(新课标)2015届高考物理一轮复习 第十一章 第1 分子动理论 内能精品PPT教学课件
(新课标)河南省2015高考物理总复习讲义 第11章 第1讲 分子动理论 内能
第1讲分子动理论内能知识一分子运动论的基本内容1．物体是由大量分子组成的(1)分子很小①直径数量级为10－10 m.②质量数量级为10－27～10－26_kg.(2)分子数目特别大，阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023 mol－1.2．分子的热运动(1)布朗运动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．④运动轨迹不确定，只能用位置连线确定微粒做无规则运动．⑤不能直接观察分子的无规则运动，而是用固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无规则运动．(2)热运动：物体里的分子永不停息地做无规则运动，这种运动跟温度有关，常称做热运动．3．分子间的相互作用力(1)引力和斥力同时存在，都随距离的增大而减小，斥力变化更快．(2)分子力的特点①r＝r0时(r0的数量级为10－10 m)，F引＝F斥，分子力F＝0；图11－1－1②r<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象(如图11－1－1)(1)布朗运动不是液体分子的运动而是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动．(2)分子力指的是斥力和引力的合力，分子之间的引力、斥力是同时存在的．知识二温度和物体的内能1．温度：两个系统处于热平衡时，它们具有某个“共同的热学性质”，我们把表征这一“共同热学性质”的物理量定义为温度．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；宏观上——决定于物体的体积．5．物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动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．(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关．考点一 分子直径、质量、数目等微观量的估算一、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 m ，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 m N A. (2)一个分子的体积：V 0＝V m N A ＝M ρN 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 m ·N A ＝m ρV m ·N A或n ＝m M ·N A ＝ρV M·N A . (4)单位质量中所含的分子数：n ′＝N A M. 二、求解分子直径时的两种模型1．把分子看做球形，d ＝36V 0π. 2．把分子看做小立方体，d ＝3V 0.对于气体，按上述思路算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离．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 ρ C ．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) 【解析】 1 kg 铜所含的原子数N ＝1M N A ＝N A M，A 正确；同理1 m 3铜所含的原子数N ＝ρM N A ，B 错误；1个铜原子的质量m 0＝M N A(kg)，C 正确；1个铜原子的体积V 0＝M ρN A(m 3)，D 正确． 【答案】 B考点二 布朗运动与分子热运动布朗运动 热运动 活动主体 固体小颗粒分子区别是固体小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息地无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映 (多选)(2012·大纲全国高考)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，悬浮粒子越小，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 ．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的【解析】 布朗运动的研究对象是固体小颗粒，而不是液体分子，故A 选项错误；布朗运动的影响因素是温度和颗粒大小，温度越高、颗粒越小，布朗运动越明显，故B选项正确；布朗运动是由于固体小颗粒受液体分子的碰撞作用不平衡而引起的，而不是由液体各部分的温度不同而引起的，故C选项错误，D选项正确．【答案】BD考点三分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力与分子势能的比较名称项目分子间的相互作用力F分子势能E p与分子间距的关系图象随分子间距的变化情况r<r0F引和F斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，F引<F斥，F表现为斥力r增大，斥力做正功，分子势能减少r减小，斥力做负功，分子势能增加r>r0F引和F斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，F引>F斥，F表现为引力r增大，引力做负功，分子势能增加r减小，引力做正功，分子势能减少r＝r0F引＝F斥，F＝0分子势能最小，但不为零r>10r0 (10－9 m)F引和F斥都已十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力分子势能为零如图11－1－2所示，用F表示两分子间的作用力，E p表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中( )A．F不断增大，E p不断减小B．F先增大后减小，E p则不断减小C．F不断增大，E p先增大后减小D．F、E p都是先增大后减小【解析】 分子间的作用力是矢量，分子势能是标量，由图象可知F 先增大后变小，E p 则不断减小，B 正确．【答案】 B考点四 实验：用油膜法估测分子的大小一、实验原理利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看做球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d ＝V /S 计算出油膜的厚度，其中V 为一滴油酸溶液中纯油酸的体积，S 为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径．图11－1－3二、实验器材盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．三、实验步骤1．取1 mL(1 cm 3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL 的油酸酒精溶液．2．往边长约为30～40 cm 的浅盘中倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上．