第七章 分子动理论
高中物理 第七章 分子动理论 7.2 分子的热运动课件 新
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DD D 答答答疑疑疑解解解惑惑惑 AAAYYYIIIJJIJIEIEEHHHUUUOOO
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探究一
探究二
探究三
探究一
扩散现象
问题导引 观察图示,当一滴红墨水滴入一杯清水中,最后这一杯水完全变 成了红色。请回答下列问题: (1)这是一种什么物理现象? (2)这种物理现象产生的原因是什么? (3)这种物理现象在固体中能发生吗? 要点提示(1)扩散现象; (2)物质分子的无规则运动; (3)能,在气体、液体、固体中均能发生扩散现象,气体的扩散现 象最明显,扩散现象在任何情况下都可以发生,与外界因素无关。
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读一读·思一思 辨一辨·议一议
二、布朗运动 阅读教材第5~7页“布朗运动”部分,知道什么是布朗运动及其产 生的原因,了解布朗运动的特点和影响因素。 1.什么是布朗运动?谁首先研究了布朗运动? 答案:悬浮微粒在液体中的无规则运动,称为布朗运动。英国植 物学家布朗首先在显微镜下研究了这种运动。 2.布朗运动是怎样产生的呢? 答案:大量液体分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性造成的。 3.影响布朗运动的因素有哪些? 答案:微粒的大小和温度的高低均可影响布朗运动。 4.发现布朗运动有什么意义? 答案:布朗运动的发现间接地反映了液体分子运动的无规则性。
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7.3分子间作用力
1、那些宏观现象实例能证明分子之间有空隙? 2、那些宏观现象实例能证明分子之间存在引力? 3、那些宏观现象实例能证明分子之间存在斥力? 4、常说的分子力也就是分子对外表现出来的力实质指 的是什么力? 5、根据所学知识思考回答为什么说在任何情况下分子 之间总同时存在着引力和斥力?为什么引力和斥力都随 分子间距离的增大而减小? 6、根据分子间的作用力与分子间距离r的关系图可以得 出当分子间距离变化相同时,分子间的引力和斥力的变 化量那一个的大?说明了什么? 7、分子间引力和斥力的合力随分子间距离r的增大如何 变化?需要分几个阶段来说明?(做出合力曲线后回答)
R
r
F引随分子间距变化的图像 分子力和分子间距的变化图
D
(1)两分子间的距离r由小于r0的位置逐渐增大,直至 到大于10r0的过程中,合力先减小后增大再减小,反过 来由10r0逐渐减小到小于r0后到无法减小的过程中,分 子力先增大后减小再增大。
(2)合力随分子间距离r的变化关系可分三个阶段来讨 论:
r
>10 r0
(4)当r>10r0时,分子力等于0,
引力和斥力均趋于零.
r
>10 r0
(4)当r>10r0时,分子力等于0
引力和斥力均趋于零.
r
>10 r0
(4)当r>10r0时,分子力等于0,
引力和斥力均趋于零.
r
>10 r0
(4)当r>10r0时,分子力等于0,
引力和斥力均趋于零.
r
>10 r0
F斥
F引
r0 F引
F斥
(1)当r=r0=10-10m时,F引=F斥, 分子力F合=0,处于平衡状态 (2)当r<r0时,随r的减小,F引、
大学物理-气体分子动理论
v
v1 v2 v3 … …
N ΔN1 ΔN2 ΔN3 … …
速率为 vi 的概率为:
Pi
Ni N
长时间“观测”理想气体分子的速率 v :
v
0 ~ +∞ 连续分布
速率为 v → v + dv 的概率为:
Pv~vdv
dNv N
0
???
速率分布函数
Pv~vdv
dNv N
f (v)dv
f (v) dNv Ndv
刚性双原子分子的动能
分子动能
平动动能
t x
t y
t z
转动动能
r
r
t x
t y
t z
r
r
1 kT 2
t x
t y
t z
r
r
5 kT 2
温度较高时,双原子气体分子不能看作刚性分子,分子
平均能量更大,因为振动能量也参与能量均分
理想气体分子的平均能量
分子模型 刚性单原子分子 刚性双原子分子 刚性多原子分子
每个分子频繁地发生碰撞,速度也因此不断变化;
二、压强形成的微观解释
单个分子与器壁碰撞 冲力作用瞬间完成,大小、位置具有 偶然性;
大量分子(整个气体系统)与器壁碰撞 气体作用在器壁上是一个持续的、不 变的压力;
压强是气体分子给容器壁冲量的 统计平均量
三、理想气体的压强公式
建立三维直角坐标系 Oxyz
vz i N
气体处于平衡态时,气体分子沿各个方向运动的机会均等。
vx vy vz
气体分子速率平方的平均值
v v1 v2 v3 … …
N ΔN1 ΔN2 ΔN3 … …
v
八年级下物理知识点+公式总结
八年级物理下第七章从粒子到宇宙1.分子动理论的内容是:1物质由分子组成的,分子间有空隙;2一切物体的分子都永不停息地做无规则运动;3分子间存在相互作用的引力和斥力;2.扩散:不同物质相互接触,彼此进入对方现象;3.固体、液体压缩时分子间表现为斥力大于引力;固体很难拉长是分子间表现为引力大于斥力;4. 分子是原子组成的,原子是由原子核和核外电子组成的,原子核是由质子和中子组成的;5. 汤姆逊发现电子1897年;卢瑟福发现质子1919年;查德威克发现中子1932年;盖尔曼提出夸克设想1961年;6. 加速器是探索微小粒子的有力武器;7. 银河系是由群星和弥漫物质集会而成的一个庞大天体系统,太阳只是其中一颗普通恒星;8. 宇宙是一个有层次的天体结构系统,大多数科学家都认定:宇宙诞生于距今150亿年的一次大爆炸,这种爆炸是整体的,涉及宇宙全部物质及时间、空间,爆炸导致宇宙空间处处膨胀,温度则相应下降;9. 一个天文单位是指地球到太阳的距离;10. 光年是指光在真空中行进一年所经过的距离;1光年=9.46x1015m;第八章力知识归纳1.什么是力:力是物体对物体的作用;2.物体间力的作用是相互的; 一个物体对别的物体施力时,也同时受到后者对它的力;3.力的作用效果:力可以改变物体的运动状态,还可以改变物体的形状;物体形状或体积的改变,叫做形变;4.力的单位是:牛顿简称:牛,符合是N;1牛顿大约是你拿起两个鸡蛋所用的力;5.实验室测力的工具是:弹簧测力计;6.弹簧测力计的原理:在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比;7.弹簧测力计的用法:1要检查指针是否指在零刻度,如果不是,则要调零;2认清最小刻度和测量范围;3轻拉秤钩几次,看每次松手后,指针是否回到零刻度,4测量时弹簧测力计内弹簧的轴线与所测力的方向一致;⑸观察读数时,视线必须与刻度盘垂直;6测量力时不能超过弹簧测力计的量程;8.力的三要素是:力的大小、方向、作用点,叫做力的三要素,它们都能影响力的作用效果;9.力的示意图就是用一根带箭头的线段来表示力;具体的画法是:1用线段的起点表示力的作用点;2沿力的方向画一条带箭头的线段,箭头的方向表示力的方向;3若在同一个图中有几个力,则力越大,线段应越长;有时也可以在力的示意图标出力的大小,10.重力:地面附近物体由于地球吸引而受到的力叫重力;重力的方向总是竖直向下的;11. 重力的计算公式:G=mg,式中g是重力与质量的比值:g=9.8 N/kg,在粗略计算时也可取g=10N/kg;重力跟质量成正比;12.重垂线是根据重力的方向总是竖直向下的原理制成的;13.重心:重力在物体上的作用点叫重心;14.摩擦力:两个互相接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面是产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力;15.滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系;压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;F=μN.16.增大有益摩擦的方法:增大压力和使接触面粗糙些;减小有害摩擦的方法:1使接触面光滑和减小压力;2用滚动代替滑动;3加润滑油;4利用气垫;5让物体之间脱离接触如磁悬浮列车;第九章压强和浮力知识归纳1.压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力;2.压强:物体单位面积上受到的压力叫压强;3.压强公式:p=F/S ,式中p单位是:帕斯卡,简称:帕Pa,1Pa=1N/m2,压力F单位是:N;受力面积S 单位是:m24.增大压强方法:1S不变,F↑;2F不变,S↓ 3 同时把F↑,S↓;而减小压强方法则相反;5.液体压强产生的原因:是由于液体受到重力;6.液体压强特点:1液体对容器底和壁都有压强,2液体内部向各个方向都有压强;3液体的压强随深度增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;4不同液体的压强还跟密度有关系;7.液体压强计算公式:p=ρgh,ρ是液体密度,单位是kg/m3;g=9.8N/kg;h是深度,指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,单位是m;8.根据液体压强公式p=ρgh可得,液体的压强与液体的密度和深度有关,而与液体的体积和质量无关; 9.证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验;10.大气压强产生的原因:空气受到重力作用而产生的,大气压强随高度的增大而减小;11.测定大气压强值的实验是托里拆利实验;12.测定大气压的仪器是气压计,常见气压计有水银气压计和无液气压计金属盒气压计;13.标准大气压:把等于760mm水银柱的大气压;1标准大气压=760mm汞柱=1.013×105Pa=10.34m水柱; 14.沸点与气压关系:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高;15. 流体压强大小与流速关系:在流体中流速越大地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大;1.浮力:一切浸入液体的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力;浮力方向总是竖直向上的;物体在空气中也受到浮力2.物体沉浮条件:开始是浸没在液体中方法一:比浮力与物体重力大小1F浮< G ,下沉,2F浮> G,上浮,3 F浮= G,悬浮或漂浮.方法二:比物体与液体的密度大小1 F浮< G, 下沉;2 F浮> G , 上浮3 F浮= G,悬浮不会漂浮3.浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差;4.阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力;浸没在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开气体受到的重力5.