，扩散越快。
(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地无规则运动。
其特点是：①永不停息、无规则运动。
②颗粒越小，运动越明显。
③温度越高，运动越激烈。
提示：①运动轨迹不确定，只能用不同时刻的位置连线确定微粒做无规则运动。
②不能直接观察分子的无规则运动，而是用悬浮的固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无规则运动。
(3)热运动：物体分子永不停息地无规则运动，这种运动跟温度有关。
3．分子间的相互作用力(1)引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，斥力比引力变化更快。
(2)分子力的特点：①r＝r0时(r0的数量级为10－10m)，F引＝F斥，分子力F＝0；②r<r0时，F引<F斥，分子力F表现为斥力；③r>r0时，F引>F斥，分子力F表现为引力；④r>10r0时，F引、F斥迅速减为零，分子力F＝0。
(3)分子力随分子间距离的变化图像如图1所示。
图1知识点二、温度是分子平均动能的标志、内能1．温度一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
2．两种温标摄氏温标和热力学温标。
关系：T＝t＋273.15 K。
3．分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。
(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志。
(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。
4．分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能。
(2)分子势能的决定因素：微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上——决定于体积和状态。
5．物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，是状态量。
(2)对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。
思维深化判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)布朗运动是固体小颗粒中固体分子的运动。
()(2)分子间同时存在引力与斥力，分子力是二者合力的表现。
()(3)温度、分子动能、分子势能或内能只对大量分子才有意义。
()(4)任何物体都有内能。
()(5)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大。
()答案(1)×(2)√(3)√(4)√(5)√[题组自测]题组一分子动理论1．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠。
这一物理过程中，水分子间的()A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大解析因为空气中水汽凝结成水珠时水分子间距离减小，再根据分子力与分子间距离的关系可知，当分子间距离减小时斥力、引力同时增大，所以只有D项正确。
答案 D2．关于布朗运动，以下说法正确的是()A．布朗运动就是液体分子的扩散现象B．布朗运动就是固体小颗粒中分子的无规则运动，它说明分子永不停息地做无规则运动C．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，它是液体分子无规则运动的反映D．扫地时，在阳光照射下，看到尘埃飞舞，这是尘埃在做布朗运动解析布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，而不是固体分子的运动，但它是液体分子无规则热运动的反映，B项错误，C项正确；扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质的过程，不是布朗运动，A项错误；能做布朗运动的颗粒非常小，用肉眼看不到，空中飞舞的尘埃颗粒要大得多，所以不是布朗运动，D项错误。
答案 C3．(多选)以下关于分子动理论的说法中正确的是()A．物质是由大量分子组成的B．－2 ℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动C．分子势能随分子间距离的增大，可能先减小后增大D．分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小解析物质是由大量分子组成的，A正确；分子是永不停息地做无规则运动的，B错误；在分子间距离增大时，如果先是分子斥力做正功，后是分子引力做负功，则分子势能是先减小后增大的，C正确；分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力变化得快，D正确。
答案ACD题组二物体的内能4．(多选)关于对内能的理解，下列说法正确的是()A．系统的内能是由系统的状态决定的B．做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能C．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D．1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能解析系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，B错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C错误；在1 g 100 ℃的水变成100 ℃水蒸气的过程中，分子间距增大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能，D正确。
答案AD5．相同质量的氧气和氦气，温度相同，下列说法正确的是()A．每个氧分子的动能都比氦分子的动能大B．每个氦分子的速率都比氧分子的速率大C．两种气体的分子平均动能一定相等D．两种气体的分子平均速率一定相等解析温度是分子平均动能的标志，氧气和氦气的温度相同，其分子的平均动能相同，但分子的运动速率有的大，有的小，各个分子的动能并不相同，A、B错误，C正确；两种气体的分子质量不同，则平均速率不同，D错误。
答案 C6．(多选)(2014·沈阳市质量监测)如图2所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是________(填正确答案标号)。
图2A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 mB．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 mC．若两个分子间距离增大，则分子势能也增大D．由分子动理论可知：温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同E．质量和温度都相同的氢气和氧气(视为理想气体)，氢气的内能大解析由分子间相互作用力关系可知，当分子间距离小于r0时，表现为斥力，分子间距离大于r0时，表现为引力，因此选项A错误，B正确；当分子间距离小于r0时，分子间距离增大，分子间作用力做正功，分子势能减小，当分子间距离大于r0时，分子间距离增大，分子间作用力做负功，分子势能增大，选项C 错误；由分子动理论可知，选项D正确；由理想气体状态方程可知，选项E正确。
答案BDE考点一微观量的估算1．微观量分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。
2．宏观量物体的体积V、摩尔体积V m、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。
3．关系(1)分子的质量：m 0＝M N A＝ρV mN A。
(2)分子的体积：V 0＝V m N A＝MρN A。
(3)物体所含的分子数：N ＝V V m·N A ＝m ρV m·N A 或N ＝m M ·N A ＝ρVM ·N A 。
4．分子的两种模型(1)球体模型直径d ＝36V 0π。
(常用于固体和液体) (2)立方体模型边长d ＝3V 0。
(常用于气体)对于气体分子，d ＝3V 0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离。
【例1】 空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。
某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝1.0×103 cm 3。
已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝1.8×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1。
试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N ； (2)一个水分子的直径d 。
解析 (1)水的摩尔体积为V 0＝M ρ＝1.8×10－21.0×103 m 3/mol ＝1.8×10－5 m 3/mol ，水分子数：N ＝VN A V 0＝1.0×103×10－6×6.0×10231.8×10－5个≈3×1025个。
(2)建立水分子的球体模型有V 0N A＝16πd 3，可得水分子直径：d ＝ 36V 0πN A ＝ 36×1.8×10－53.14×6.0×1023m ＝4×10－10m 。
答案 (1)3×1025个 (2)4×10－10 m 【变式训练】1．(多选)若以μ表示水的摩尔质量，V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，N A表示阿伏加德罗常数，m0、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的有()A．N A＝ρVm0B．ρ＝μN A V0C．ρ<μN A V0D．m0＝μN A解析由于μ＝ρV，则N A＝μm0＝ρVm0，变形得m0＝μN A，故A、D正确；由于分子之间有空隙，所以N A V0<V，水的密度为ρ＝μV<μN A V0，故B错误，C正确。
答案ACD考点二分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图3所示(取无穷远处分子势能E p＝0)图3(1)当r>r0时，分子力为引力，若r增大，分子力做负功，分子势能增加。
(2)当r<r0时，分子力为斥力，若r减小，分子力做负功，分子势能增加。
(3)当r＝r0时，分子势能最小。
【例2】(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。
在此过程中，下列说法正确的是()A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变解析由分子动理论的知识，当两个分子相互靠近，直至不能靠近的过程中，分子力先是表现为引力且先增大后减小，之后表现为分子斥力，一直增大，所以A 选项错误；分子引力先做正功，然后分子斥力做负功，分子势能先减小再增大，分子动能先增大后减小，所以B 、C 正确，D 错误；因为只有分子力做功，所以分子势能和分子动能的总和保持不变，E 选项正确。