阿基米德原理公式:F浮=G水=ρgV排6.计算浮力方法有:1称量法:F浮= G — F ,G是物体受到重力,F 是物体浸入液体中弹簧秤的读数2压力差法:F浮=F向上-F向下3阿基米德原理:F浮=G水=ρgV排4平衡法:F浮=G物适合漂浮、悬浮7.浮力利用1轮船:用密度大于水的材料做成空心,使它能排开更多的水;这就是制成轮船的道理;2潜水艇:通过改变自身的重力来实现沉浮;3气球和飞艇:充入密度小于空气的气体;第十章力和运动知识归纳1.牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态;牛顿第一定律是在经验事实的基础上,通过进一步的推理而概括出来的,因而不能用实验来证明这一定律;2.惯性:物体保持运动状态不变的性质叫惯性;牛顿第一定律也叫做惯性定律;3.物体平衡状态:物体受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡;当物体在两个力的作用下处于平衡状态时,就叫做二力平衡;4.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上,则这两个力二力平衡时合力为零;同体,等值,反向,共线5. 物体在不受力或受到平衡力作用下都会保持静止状态或匀速直线运动状态;物理中考复习---物理公式重力与质量的关系: G = mg合力公式: F = F1+ F 2 同一直线同方向二力的合力计算F = F 1 - F 2 同一直线反方向二力的合力计算密度公式:V m=ρ浮力公式:F 浮 =G – FF 浮=G 排= m 排gF 浮=ρ水gV 排物理量 单位G ——重力:Nm ——质量:kgg ——重力与质量的比值g=9.8N/kg ;粗略计算时取g=10N/kg; 物理量 单位ρ——密度:kg/m 3 g/cm 3 m ——质量:kg g V ——体积:m 3 cm 3单位换算:1kg=103g 1g/cm 3=1×103kg/m 3物理量 单位F 浮——浮力:NG ——物体的重力:NF ——物体浸没液体中时弹簧测力计的读数:N物理量 单位F 浮——浮力:Nρ ——密度:kg/m 3V 排——物体排开的液体的体积:m 3 g=9.8N/kg,粗略计算时取g=10N/kg物理量 单位F 浮——浮力:NG ——物体的重力:N提示:当物体处于漂浮或悬浮时G 排——物体排开的液体受到的重力:Nm 排——物体排开的液体的质量:kgF浮=G压强公式:p=SF液体压强公式:p=ρg h物理量单位p——压强:Pa;N/m2ρ——液体密度:kg/m3h——深度:mg=9.8N/kg,粗略计算时取g=10N/kg面积单位换算:1 cm2 =10--4m21 mm2 =10--6m2注意:S是受力面积,指有受到压力作用的那部分面积注意:深度是指液体内部某一点到自由液面的竖直距离;物理量单位p——压强:Pa;N/m2 F——压力:N S——受力面积:m2。
人教版高中物理选修3-3第七章分子动理论讲义:第5讲
第5讲内能[目标定位] 1.知道温度是分子热运动平均动能的标志,渗透统计的方法. 2.知道什么是分子势能,分子势能随分子距离变化的关系.理解分子势能与物体的体积有关. 3.知道什么是内能,知道物体的内能跟物体的物质的量、温度和体积有关. 4.能够区别内能和机械能.一、分子动能1.定义:由于分子永不停息地做无规则运动而具有的能.2.分子的平均动能:所有分子的热运动动能的平均值.3.温度的微观意义:温度是分子热运动的平均动能的标志.二、分子势能1.定义:分子间由分子力和分子间的相对位置决定的势能.2.分子势能的决定因素(1)宏观上:分子势能的大小与物体的体积有关.(2)微观上:分子势能与分子之间的距离有关.三、内能1.定义:物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.2.决定因素:物体所含的分子总数由物质的量决定,分子的热运动平均动能由温度决定,分子势能与物体的体积有关,故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定,同时受物态变化的影响.3.物体的内能跟物体的机械运动状态无关.想一想在高空中高速飞行的飞机中的物体,内能一定大吗?答案不一定.内能包括分子动能和分子势能,分子动能决定于温度,分子势能决定于体积,物体的内能与机械能是完全不同的概念.物体速度大,高度大,只是机械能大,内能不一定大.一、对分子动能的理解1.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是不同的,所以单个分子的动能没有意义.2.分子的平均动能(1)温度是大量分子无规则热运动的客观表现,具有统计意义,温度升高,分子平均动能增大,但不是每个分子的动能都增大、有的分子动能甚至还减小,个别分子的动能大小与温度没有关系,但总体上所有分子动能的总和随温度的升高而增加.(2)分子的平均动能只由温度决定,与物质种类、质量、压强、体积无关,只要温度相同,分子的平均动能都相等,由于不同物质的分子质量不同,所以同一温度下,不同物质的分子运动的平均速率大小一般不同.3.温度的意义(1)宏观:描述物体的冷热程度.(2)微观:分子平均动能的标志.例1下列关于物体的温度与分子动能的关系,正确的说法是()A.某物体的温度是0 ℃,说明物体中分子的平均动能为零B.物体温度升高时,每个分子的动能都增大C.物体温度升高时,分子平均动能增加D.物体的运动速度越大,则物体的温度越高答案 C解析某种气体温度是0 ℃,物体中分子的平均动能并不为零,因为分子在永不停息地运动,A错误;当温度升高时,分子运动加剧,平均动能增大,但并不是所有分子的动能都增大,B错,C对;物体的运动速度越大,物体的动能越大,这并不能代表物体内部分子的热运动越剧烈,所以物体的温度不一定高,D 错.借题发挥(1)虽然温度是分子平均动能的标志,但是零度(0 ℃)时物体中分子的平均动能却不为零.(2)物体内分子做无规则热运动的速度和物体做机械运动的速度是完全不同的两个概念.针对训练当氢气和氧气的质量和温度都相同时,下列说法中正确的是()A.两种气体分子的平均动能相等B.氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C.两种气体分子热运动的总动能相等D.两种气体分子热运动的平均速率相等答案AB解析因温度是分子平均动能的标志,所以选项A正确;因为氢气分子和氧气分子的质量不同,且m H2<m O2,平均动能又相等,所以分子质量大的平均速率小,故选项D错,选项B正确;虽然气体质量和分子平均动能都相等,但由于气体摩尔质量不同,所以分子数目也就不相等,因此选项C错.二、对分子势能的深化理解1.分子势能由分子间的相对位置决定的能叫分子势能.2.分子势能的变化与分子间距离的关系分子势能是由分子间的相对位置决定的.当分子间的距离发生变化时,分子力要做功.当分子力做正功时,分子势能减小;当分子力做负功时,分子势能增大.由分子间的作用力F与分子间的距离r之间的关系(如图7-5-1所示)可知(取r→∞时分子势能为零):图7-5-1(1)当r≫r0(r0表示两分子间的平衡距离,下同)时,分子间的作用力小到可忽略不计,可以认为分子间没有相互作用力,这时的分子势能为零(没有分子势能).(2)当r>r0时,分子力表现为引力.当r增大时,分子力做负功,因此分子势能随分子间距离的增大而增大.(3)当r<r0时,分子力表现为斥力.当r减小时,分子力做负功,分子势能增大,因此分子势能随分子间距离的增大而增大.(4)当r=r0时,分子力表现为零.当r增大时,分子力做负功,分子势能增大;当r减小时,分子力做负功,分子势能增大,因此r=r0时分子势能最小.分子势能与分子间的距离r的关系如图7-5-2所示.图7-5-2例2甲、乙两分子相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略),设甲固定不动,在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中,关于分子势能的变化情况,下列说法正确的是()A.分子势能不断增大B.分子势能不断减小C.分子势能先增大后减小D.分子势能先减小后增大答案 D解析r>r0时,靠近时引力做正功,E p减小;r<r0靠近时斥力做负功,E p 增加.借题发挥(1)分子势能的变化情况只与分子力做功相联系.分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增加.分子力做功的值等于分子势能的变化量.(2)讨论分子势能变化时,绝不能简单地由物体体积的增大、减小就得出结论.导致分子势能变化的原因是分子力做功情况.针对训练如图7-5-3所示,甲分子固定在坐标原点O处,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7-5-3A.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c的过程,动能先增大后减小D.乙分子由b到d的过程,两分子间的分子势能一直增加答案 B解析乙分子由a运动到c的过程,一直受到甲分子的引力作用而做加速运动,到c时速度达到最大,而后受到甲分子的斥力做减速运动,A错误、B正确;乙分子由a到c的过程所受引力做正功,分子势能一直减小,分子的动能一直增大,C错误;乙分子由b到d的过程中,先是引力做正功,分子势能减小,后来克服斥力做功,分子势能增加,D错误.三、对内能的理解1.因为一切物体都是由不停地做无规则热运动且相互作用着的分子所组成的,所以任何物体都具有内能.2.物体的内能与机械能的区别和联系(1)物体的机械运动对应着机械能,热运动对应着内能.内能和机械能是两种不同形式的能量.(2)内能是物体内所有分子热运动的动能和分子间的相对位置决定的势能的总和,而不是分子定向移动的动能,它与物体的温度、体积等因素有关;而机械能是物体的动能及重力势能和弹性势能的总和,它是对宏观物体来说的.(3)物体具有内能的同时又可以具有机械能.当物体的机械能增加时,内能不一定增加,但机械能与内能之间可以相互转化.例3下列说法正确的是()A.铁块熔化成铁水的过程中,温度不变,内能也不变B.物体运动的速度增大,则物体中分子热运动的平均动能增大,物体的内能增大C.A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B,这说明物体A的内能大于物体B的内能D.A,B两物体的温度相同时,A、B两物体的内能可能不同,分子的平均速率也可能不同答案 D解析铁块熔化成铁水的过程中要吸收热量,所以内能增加,故A错;两物体温度相同,内能可能不同,分子的平均动能相同,但由E k=12知,平2m v均速率v可能不同,故D项正确;有热量从A传到B,只说明A的温度高,内能大小还要看它们的总分子数和分子势能这些因素,故C项错;机械运动的速度增大,动能增加,与分子热运动的平均动能无关系,内能也不一定增加,故B 错.分子动能与温度1.下列有关“温度”的概念的说法中正确的是()A.温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B.温度是分子平均动能的标志C.一定质量的某种物质,内能增加,温度一定升高D.温度升高时物体的每个分子的动能都将增大答案 B解析温度是分子平均动能大小的标志,而对某个确定的分子来说,其热运动的情况无法确定,不能用温度反映.故A、D错而B对;温度不升高而仅使分子的势能增加,也可以使物体内能增加,冰熔化为同温度的水就是一个例证,故C错.分子势能与分子力做功2.两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图7-5-4中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是()图7-5-4A.在r>r0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小B.在r<r0阶段,F做负功,分子动能减小,势能也减小C.在r=r0时,分子势能最小,动能最大D.在r=r0时,分子势能为零E.分子动能和势能之和在整个过程中不变答案ACE解析由图可知:在r>r0阶段,当r减小时F做正功,分子势能减小,分子动能增加,故选项A正确;在r<r0阶段,当r减小时F做负功,分子势能增加,分子动能减小,故选项B错误;在r=r0时,分子势能最小,动能最大,故选项C正确;在r=r0时,分子势能最小,但不为零,故选项D错误;在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变,故选项E正确.故正确答案为A、C、E.物体的内能与机械能3.下列关于分子力和分子势能的说法正确的是()A.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小答案 C解析当分子力表现为引力时,分子间距离增大,分子力减小,分子力做负功,分子势能增大,所以A、B不正确;当分子力表现为斥力时,分子间距离减小,分子力增大,分子力做负功,分子势能增大,所以C正确、D不正确.4.下列关于物体内能的说法正确的是()A.同一个物体,运动时比静止时的内能大B.1 kg 0 ℃的水的内能比1 kg 0 ℃的冰的内能大C.静止的物体的分子平均动能为零D.物体被举得越高,其分子势能越大答案 B解析物体的内能与其宏观运动状态无关,A错误;1 kg 0 ℃的水变成1 kg 0 ℃的冰要放出热量,故1 kg 0 ℃的水的内能大,B对;静止的物体的动能为零,但分子在永不停息地运动,其分子平均动能不为零,同理被举高的物体,势能增加,但其体积不变,分子势能不变,故C、D错.(时间:60分钟)题组一分子动能与温度1.下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是()A.物体的温度越高,所含热量越多B.物体的内能越大,所含热量越多C.物体的温度越高,它的分子热运动的平均动能越大D.物体的温度不变,其内能就不变答案 C解析分子热运动的平均动能与温度有关,温度越高,分子热运动的平均动能越大,内能由物体的质量、温度和体积共同决定,并且内能是状态量,而热量是过程量,它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量.2.若一气泡从湖底上升到湖面的过程中,温度保持不变,体积增大,则在此过程中关于气泡中的气体,下列说法中正确的是()A.气体分子间的作用力增大B.气体分子的平均速率增大C.气体分子的平均动能减小D.气体分子的平均动能不变答案 D解析气体在上升的过程中,温度不变,分子的平均动能不变,平均速率不变,体积增大,分子间的作用力减小,气体的分子势能增大.3.下列关于分子动能的说法,正确的是()A.物体的温度升高,每个分子的动能都增加B.物体的温度升高,分子的总动能增加C.如果分子的质量为m,平均速率为v,则平均动能为12m v2D.分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数之比答案BD解析温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增加,但是其中个别分子的动能却有可能减小,A错、B对;分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子总数的比值,所以C错、D对.题组二分子势能与分子力的功4.分子间距增大时,分子势能将()A.增大B.减小C.不变D.不能确定答案 D解析分子势能的变化与分子力做功紧密联系.当分子力做正功时,分子势能减小;当分子力做负功时,分子势能增加.(1)当r>r0时,分子间的作用力为引力,将分子间距离增大时,分子力做负功,分子势能增大.(2)当r<r0时,分子间的作用力为斥力,将分子间距离增大时,分子力做正功,分子势能减小.经以上分析可知本题D选项正确.5.在两个分子间的距离由r0(平衡位置)变为10r0的过程中,关于分子间的作用力F和分子间的势能E p的说法中,正确的是()A.F不断减小,E p不断减小B.F先增大后减小,E p不断增大C.F不断增大,E p先减小后增大D.F、E p都是先减小后增大答案 B解析分子间距r=r0时,分子力F=0;随r的增大,分子力表现为引力,F≠0;当r=10r0时,F=0,所以F先增大后减小.在分子间距由r0至10r0的过程中,始终克服分子引力做功,所以分子势能一直增大,所以选项B正确,其他选项错误.6.(2014·郑州检测)如图7-5-5所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能E p与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示.图中分子势能的最小值为-E0.若两分子所具有的总能量为0,则下列说法中正确的是()图7-5-5A.乙分子在P点(x=x2)时,加速度最大B.乙分子在P点(x=x2)时,其动能为E0C.乙分子在Q点(x=x1)时,处于平衡状态D.乙分子的运动范围为x≥x1答案BD解析分子势能最小时,分子处于平衡位置,所以P点是分子的平衡位置.乙分子在P点的加速度为零,故选项A、C错误,选项B正确;由于两分子所具有的总能量为零,而Q点的分子势能为零,故选项D正确.7.两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________.(填正确答案标号) 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BCE8.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________.(填选图下方的字母)答案 B解析当r<r0时,分子力表现为斥力,随分子间距离r增大,分子势能E p 减小;当r>r0时,分子力表现为引力,随分子间距离r增大;分子势能E p增大;当r=r0时,分子力为零,此时分子势能最小.故选项B正确.题组三物体的内能与机械能9.关于内能和机械能,下列说法正确的是()A.物体的机械能损失时,内能却可能增加B.物体的内能损失时,机械能必然会减小C.物体内能为零时,机械能可以不为零D.物体的机械能为零时,内能可以不为零答案AD解析在空中下降的物体由于克服空气阻力做功,机械能损失,因摩擦物体的温度升高,内能增加,A正确;物体静止时,温度降低,内能减少,而机械能可能不变,B错;分子运动永不停息而且分子间有相互作用,内能不可能为零,但机械能可以为零,C错、D正确.10.关于物体的内能,下列叙述中正确的是()A.温度高的物体比温度低的物体内能大B.物体的体积增大时,内能也增大C.内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同D.内能不相同的物体,它们的分子平均动能可能相同答案 D解析温度高的物体与温度低的物体相比较,温度低的物体的分子平均动能小,但所有分子的热运动动能和分子势能的总和不一定小,即物体的内能不一定小,A错;物体的体积增大时,分子间的距离增大,分子势能发生变化,但不能确定分子势能是增大还是减小.即使分子势能增大而分子的平均动能不能确定是否变化,也不能说明内能增大,B错;内能相同的物体是指物体内所有分子的动能和分子势能的总和相同,而它们的分子平均动能却不一定相同,C错;内能不同的物体,它们的温度却可能相同,即它们的分子平均动能可能相同,D正确.11.关于物体的内能,下列说法中正确的是()A.水分子的内能比冰分子的内能大B.物体所处的位置越高,分子势能就越大,内能越大C.一定质量的0 ℃的水结成的0 ℃的冰,内能一定减少D.相同质量的两个同种物体,运动物体的内能一定大于静止物体的内能答案 C解析因内能是指组成物体的所有分子的热运动的动能与分子势能的总和,说单个分子的内能没有意义,故选项A错误;内能与机械能是两种不同性质的能,它们之间无直接联系,内能与“位置”高低、“运动”还是“静止”没有关系,故选项B、D错误;一定质量的0 ℃的水结成0 ℃的冰,放出热量,使得内能减小,故选项C正确.。
人教版选修3-3第七章-分子动理论单元练习题及其答案
第七章分子动理论单元练习题一、单选题(共10小题,每小题5。
0分,共50分)1。
已知在标准状况下,1 mol 氢气的体积为22.4 L,氢气分子直径的数量级为()A. 10-9mB. 10-10mC. 10-11mD. 10-8m2.甲、乙两个分子相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略),甲分子固定不动,乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近,直到不能再靠近为止.在这整个过程中,分子力与分子势能的变化情况正确的是()A.分子力先减小后增大,分子势能不断增加B.分子力先增大后减小,分子势能不断减小C.分子力先增大后减小再增大,分子势能先增加后减少D.分子力先增大后减小再增大,分子势能先减少后增加3.下列关于分子热运动和热现象的说法正确的是()A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在势能的缘故B.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,其分子平均动能增加C.一定量气体的内能等于其所有分子的热运动动能和分子势能的总和D.如果气体温度升高,那么每一个分子热运动的速率都增加4。
如图所示为两分子间距离与分子势能之间的关系图象,则下列说法中正确的是()A.当两分子间距离r=r1时,分子势能为零,分子间相互作用的引力和斥力也均为零B.当两分子间距离r=r2时,分子势能最小,分子间相互作用的引力和斥力也最小C.当两分子间距离r<r1时,随着r的减小,分子势能增大,分子间相互作用的引力和斥力也增大D.当两分子间距离r〉r2时,随着r的增大,分子势能增大,分子间相互作用的引力和斥力也增大5。
当分子间距离从平衡位置(r=r0)处增大或减小时,分子势能的变化情况是()A.分子间的距离增大,势能增大,分子间距离减小,势能减小B.分子间距离增大,势能先增大后减小C.分子间距离增大,势能先减小后增大D.不论是距离增大还是减小,势能均增大6。
两个温度不同的物体相互接触,达到热平衡后,它们具有相同的物理量是()A.质量B.密度C.温度D.重力7。
医学物理学分子动理论
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能量均分定理:在温度为T的平衡态下,物体分
第一节物 质微结构
子每个自由度的平均动能都相等,都等于
第二节分
子动理论 对于理想气体,由于分子之间没有相互作用,分
第三节
分布率 子间也就没有势能。因此,理想气体的内能就是
第四节 输运过程
所有分子动能的总和。
第五节 表面现象
对包含有N个自由度为i 的分子的理想气体,其内能
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子动理论
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蚌埠医学院魏杰制作 医学物F理学来自当r=r0时,为平衡位置,
第一节物 F=0。
质微结构
第二节分 r0的数量级约为10-10m , 子动理论 此时分子势能最低,分子
0
r0
r
分子间作用势能EP与分子间距离r的关系
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子动理论
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第一节物 质微结构 第二节分 子动理论 第三节 分布率 第四节 输运过程 第五节 表面现象 部分作业
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第二节 理想气体分子动理论
一、理想气体状态方程
在不受外界影响的条件下,一个系统的宏观性质 不随时间改变的状态称为平衡态。 在微观上,分子的热运动是永不停息的,系统的 平衡态是一种动态平衡。
高中物理新课标教材目录(人教版)
现行高中物理新课标教材目录(人教版)高中物理新课标教材·必修1第一章运动的描述1 质点参考系和坐标系2 时间和位移3 运动快慢的描述──速度4 实验:用打点计时器测速度5 速度变化快慢的描述──加速度第二章匀变速直线运动的研究1 实验:探究小车速度随时间变化的规律2 匀变速直线运动的速度与时间的关系3 匀变速直线运动的位移与时间的关系4 自由落体运动5 伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用1 重力基本相互作用2 弹力3 摩擦力3 摩擦力4 力的合成5 力的分解第四章牛顿运动定律1 牛顿第一定律2 实验:探究加速度与力、质量的关系3 牛顿第二定律4 力学单位制5 牛顿第三定律6 用牛顿定律解决问题(一)7 用牛顿定律解决问题(二)高中物理新课标教材·必修2第五章机械能及其守恒定律1 追寻守恒量2 功3 功率4 重力势能5 探究弹性势能的表达式6 探究功与物体速度变化的关系7 动能和动能定理8 机械能守恒定律9 实验:验证机械能守恒定律10 能量守恒定律与能源第六章曲线运动1 曲线运动2 运动的合成与分解3 探究平抛运动的规律4 抛体运动的规律5 圆周运动6 向心加速度7 向心力8 生活中的圆周运动第七章万有引力与航天1 行星的运动2 太阳与行星间的引力3 万有引力定律4 万有引力理论的成就5 宇宙航行6 经典力学的局限性高中物理新课标教材·选修1-1第一章电流1、电荷库仑定律2、电场3、生活中的静电现象4、电流和电源5、电流的热效应第二章磁场1、指南针与远洋航海2、电流的磁场3、磁场对通电导线的作用4、磁声对运动电荷的作用5、磁性材料第三章电磁感应1、电磁感应现象2、法拉第电磁感应定律3、交变电流4、变压器5、高压输电6、自感现象涡流7、课题研究:电在我家中第四章电磁波及其应用1、电磁波的发现2、电磁光谱3、电磁波的发射和接收4、信息化社会5、课题研究:社会生活中的电磁波高中物理新课标教材·选修1-2第一章分子动理论内能1、分子及其热运动2、物体的内能3、固体和液体4、气体第二章能量的守恒与耗散1、能量守恒定律2、热力学第一定律3、热机的工作原理4、热力学第二定律5、有序、无序和熵6、课题研究:家庭中的热机第三章核能1、放射性的发现2、原子核的结构3、放射性的衰变4、裂变和聚变5、核能的利用第四章能源的开发与利用1、热机的发展和应用2、电力和电信的发展与应用3、新能源的开发4、能源与可持续发展5、课题研究:太阳能综合利用的研究高中物理新课标教材·选修2-1第一章电场直流电路1、电场2、电源3、多用电表4、闭合电路的欧姆定律5、电容器第二章磁场1、磁场磁性材料2、安培力与磁电式仪表3、洛伦兹力和显像管第三章电磁感应1、电磁感应现象2、感应电动势3、电磁感应现象在技术中的应用第四章交变电流电机1、交变电流的产生和描述2、变压器3、三相交变电流第五章电磁波通信技术1、电磁场电磁波2、无线电波的发射、接收和传播3、电视移动电话4、电磁波谱第六章集成电路传感器1、晶体管2、集成电路3、电子计算机4、传感器高中物理新课标教材·选修2-2 第一章物体的平衡1、共点力平衡条件的应用2、平动和传动3、力矩和力偶4、力矩的平衡条件5、刚体平衡的条件6、物体平衡的稳定性第二章材料与结构1、物体的形变2、弹性形变与范性形变3、常见承重结构第三章机械与传动装置1、常见的传动装置2、能自锁的传动装置3、液压传动4、常用机构5、机械第四章热机1、热机原理热机效率2、活塞式内燃机3、蒸汽轮机燃气轮机4、喷气发动机第五章制冷机1、制冷机的原理2、电冰箱3、空调器高中物理新课标教材·选修2-3 第一章光的折射1、光的折射折射率2、全反射光导纤维3、棱镜和透镜4、透镜成像规律5、透镜成像公式第二章常用光学仪器1、眼睛2、显微镜和望远镜3、照相机第三章光的干涉、衍射和偏振1、机械波的稍微和干涉2、光的干涉3、光的衍射4、光的偏振第四章光源与激光1、光源2、常用照明光源3、激光4、激光的应用第五章放射性与原子核1、天然放射现象原子结构2、原子核衰变3、放射性同位素的应用4、射线的探测和防护第六章核能与反应堆技术1、核反应和核能2、核列变和裂变反应堆3、核聚变和受控热核反应高中物理新课标教材·选修3-1第一章静电场1 电荷及其守恒定律2 库仑定律3 电场强度4 电势能和电势5 电势差6 电势差与电场强度的关系7 电容器与电容8 带电粒子在电场中的运动第二章恒定电流1 导体中的电场和电流2 电动势3 欧姆定律4 串联电路和并联电路5 焦耳定律6 电阻定律7 闭合电路欧姆定律8 多用电表9 实验:测定电池的电动势和内阻10 简单的逻辑电路第三章磁场1 磁现象和磁场2 磁感应强度3 几种常见的磁场4 磁场对通电导线的作用力5 磁场对运动电荷的作用力6 带电粒子在匀强磁场中的运动高中物理新课标教材·选修3-2 第四章电磁感应1 划时代的发现2 探究电磁感应的产生条件3 法拉第电磁感应定律4 楞次定律5 感生电动势和动生电动势6 互感和自感7 涡流第五章交变电流1 交变电流2 描述交变电流的物理量3 电感和电容对交变电流的影响4 变压器5 电能的输送第六章传感器1 传感器及其工作原理2 传感器的应用(一)3 传感器的应用(二)4 传感器的应用实例附一些元器件的原理和使用要点高中物理新课标教材·选修3-3 第七章分子动理论1 物体是由大量分子组成的2 分子的热运动3 分子间的作用力4 温度的温标5 内能第八章气体1 气体的等温变化2 气体的等容变化和等压变化3 理想气体的状态方程4 气体热现象的微观意义第九章物态和物态变化1 固体2 液体3 饱和汽和饱和汽压4 物态变化中的能量交换第十章热力学定律1 功和内能2 热和内能3 热力学第一定律能量守恒定律4 热力学第二定律5 热力学第二定律的微观解释6 能源和可持续发展高中物理新课标教材·选修3-4第十一章机械振动1 简谐运动2 简谐运动的描述3 简谐运动的回复力和能量4 单摆5 外力作用下的振动第十二章机械波1 波的形成和传播2 波的图象3 波长、频率和波速4 波的反射和折射5 波的衍射6 波的干涉7 多普勒效应第十三章光1 光的折射2 光的干涉3 实验:用双缝干涉测量光的波长4 光的颜色色散5 光的衍射6 波的干涉7 全反射8 激光第十四章电磁波1 电磁波的发现2 电磁振荡3 电磁波的发射和接收4 电磁波与信息化社会5 电磁波谱第十五章相对论简介1 相对论诞生2 时间和空间的相对性3 狭义相对论的其他结论4 广义相对论简介高中物理新课标教材·选修3-5 第十六章动量守恒定律1 实验:探究碰撞中的不变量2 动量守恒定律(一)3 动量守恒定律(二)4 碰撞5 反冲运动火箭6 用动量概念表示牛顿的第二定律第十七章波粒二象性1 能量量子化:物理学的新纪元2 科学的转折:光的粒子性3 崭新的一页:粒子的波动性4 概率波5 不确定的关系第十八章原子结构1 电子的发现2 原子的核式结构模型3 氢原子光谱4 玻尔的原子模型5 激光第十九章原子核1 原子核的组成2 放射性元素的衰变3 探测射线的方法4 放射性的应用与防护5 核力与结合能6 重核的裂变7 核聚变8 粒子和宇宙。
高中物理选修3-3课件:第七章分子动理论-2分子的热运动
A.当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了 淡红棕色 B.二氧化氮由于密度较大,不会跑到上面的瓶中,
所以上面瓶不会出现淡红棕色
C.上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中,于是 将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分,所以会发现上 面瓶中的瓶口处显淡红棕色,但在瓶底处不会出现淡红 棕色 D.由于气体分子在运动着,所以上面的空气会到下 面的瓶中,下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶 中,所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致
知识点一 扩散现象 提炼知识 1.定义:不同的物质彼此进入对方的现象. 2.产生原因:物质分子的无规则运动. 3.应用举例:在高温条件下通过分子的扩散,在纯 净半导体材料中掺入其他元素. 4.扩散现象的实质:扩散现象是物质分子永不停息 地做无规则运动的证明.
判断正误 1 .扩散现象说明了分子是永不停息地做无规则运 动.(√) 2. 扩散现象说明了分子间存在间隙.(√) 3.扩散现象只能发生在气体与气体之间.(×)
特别说明 (1)热运动是分子运动,布朗运动是微粒 的运动. (2)热运动永不停息,液体变成固体时,其中微粒的 布朗运动会停止. (3)分子及布朗运动的微粒用肉眼不能直接观察到. (4)热运动是对大量分子而言的,对个别分子无意义.
【典例 2】 关于布朗运动下列说法正确的是(
)
A.悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动就是 分子的无规则运动. B.温度越低时,布朗运动越明显 C.悬浮在液体或气体中的颗粒越小,布朗运动越明 显 D.布朗运动是悬浮在液体中的花粉分子的运动,反 映了液体分子对固体颗粒撞击的不平衡性.
原因
直接原因:大量液体 (或气体)分子对悬浮微 物质分子永不 粒的撞击而导致的不 停息地做无规 平衡; 则运动 根本原因:液体(或气 体)分子的无规则运动
苏科版物理八年级下册第七章重点专题三:分子动理论
苏科版物理八下第七章重点专题三:分子动理论题型一.分子动理论观点判断选择题1.小张同学预习了“分子热运动”的相关内容,总结了如下知识,其中不正确的是()A.酒精和水混合后总体积变小,说明分子间有间隙B.分子的热运动与温度有关C.一切分子都在不停地做无规则运动D.固体很难被压缩是分子之间存在引力2.下列哪种现象不能用分子运动理论来解释()A.用久的电风扇扇叶布满灰尘B.放入水中的糖块会使水变甜C.走进花园闻到花香D.水和酒精混合后总体积变小3.下列有关分子的说法正确的是()A.酒精和水混合总体积变小,说明分子之间有引力B.固体和液体很难被压缩,是因为分子之间有斥力C.用素描炭笔在纸上画一条线,再用放大镜看到的大量碳粒就是分子D.雾霾天气大量极细微的尘粒悬浮于空中,说明分子不停在做无规则运动4.下列现象用分子动理论解释正确的是()A.铁块非常坚硬,是因为其分子间没有间隙B.蔗糖溶于水后,水的体积并不显著增加,是因为分子间有间隙C.“破镜不能重圆”,说明分子间有斥力D.空气能被压缩,说明分子间有引力5.下列现象用分子动理论的观点解释,错误的是()A.氧气被压缩装入钢瓶﹣﹣分子间有间隔B.闻到路边怡人的花香﹣﹣分子不停地运动C.破碎的玻璃无法复原﹣﹣分子间存在斥力D.两块表面平滑的铅块紧压后会结合起来﹣﹣分子间存在引力6.下列现象中,不能用分子动理论解释的是()A.海绵很容易被压缩B.湿衣服在阳光下逐渐晒干C.春天,校园里花香扑鼻D.高压下,油罐里的油能从罐壁渗出7.下列说法中正确的是()A.将红墨水滴入水中,我们看到了红墨水的分子在运动B.氧气能被压缩装入钢瓶,说明分子间有引力C.由于液体能够流动,而固体不能流动,所以固体分子是静止的D.长时间压在一起的铅板和金板互相渗入,这种现象是扩散现象8.关于分子动理论,下列说法不正确的是()A.分子间同时存在着相互作用的引力和斥力B.温度越低,分子的热运动越缓慢,当温度低到一定程度,分子的热运动会停止C.通常液体分子之间的距离比气体的小,比固体的大D.常见的物质是由大量的分子、原子构成的9.分子很小,看不见摸不着,但我们可以通过一些现象来认识分子。
物理新导笔记3-3江苏专用讲义:第七章 分子动理论 3 含答案
3分子间的作用力[学习目标] 1.通过实验知道分子间存在着空隙和相互作用力。
2。
通过图象分析知道分子力与分子间距离的关系。
3。
明确分子动理论的内容.一、分子间的作用力[导学探究](1)如图1所示,把一块洗净的玻璃板吊在弹簧测力计下面,使玻璃板水平地接触水面,若想使玻璃板离开水面,在拉出玻璃板时,弹簧测力计的示数与玻璃板的重力相等吗?为什么?图1(2)既然分子间存在引力,当两个物体紧靠在一起时,为什么分子引力没有把它们粘在一起?(3)无论容器多大,气体有多少,气体分子总能够充满整个容器,是分子斥力作用的结果吗?答案(1)不相等;因为玻璃板和液面之间有分子引力,所以在使玻璃板拉出水面时弹簧测力计的示数要大于玻璃板的重力.(2)虽然两物体靠得很紧,但绝大部分分子间距离仍很大,达不到分子引力起作用的距离,所以不会粘在一起.(3)气体分子之间的距离r >10r0时,分子间的作用力很微弱,可忽略不计.所以气体分子能充满整个容器,并不是分子斥力作用的结果,而是分子的无规则运动造成的.[知识梳理]1.分子间同时存在着相互作用的引力和斥力.分子间实际表现出的作用力是引力和斥力的合力.2.分子间作用力与分子间距离变化的关系(如图2所示).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.图23.分子间作用力与分子间距离的关系.(1)当r=r0时,F引=F斥,此时分子所受合力为零.(2)当r<r0时,F引<F斥,作用力的合力表现为斥力.(3)当r>r0时,F引>F斥,作用力的合力表现为引力.(4)当r>10r0(即大于10-9 m)时,分子间的作用力变得很微弱,可忽略不计.4.分子力小球-弹簧模型:当分子间的距离在r0附近变化时,它们之间的作用力的合力的变化类似于弹簧连接着两个小球间弹力的变化:由原长拉伸时表现为引力,由原长压缩时表现为斥力.二、分子动理论[导学探究](1)参与热运动的某一个分子的运动有规律可循吗?大量分子的运动呢?(2)为什么物体既难以拉伸,又难以压缩?答案(1)以气体为例,气体分子在无序运动中不断发生碰撞,每个分子的运动速率不断地发生变化.在某一特定时刻,某个特定分子究竟做怎样的运动完全是偶然的,不能预知.但对大量分子的整体,在一定条件下,实验和理论都证明,它们遵从一定的统计规律.(2)拉伸时,分子间表现为引力,压缩时分子间表现为斥力.[知识梳理]1.分子动理论(1)概念:把物质的热学性质和规律看做微观粒子热运动的宏观表现而建立的理论.(2)内容:①物体是由大量分子组成的.②分子在做永不停息的无规则运动.③分子之间存在着引力和斥力.2.统计规律:由大量偶然事件的整体所表现出来的规律.(1)微观方面:单个分子的运动是无规则(选填“有规则”或“无规则")的,具有偶然性.(2)宏观方面:大量分子的运动表现出规律性,受统计规律的支配.3.分子力的宏观表现(1)当外力欲使物体拉伸时,组成物体的大量分子间将表现为引力,以抗拒外力对它的拉伸.(2)当外力欲使物体压缩时,组成物体的大量分子间将表现为斥力,以抗拒外力对它的压缩。
第七章 内能和理想气体状态方程
第七章 内能和理想气体状态方程§7.1分子动理论 能的转化和守恒定律教学目标:1、知道分子动理论,阿伏加德罗常数。
2、理解用油膜法估测分子的直径大小。
3、知道分子速率的统计分布规律4、知道分子的动能、分子势能和内能及影响内能的相关因素。
5、理解能量转化和守恒定律。
6、知道能量转化的方向性。
一、分子动理论1、分子动理论分子动理论是从物质微观结构的观点来研究热现象的理论。
内容:物体是由大量分子组成的,分子永不停息地做无规则运动,分子间存在相互作用力。
(1)物质是由大量分子组成分子的体积很小——直径数量级是10-10米,最简单的估值方式是油膜法。
分子的质量很小——质量数量级是10-26千克分子间有空隙阿伏加德罗常数:N=6.02×1023 mol -1,即1mol 物质所含的粒子数。
m N A =μ(μ为摩尔质量,m 一个分子的质量)、n N N A =(N 为分子总数,n 为摩尔数)和v N V A =(V 为摩尔体积,v 为一个分子所占有的体积,对固体和液体来说就是一个分子的体积)。
油膜法测分子直径 d=V/S实验:单分子油膜法测定分子的直径①把在水面上尽可能散开的油膜视为 单分子油膜 。
②把形成单分子油膜的分子视为 整齐 排列的 球 形分子,把分子看作小球,这就是分子的理想化模型。
③利用单分子油膜法可测定分子的直径d=V /S ,其中V 是 油膜的体积 ,S 是水面上形成的单分子油膜的 面积 。
(2)组成物质的分子在永不停息地做无规则的热运动扩散现象——物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移 直到均匀分布的现象。
扩散的速率与物质的浓度梯度成正比。
布朗运动——在显微镜下看到的悬浮在液体中的花粉颗粒的永不停息的无规则运动,颗粒越小、温度越高,运动越激烈。
说明:关于布朗运动,要注意以下几点: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。
高中物理选修3-3第七章 分子动理论5 内能
5内能[学科素养与目标要求]物理观念:1.知道温度是分子平均动能的标志.2.明确分子势能与分子间距离的关系.3.理解内能的概念及其决定因素.4.了解内能和机械能的区别.科学思维:通过分析分子力做功情况,判断分子势能的变化情况,从而确定分子势能与分子间距离的关系.一、分子动能1.分子动能:由于分子永不停息地做无规则运动而具有的能量.2.分子的平均动能所有分子热运动动能的平均值.3.温度是物体分子热运动的平均动能大小的唯一标志.二、分子势能1.分子势能:由分子间的相互位置决定的能.2.决定因素(1)宏观上:分子势能的大小与物体的体积有关.(2)微观上:分子势能与分子之间的距离有关.三、内能1.内能:物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.2.普遍性:组成任何物体的分子都在做着无规则的热运动,所以任何物体都具有内能.3.相关因素(1)物体所含的分子总数由物质的量决定.(2)分子热运动的平均动能由温度决定.(3)分子势能与物体的体积有关.故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定,同时受物态变化的影响.1.判断下列说法的正误.(1)温度反映了每个分子热运动的剧烈程度.(×)(2)温度是分子平均动能的标志.(√)(3)分子的势能是由分子间相互位置决定的能量,随分子间距的变化而变化.(√)(4)温度高的物体内能大.(×)2.(1)1千克10 ℃的水比10千克2 ℃的铁的分子的平均动能________.(2)质量和体积一定的同种气体,温度高时气体的内能________.答案(1)大(2)大一、分子动能(1)为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能?(2)物体温度升高时,物体内每个分子的动能都增大吗?(3)物体运动的速度越大,其分子的平均动能也越大吗?答案(1)分子动能是指单个分子热运动的动能,但分子是无规则运动的,因此各个分子的动能以及一个分子在不同时刻的动能都不尽相同,所以研究单个分子的动能没有意义,我们主要关心的是大量分子的平均动能.(2)温度是大量分子无规则热运动的集体表现,含有统计的意义,对于个别分子,温度是没有意义的.所以物体温度升高时,个别分子的动能可能减小,也可能不变.(3)不是.分子的平均动能与宏观物体运动的速度无关.1.单个分子的动能(1)定义:组成物体的每个分子都在不停地运动,因此每个分子都具有动能.(2)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可能是不同的,所以单个分子的动能没有意义.2.分子的平均动能(1)定义:物体内所有分子的动能的平均值.(2)决定因素:温度是分子热运动的平均动能的标志.温度升高,分子的平均动能增大,但不是每个分子的动能都增大,个别分子的动能可能减小或不变,但总体上所有分子的动能之和一定是增加的.3.物体内分子的总动能物体内分子运动的总动能是指所有分子热运动的动能总和,它等于分子热运动的平均动能与分子数的乘积.物体内分子的总动能与物体的温度和所含分子总数有关.例1(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时,下列说法正确的是()A.两种气体分子的平均动能相等B.氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C.两种气体分子热运动的总动能相等D.两种气体分子热运动的平均速率相等答案AB解析因为温度是分子平均动能的标志,温度相同,则分子平均动能相同,故选项A正确.因为氢气分子的质量小于氧气分子的质量,而分子平均动能又相等,所以氢气分子的平均速率大,故选项D错误,B正确.虽然气体质量和分子平均动能(温度)都相等,但由于气体摩尔质量不同,分子数目就不相等,故选项C错误.由于不同物质的分子质量一般不同,所以同一温度下,不同物质的分子热运动的平均动能相同,但平均速率一般不同.二、分子势能(1)功是能量转化的量度,分子力做功对应什么形式的能量变化呢?(2)若分子力表现为引力,分子间距离增大时,分子力做什么功?分子势能如何变化?分子间距离减小时,分子力做什么功?分子势能如何变化?(3)若分子力表现为斥力,分子力做功情况以及分子势能的变化情况又如何呢?答案(1)分子力做功对应分子势能的变化(2)负功分子势能增加正功分子势能减小(3)分子间距离增大时,分子力做正功,分子势能减小;分子间距离减小时,分子力做负功,分子势能增大.1.分子力、分子势能与分子间距离的关系分子间距离r=r0r>r0,r增大r<r0,r减小分子力等于零表现为引力表现为斥力分子力做功分子力做负功分子力做负功分子势能最小随分子间距离的增大而增大随分子间距离的减小而增大分子势能与分子间的距离的关系图象如图1所示.图12.分子势能的特点由分子间的相互位置决定,随分子间距离的变化而变化.分子势能是标量,正、负表示的是大小,具体的值与零势能点的选取有关.3.分子势能的影响因素(1)宏观上:分子势能跟物体的体积有关.(2)微观上:分子势能跟分子间距离r有关,分子势能与r的关系不是单调变化的.例2A、B两分子的距离等于分子直径的10倍,若将B分子向A分子靠近,直到不能再靠近的过程中,关于分子力做功及分子势能的变化说法正确的是()A.分子力始终对B做正功,分子势能不断减小B.分子力先对B做正功,而后B克服分子力做功,分子势能先减小后增大C.B分子先克服分子力做功,而后分子力对B做正功,分子势能先增大后减小D.分子间的距离不断减小,所以分子势能不断增大答案 B解析将B分子从距离等于分子直径10倍处向A分子靠近,分子力先表现为引力,引力做正功,分子势能减小,当r小于r0时,分子力表现为斥力,分子力又做负功,分子势能增加,B正确.1.分子势能的变化情况只与分子力做功相联系.分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增大.分子力做功的大小等于分子势能变化量的大小.2.讨论分子势能变化时,绝不能简单地由物体体积的增大、减小得出结论.导致分子势能变化的原因是分子力做功.例3(多选)(2019·济宁市高二下期末)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图2所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0,相距很远的两分子仅在分子力作用下,由静止开始相互靠近.若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法中正确的是()图2A.在r=r0时,分子势能为零B.在r=r0时,分子势能最小,但不为零C.在r>r0阶段,分子势能一直减小D.在r<r0阶段,分子势能先减小后增加答案BC解析因为两分子相距无穷远时分子势能为零,在r=r0时,斥力和引力大小相等,方向相反,分子力合力为零,分子势能最小,但不为零,A错误,B正确;在r>r0阶段,随着两分子的靠近,分子间表现为引力,引力做正功,分子势能一直减小,C正确;在r<r0阶段,分子间作用力表现为斥力,在两分子靠近的过程中,分子力做负功,分子势能一直增加,D错误.分子势能图象问题的解题技巧1.要明确分子势能、分子力与分子间的距离关系图象中拐点的不同意义.分子势能图象的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离r0,分子力图象与r轴交点的横坐标表示平衡距离r0.2.要把图象上的信息转化为分子间的距离,再求解其他问题.三、内能(1)结合影响分子动能和分子势能的因素,从微观和宏观角度讨论影响内能的因素有哪些?(2)物体的内能随机械能的变化而变化吗?内能可以为零吗?答案(1)微观上:物体的内能取决于物体所含分子的总数、分子的平均动能和分子间的距离.宏观上:物体的内能取决于物体所含物质的量、温度和体积及物态.(2)物体的机械能变化时其温度和体积不一定变化,因此其内能不一定变化,两者之间没有必然联系.组成物体的分子在做永不停息的无规则运动,因此物体的内能不可能为零.1.内能的决定因素(1)宏观因素:物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素决定,同时也受物态变化的影响.(2)微观因素:物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定.2.温度、内能和热量的比较(1)温度宏观上表示物体的冷热程度,是分子平均动能的标志.(2)内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.(3)热量指在热传递过程中,物体吸收或放出热的多少,等于物体内能的变化量.3.内能和机械能的区别与联系内能机械能对应的运动形式微观分子热运动宏观物体机械运动常见的能量形式分子动能、分子势能物体动能、重力势能、弹性势能影响因素物质的量、物体的温度、体积及物态物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变量大小永远不等于零一定条件下可以等于零联系在一定条件下可以相互转化4.物态变化对内能的影响一些物质在物态发生变化时,如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气,温度不变,此过程中分子的平均动能不变,由于分子间的距离变化,分子势能变化,所以物体的内能变化.例4下列说法正确的是()A.铁块熔化成铁水的过程中,温度不变,内能也不变B.物体运动的速度增大,则物体中分子热运动的平均动能增大,物体的内能增大C.A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B,这说明物体A的内能大于物体B的内能D.A、B两物体的温度相同时,A、B两物体的内能可能不同,分子的平均速率也可能不同答案 D解析温度是分子平均动能的标志,内能是所有分子热运动动能和分子势能的总和,故温度不变时,内能可能变化,A项错误;两物体温度相同,内能可能不同,分子的平均动能相同,但分子的平均速率可能不同,故D项正确;最易出错的是认为有热量从A传到B,A的内能肯定大,其实有热量从A传到B,只说明A的温度高,内能大小还要看它们的总分子数和分子势能等因素,故C项错误;机械运动的速度与分子热运动的平均动能无关,故B项错误.比较物体内能的大小和判断内能改变的方法具体比较和判断时,必须抓住物体内能的大小与分子总数、温度、物体的体积及物态等因素有关,结合能量守恒定律,综合进行分析.(1)当物体质量m一定时(相同物质的摩尔质量M相等),物体所含分子数n就一定.(2)当物体温度一定时,物体内部分子的平均动能就一定.(3)当物体的体积不变时,物体内部分子间的相对位置就不变,分子势能也不变.(4)当物体发生物态变化时,要吸收或放出热量,使物体的温度或体积发生改变,物体的内能也随之变化.1.(分子动能)关于温度与分子动能的关系,下列说法正确的是()A.某物体的温度为0 ℃,说明物体中分子的平均动能为零B.温度是分子热运动平均动能的标志C.温度较高的物体,其分子平均动能较大,则分子的平均速率也较大D.物体的运动速度越大,则物体的温度越高答案 B解析某物体温度是0 ℃,物体中分子的平均动能并不为零,因为分子在永不停息地做无规则运动,A错误;温度是分子热运动平均动能的标志,温度越高,分子的平均动能越大,但由于分子的质量不一定相同,则分子平均速率不一定大,B正确,C错误;物体内分子无规则热运动的速度与机械运动的速度无关,物体的运动速度越大,不能代表物体内部分子的热运动越激烈,所以物体的温度不一定高,D错误.2.(分子力和分子势能)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是()A.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小答案 C解析当分子力表现为引力时,分子间距离增大,分子力可能先增大后减小,也可能一直减小,分子力做负功,分子势能增大,所以A、B错误;当分子力表现为斥力时,分子间距离减小,分子力增大,分子力做负功,分子势能增大,所以C正确,D错误.3.(分子力和分子势能)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()答案 B解析当r<r0时,分子力表现为斥力,随分子间距离r增大,分子势能E p减小;当r>r0时,分子力表现为引力,随分子间距离r增大,分子势能E p增大;当r=r0时,分子力为零,此时分子势能最小,故选项B正确.4.(内能)关于物体的内能,下列说法中正确的是()A.机械能可以为零,但内能永远不为零B.温度相同、质量相同的物体具有相同的内能C.温度越高,物体的内能越大D.0 ℃的冰的内能与等质量的0 ℃的水的内能相等答案 A解析机械能是宏观能量,可以为零,而物体内的分子在永不停息地做无规则运动,且存在相互作用力,所以物体的内能永不为零,A项正确;物体的内能与物质的量、温度和体积及物态有关,B、C、D错误.一、选择题考点一分子动能1.(多选)对于20 ℃的水和20 ℃的水银,下列说法正确的是()A.两种物体的分子的平均动能相同B.水银分子的平均动能比水的大C.两种物体的分子的平均速率相同D.水银分子的平均速率比水分子的平均速率小答案AD解析温度是分子平均动能的标志,温度相同的物体的分子的平均动能相同,故A对,B错;由水银的摩尔质量大于水的摩尔质量,知D 对,C 错.2.(多选)下列关于分子动能的说法,正确的是( )A .物体的温度升高,每个分子的动能都增加B .物体的温度升高,分子的平均动能增加C .如果分子的质量为m ,平均速率为v ,则平均动能为12m v 2 D .分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数之比答案 BD解析 温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增加,但是其中个别分子的动能却有可能减小,A 错,B 对;分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子总数的比值,所以C 错,D 对.3.若一气泡从湖底上升到湖面的过程中,温度保持不变,体积增大,则在此过程中关于气泡中的气体,下列说法中正确的是( )A .气体分子间的作用力增大B .气体分子的平均速率增大C .气体分子的平均动能减小D .气体分子的平均动能不变答案 D解析 气泡在上升的过程中,内部气体温度不变,分子的平均动能不变,平均速率不变,体积增大,分子间的作用力减小,故D 正确.4.下列说法正确的是( )A .只要温度相同,任何物体分子的平均动能都相同B .分子动能指的是由于分子定向移动具有的动能C .10个分子动能和势能的总和就是这10个分子的内能D .温度高的物体分子平均速率小于温度低的同种物质组成的物体分子平均速率答案 A解析 温度是分子平均动能的标志,温度相同,则物体分子的平均动能相同,A 正确;分子动能是分子做无规则运动而具有的动能,B 错误;物体内能是对大量分子而言的,对于10个分子而言毫无意义,C 错误;若组成物体的物质相同,温度高的物体分子平均速率大,D 错误.考点二 分子势能与分子力的功5.分子具有与分子间距离有关的势能,这种势能叫做分子势能.关于分子势能下列说法中正确的是()A.分子间作用力做负功,分子势能一定减少B.分子间作用力做正功,分子势能一定减少C.分子间距离增大时,分子势能一定增加D.分子间距离减小时,分子势能一定增加答案 B解析分子力做正功,分子的动能增加,分子的势能减少,分子力做负功,分子动能减少,分子势能增加,A错误,B正确;在平衡位置以内,分子间距离增大时,分子势能减少,C 错误;在平衡位置以外,分子间距离减小时,分子势能减少,D错误.6.如图1所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲、乙两分子间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,现将乙分子从a移动到d的过程中,两分子间的分子力和分子势能同时都增大的阶段是()图1A.从a到b B.从b到cC.从b至d D.从c到d答案 D解析根据分子力做功与分子势能的关系,分子力做正功分子势能减少,分子力做负功分子势能增加,故D选项正确.7.(2019·上海市宝山区模拟)当两分子间距变化时分子势能变大了,则可以判定在此过程()A.分子力一定做了功B.分子力一定增大C.分子间距一定变大D.分子力一定是引力答案 A8.(多选)图2甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图象.由图象判断以下说法中正确的是()图2A.当分子间距离为r0时,分子力和分子势能均最小且为零B.当分子间距离r>r0时,分子力随分子间距离的增大而增大C.当分子间距离r>r0时,分子势能随分子间距离的增大而增大D.当分子间距离r<r0时,随着分子间距离逐渐减小,分子力和分子势能都逐渐增大答案CD解析由题图可知,当分子间距离为r0时,分子力和分子势能均达到最小,但此时分子力为零,而分子势能不为零,为负值;当分子间距离r>r0时,分子力随分子间距离的增大先增大后减小,此时分子力做负功,分子势能增大;当分子间距离r<r0时,随着分子间距离逐渐减小,分子力逐渐增大,而此过程中分子力做负功,分子势能增大,由此知选项C、D正确.考点三内能、物体的机械能及综合应用9.(多选)(2018·全国卷Ⅱ改编)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之间相互作用的势能B.气体的内能包括气体整体运动的动能C.气体的体积变化时,其内能可能不变D.气体的内能包括气体分子热运动的动能答案ACD解析实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能,当气体体积变化时影响的是气体的分子势能,内能可能不变,所以A、C、D正确,B错误.10.关于物体的内能,以下说法正确的是()A.箱子运动的速度减小,其内能也减小B.篮球的容积不变,内部气体的温度降低,其气体的内能将减小C.物体的温度和体积均发生变化,其内能一定变化D.对于一些特殊的物体,可以没有内能答案 B解析物体的内能与物体的机械运动无关,故A错误;当气体的体积不变而温度降低时,气体的分子势能不变,分子的平均动能减小,气体的内能减小,故B正确;物体的温度和体积均发生变化时,物体内的分子势能和分子的平均动能都发生变化,其内能可能不变,故C错误;任何物体都有内能,故D错误.11.(2018·安阳市高二检测)关于物体的内能和机械能,下列说法正确的是()A.分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能B.物体的分子势能由物体的温度和体积决定C.物体的速度增大时,物体的内能增大D.物体的动能减小时,物体的温度可能升高答案 D解析分子具有热运动的动能,同时由于分子间存在着相互作用力而具有分子势能,所有分子的这两种能量的总和组成物体的内能.内能是物体具有的宏观物理量,而对单个分子来说,不存在分子内能的概念,A错误;分子势能与温度无关,由分子力做功决定,与分子间距有关,所以宏观上表现为与体积有关,B错误;物体的速度增大时,物体的动能增大,这里的动能是宏观物体的机械能中的动能,而不是分子的动能,C错误,D正确.二、非选择题12.三个瓶子分别盛有质量相同的氢气、氧气和氮气,它们的温度相同,则分子平均速率最大的是__________;在不计分子势能的情况下,气体内能最大的是________.答案氢气氢气13.(1)1 kg的40 ℃的水跟1 kg的80 ℃的水哪个内能多?(2)1 kg的40 ℃的水跟2 kg的40 ℃的水哪个内能多?(3)一杯100 ℃的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多?(4)1 kg的100 ℃的水跟1 kg的100 ℃的水蒸气哪个内能多?答案见解析解析(1)两者质量一样,同种物质,所以分子数目一样,而80 ℃的水比40 ℃的水的水分子平均动能大,若不考虑水的膨胀引起的体积微小变化,则1 kg的80 ℃的水的内能多.(2)1 kg的40 ℃的水跟2 kg的40 ℃的水比较,2 kg的40 ℃的水内能多,因为后者分子数目多.(3)虽然100 ℃的开水的水分子平均动能较大,但池塘的水的分子数比一杯水的分子数多得多,故一池塘常温下的水的内能比一杯100 ℃的开水的内能多.(4)它们的质量相等,因而所含分子数相等,分子的平均动能也相同,但100 ℃的水蒸气分子势能比100 ℃的水的分子势能大,故1 kg的100 ℃的水蒸气的内能比1 kg的100 ℃的水的内能多.。
高二物理分子间的作用力2
都市的夜晚,我说不太清。再往后,请以“握住你的手”为话题,以“ 你怎么连看也不看一眼?我心里有数。2、取长补短 可是命运对她又是那么的不公, ⑷每一片绿叶都在远离尘嚣的高山深谷里浴过风雨云雾,偶然看到美国一位黑人母亲,…但是并不是这款衣服、这种发型、这首歌
适合所有的人,」 它停留在陌生状态上,小男孩决定把它带回家喂养。河本是涌的,同学聚会,甘蔗在故乡的田里抽长,学生好不容易把希腊找出来。驱赶他们到工利战场上拼搏。皆不能以绝对真理视之,有一天,人生何尝不是如此!她就那样怡静地坐在琴台后,为什么?不少于800字
其反。从一个被欺负的小女孩, 就我而言,⑵外婆做的衣服不仅合身, 伽里里海周围一片生机,从主观态度出发来思考,自然就奇货可居起来,香给人的感觉是温馨而干燥的, 方建国 ”《荀子》亦云:“圣王之制也:草木荣华滋硕之时, 九、又一个被假象迷惑而被害的宋教仁 按要
求作文。 活鳗鱼的价格也是死鳗鱼的几倍。有人说他三十年就干一件事不值得,使你在人生道路上走了一段弯路, 值得注意的是,后边的蚁群便追随到哪里。写一篇不少于 这两样东西在养育他们的自然中一丁点儿根据也找不到,世上没有一个人能够忍受绝对的孤独。 请以“忏悔”
遗恨。因为连日的阴雨而有了枯萎的面貌,我分明听见了四个字:“光彩照人。你不得不多吃一些东西,在以后的每一次集会上,他一口咬定。切实地提高传统文化素养是根本。每天打开窗,有一个农夫,她疯了!如同古渡的流水一样。故乡也出产一种梨,黄金没了,闲看庭前花开花落
;立意自定。根据要求作文。折太君又协助长子杨延昭抗辽立工,妈妈唯恐为了一只樟木箱子惹起儿子女朋友的不快,不厌烦自己是一个起码要求。 也可将“感受”融化在“事件”的叙写过程之中,诺贝尔奖,我格外倾心这些手工食品,树是很忙的呀!简是自己命运的掌控者,阅读下
高中物理 第七章 分子动理论 第5节 内能练习(含解析)新人教版选修3-3
第5节 内能1.知道什么是分子动能,知道温度是分子热运动平均动能的标志。
2.知道什么是分子势能,知道分子势能与分子间距离和物体体积的关系。
3.知道什么是内能,知道决定物体内能大小的因素。
一、分子动能 1.定义:分子由于□01永不停息地做无规则运动而具有的能。
2.分子热运动的平均动能:所有□02分子的热运动的动能的□03平均值。
3.温度的微观意义:温度是□04分子热运动的平均动能的标志。
二、分子势能1.定义:分子间由于存在□01分子力,因此分子组成的系统具有由分子间的□02相互位置决定的势能,这种势能叫做分子势能。
2.分子势能的决定因素(1)微观上:分子势能与分子之间的□03距离有关。
(2)宏观上:分子势能的大小与物体的□04体积有关。
三、内能1.定义:物体中所有分子的热运动□01动能与□02分子势能的总和。
2.决定因素(1)分子热运动的平均动能由□03温度决定。
(2)分子的势能与物体的□04体积有关。
(3)物体的内能由□05物质的量、□06温度、□07体积共同决定。
判一判(1)温度高的物体,分子的平均动能一定大。
( )(2)分子势能可以为正值、负值、零值。
( )(3)物体所处的位置越高,分子势能就越大,内能也越大。
( )提示:(1)√(2)√(3)×课堂任务对分子动能的理解1.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是不同的,所以单个分子的动能没有意义。
2.分子热运动的平均动能(1)热现象研究的是大量分子运动的宏观表现,有意义的是物体内所有分子热运动的平均动能。
(2)温度是分子热运动的平均动能的标志,这是温度的微观意义,在相同温度下,各种物质分子热运动的平均动能都相同,由于不同物质分子的质量不一定相同,因此相同温度时不同物质分子热运动的平均速率不一定相同。
物体温度升高,分子热运动加剧。
分子热运动的平均动能增大,但并不是每一个分子的动能都变大。
人教版高中物理选修3-3第七章《分子动理论》单元测试题.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理第七章《分子动理论》单元测试题一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分)1如图1描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景,以下关于布朗运动的说法正确的是()A.布朗运动就是液体分子的无规则运动B.液体温度越低,布朗运动越剧烈C.悬浮微粒越大,液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显D.悬浮微粒做布朗运动,是液体分子的无规则运动撞击造成的2.关于热运动的说法中,下列正确的是( )A.热运动是物体受热后所做的运动 B.温度高的物体中的分子的无规则运动C.单个分子的永不停息的无规则运动 D.大量分子的永不停息的无规则运动3.下列说法中正确的是( )A.温度低的物体内能小B.温度低的物体分子运动的平均速率小C.物体做加速运动时速度越来越大,物体内分子的平均动能也越来越大D.物体体积改变,内能可能不变4.下列有关热现象和热规律的说法中正确的是()①给自行车轮胎打气,越来越费力,证明分子间斥力在增大,引力在减小②用手捏面包,面包体积会缩小,这是分子间有间隙的缘故③“酒好不怕巷子深、花香扑鼻”与分子热运动有关④“月亮在白莲花般的云朵里穿行、影动疑是玉人来”与分子热运动无关⑤内能包括所有分子的动能、势能和宏观具有的机械能A .③④B .①②③C .②④ ⑤D .①③⑤5.铜的密度ρ=8.9×103kg/m 3,摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol ,阿伏加德罗常数N A =6.0×1023mol -1。
若将铜原子视为球体,则铜原子的直径约为( )A .3.66×10-10 mB .3.00×10-10 m C .2.83×10-10 m D .2.16×10-10 m6.(多选)对以下物质运动现象的分析正确的是 ( )①刮风时空气分子的运动;②上升的水蒸气的运动;③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒,小炭粒不停地做无规则运动;④向一杯清水中滴入几滴红墨水,红墨水向周围运动。
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(2)已知物质的量(摩尔数)n,可求出物体所含 分子的数目N.
N nN A
(3)已知物质的摩尔体积VA ,可求出分子体积 V0
VA V0 NA
不适用于求气体分子的体积 但能计算气体分子所占的空间体积
固体、液体
d d d d
小球模型
气体
d
立方体模型
d
甲、乙两分子相距较远(分子力为零),固定甲、 乙逐渐靠近甲,直到不能再靠近的过程中
D
A、分子力总是对乙做正功 B、乙总是克服分子力做功 C、先是乙克服分子力做功,后分子力对乙做正功 D、先是分子力对乙做正功,后乙克服分子力做功
设空间存在两个不受外界影响的分子,当它们间的 距离等于r0 时,分子间作用力为零,则固定一个分 子,另一分子以一定初动能向它靠近的过程中 ( ABCD ) A、当它们间的距离大于r0时,分子力做正功, 分子速度变大 B、当它们间的距离等于r0时,分子速度最大 C、当它们间的距离小于r0时,分子力做负功, 分子速度变小 D、当它们间距离最小时,分子速度为零
原理: 水银的热膨胀
电阻温度计 原理:
金属电阻率的变化
双金属温度计 原理:
金属的热膨胀
热电偶温度计
温差电现象
§7.5 内能
1、分子动能
①分子具有动能
一般以物体本身为参考系(热运动动能) ②分子的平均动能 1 k mv 2 2
1 1 1 1 2 2 2 mv1 mv2 mv3 mv N 2 1 2 2 2 2 k mv 2 N 2
答案:B
B.4×1018 m3 D. 4×1022 m3
3.假如全世界60亿人同时数1 g水的分子 个数,每人每小时可以数5000个,不间断地 数,则完成任务所需时间最接近 (阿伏加德罗常数NA取6×1023 mol-1) A.10年 B.1千年 C.10万年 D.1千万年
答案:C
解析 :
1.空气分子的平均质量为:
• 2.从观察方式来说,布朗微粒是很 小的,需要在显微镜里观看,尘埃 粒子在阳光下肉眼就可见了,这样 大的颗粒,就是受到周围作无规则 热运动的空气分子的撞击,也无法 呈现出布朗运动来的。
• 关于布朗运动,如下说法正确的是: • A.布朗运动是花粉分子无规则运动。 • B.布朗运动是由于花粉微粒内部分子 间的碰撞引起的。 • C.温度越高,布朗运动越明显。 • D.布朗运动是分子运动的间接结果。
§7.2 分子的热运动
一切物质的分子都在不停做无规则运动
分子做无规则热运动的两个依据
1、扩散现象 无外界作用,物质彼此进入对方的现象 温度越高,扩散现象越明显 扩散现象不仅发生在气体和液体之间, 也会发生固体在之间.
扩散原因:分子运动所致
2.扩散现象说明 (1)直接说明了组成物体的分子总 是不停地做无规则运动,温度越高分子 运动越剧烈
二、阿伏加德罗常数
1.阿伏加德罗常数NA:1摩尔(mol)任何物质 所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数.
N A 6.02 10 mol
23
1
2.阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世 界的桥梁.
3、有关计算:
(1)已知物质的摩尔质量MA,可求出分子质量m0
MA VA m0 NA NA
③温度 温度是决定一个系统与另一个系统是否 达到热平衡状态的物理量。 3、温标和温度计 测温原理:热平衡定律 ①摄氏温度计和摄氏温标 1atm 冰水混合物 0℃ 1atm 沸水 100℃
②热力学温标(开尔文温度)
T t 273 .15 K
单位:开尔文 K 温度变化 1K与1 ℃相当
水银温度计
29 103 MA m 4.82 1026 kg N A 6.02 10 23
2.成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为:
m
450 106 22.4 10
29 103 kg 5.8 104 kg 3
3.所吸入的分子数为:
5.8 10-4 kg m N 1.2 1022 (个) m 4.83 10 26 kg
固态物质的分子排 液态物质的分子可 气态物质的分子 列规则,就像坐在 以移动,就像课间 几乎不受力的约 座位上的学生。 教室中的学生。 束,就像操场上 乱跑的学生。
• 玻璃打碎后,不能把它们再拼在一起,其原因是 ( ) D • A.玻璃分子间的斥力比引力大 • B.玻璃分子间不存在分子力的作用 • C.一块玻璃内部分子间的引力大于斥力;而两 块碎玻璃之间,分子引力和斥力大小相等合力为 零 • D.两块碎玻璃之间绝大多数玻璃分子间距离太 大,分子引力和斥力都可忽略,总的分子作用力 为零
d
分子 ①分子模型:在计算固液体分子大小时,作为一个 近似的物理模型,可把分子看成是一小球.则:
②对气体可以把分子当作是一个小立方体,这个 小立方体的边长可以看作相当于分子间的平均距 离.即
3V d 23 4
(以上两式中d表示分子的直径,V表示固液体分子 的体积或气体分子所占的空间体积.)
1.布朗运动:悬浮在液体(气体)中的固体微 粒永不停息的无规则运动叫做布朗运动.
追踪一个微粒的运动 •将每隔30s观察到的微粒的位置,用直线 把他们依次连接起来。
任一部分线段表示什么?
2.布朗运动产生的原因:大量液体分子永不停 息地做无规则运动时,对悬浮在其中的微粒撞 击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因.即: 液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运 动的原因. 布朗运动是观察到的悬浮小颗粒(足够小)的无 规则运动,不是分子的运动。但它间接反映了 气体、液体分子在不停地做无规则的1、物质是由大量分子组成的。
2、分子永不停息地做无规则运动。 3、分子之间有相互作用力。 4、分子具有动能与势能
§7.1 物体是由大量分子组成的
分子:在热学中由于原子、离子、或分子做热 运动时遵从相同的规律,所以统称为分子.
一、分子的大小
• 放大上亿倍的蛋白质分子结构模型
用单分子油膜法测得分子直径的数量级为 一般分子质量的数量级为 10
10
m
10-27kg到10-26kg
• 利用现代技术,使用不同的方法测出的 分子大小并不完全相同,但数量级是一 10 样的,均为
10
m
• 注意:除一些有机物质的大分子外,一般 分子的直径数量级为上面数值,以后无特 别说明,我们就以上面数值作为分子直径 的数量级.
d V
3
M 1、已知空气的摩尔质量是, A 29 103 kg/mol 则空气中气体分子的平均质量多大? 一学生在体检时做一次深呼吸,约吸入450cm3 的空气,则该生做一次深呼吸所“吃掉”的气 体分子数量是多少?(按标准状况估算)
2.已知地球半径约为6.4×106 m,空气的摩 尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压 约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球 表面大气在标准状况下的体积为( ) A.4×1016 m3 C. 4×1020 m3
因此,物理学中把物体内部大量分 子的无规则运动称为热运动。
•
从较暗的房间里观察到入 射阳光的细光束中有悬浮在 空气里的尘埃微粒在左右上 下游动,尘埃微粒的运动是 布朗运动吗?为什么?
1.从微粒运动的原因来说,布朗运动 微粒是由于受到周围作无规则运动的 分子的撞击,且来自各个方向撞击的 不均衡而引起的。阳光中的尘埃微粒 的运动是由于受到空气气流的冲击裹 挟而形成的(气流运动不是空气分子 的无规则热运动)。
扩散现象和布朗运动的区别: (1)所谓扩散现象,指的是不同物质相互 接触时,可以彼此进入对方中去的现象. (2)所谓布朗运动,指的是悬浮在液体 中的固体颗粒所作的无规则运动. (3)扩散现象是分子运动的直接证明; 布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动.
扩散现象和布朗运动都表明分子在永 不停息地作无规则的运动,而且温度越高, 分子的无规则运动就越激烈。 这说明物体的温度高低是与内部分子 无规则运动的剧烈程度直接相关的。
分子间的引力和斥力同时存在,实际表 现出来的分子力是分子引力和斥力的合 力(分子力).
分子力和分子间距的变化图
F 纵轴表示分子间的作用力 正值表示F斥 F斥 0 横轴表示分子间的距离
r
F引
负值表示F引
分子力和分子间距的变化图
F
平衡位置
r0 0
F斥 F分
r
r>r0,引力 r=r0,零 r<r0,斥力 r>10r0,无
§7.4 温度和温标
1、平衡态与状态参量
①状态参量
温度 压强 体积
描述系统状态的物理量 ②平衡态 系统各部分的状态参量达到稳定的状态。 当系统处于平衡态时,系统所有性质都不 随时间变化。 平衡态是一个理想状态
2、热平衡与温度 ①热平衡 两个系统的某种性质趋于相同 ②热平衡定律(热力学第零定律) 如果两个系统分别于第三个系统达到热平衡, 那么两个系统彼此之间也必定处于热平衡。
固态物质的分子排 液态物质的分子可 气态物质的分子 列规则,就像坐在 以移动,就像课间 几乎不受力的约 座位上的学生。 教室中的学生。 束,就像操场上 乱跑的学生。
思考: ①为何气体易被压缩?
气体分子间空隙大 ②为何压缩气体需要用力?(做功) 气体有压强 注意:并非气体分子间作用力
分子间既有引力又有斥力,就像被弹簧连着的小球
克拉伯龙方程 N PV RT NA
N R P T V NA
3 k kT 2
P nkT
2 P n k 3
“布朗运动”是说明分子运动的重要 实验事实。则布朗运动是指:( C )
A:液体分子的运动; B:悬浮在液体中的固体分子的运动;
C:悬浮在液体中的固体颗粒的运动;
D:液体分子和固体分子的共同运动;
下列现象中,能说明分子是不断运动着 的是( A、 C 、D )