3．用滴管(或注射器)向量筒中滴入n 滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为 1 mL ，算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0＝1nmL.4．用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜．5．待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．6．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积．7．据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V ，据一滴油酸的体积V 和薄膜的面积S ，算出油酸薄膜的厚度d ＝V S，即为油酸分子的直径．比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为10－10，若不是10－10需重做实验．(2011·上海高考)在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，(1)某同学操作步骤如下：①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．改正其中的错误：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL ，其形成的油膜面积为40 cm 2，则估测出油酸分子的直径为________m.【解析】 (1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差．③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败．(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：d ＝V S ＝4.8×10－3×10－6×0.10%40×10－4 m ＝1.2×10－9 m. 【答案】 (1)②在量筒中滴入N 滴溶液③在水面上先撒上痱子粉(2)1.2×10－91．(多选)某气体的摩尔质量为M ，摩尔体积为V ，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0，则阿伏加德罗常数N A 可表示为( )A ．N A ＝V V 0B ．N A ＝ρV mC ．N A ＝M mD ．N A ＝M ρV 0【解析】 N A ＝M m ，C 对；M ＝ρV ，即N A ＝ρV m，B 也对，应选B 、C.【答案】 BC2．(多选)下列说法中正确的是( )A ．扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动B ．布朗运动实际是液体分子的运动C ．分子间距离增大，分子间作用力一定减小D ．温度高的物体的内能不一定大【答案】 AD3．下列有关温度的各种说法中正确的是( )A ．温度低的物体内能小B ．温度低的物体，其分子运动的平均速率也必然小C ．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大D ．0℃的铁和0℃的冰，它们的分子平均动能相同【答案】 D4．(多选)“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是( )A ．将油酸形成的膜看成单分子油膜B ．不考虑各油酸分子间的间隙C．考虑了各油酸分子间的间隙D．将油酸分子看成球形【解析】“用油膜法估测分子的大小”的原理是将一滴油酸(体积为V)滴入水中，使之形成一层单分子油膜，成为一个一个单层排列的球形体，显然，球形体的直径即为单分子油膜的厚度d，假设单分子油膜的面积为S，必然有d＝VS，所以“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是A、B、D.【答案】ABD5．(2011·广东高考)如图11－1－4所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是( )图11－1－4A．铅分子做无规则热运动B．铅柱受到大气压力作用C．铅柱间存在万有引力作用D．铅柱间存在分子引力作用【解析】挤压后的铅分子之间的距离可以达到分子之间存在相互作用力的距离范围内，故不脱落的主要原因是分子之间的引力，故D正确，A、B、C错误．【答案】D6．(2012·四川高考)物体由大量分子组成，下列说法正确的是( )A．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大B．分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小C．物体的内能跟物体的温度和体积有关D．只有外界对物体做功才能增加物体的内能【解析】分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大，但某一分子的动能不一定大，选项A错误；分子间引力总是随分子间距离的减小而增大，选项B错误；物体的内能是所有分子动能和分子势能之和，分子动能与温度有关，分子势能与体积有关，所以物体的内能跟物体的温度和体积有关，选项C正确；由热力学第一定律知，做功和热传递都可以改变物体的内能，选项D错误．【答案】C7．(多选)(2013·新课标全国卷Ⅰ)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】两分子从相距较远处仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先表现为引力后表现为斥力，分子间距离r＞r0时为引力，随着距离r的减小引力先增大后减小，分子间距离r＜r0时为斥力，光是斥力一直增大至最大，故选项A错；在两分子靠近的过程中，先是引力做正功、后又斥力做负功，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，所以选项B、C 正确，选项D错；分子仅在分子力作用下运动，只有分子力做功，分子势能和动能之和不变，选项E正确．【答案】BCE8．(2013·福建高考)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( )【解析】当r＝r0时引力与斥力的合力为零即分子力为零，A、D错；当分子间的距离从r0增大或减小时，分子力都做负功，分子势能增加，r＝r0时分子势能最小，B对C错．【答案】B9．(2012·广东高考)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】当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减小，分子间的引力和斥力同时增大，只是斥力比引力增加得更快一些．【答案】D10．(2011·全国高考)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是________．(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm 3的油酸溶于酒精，制成300 cm 3的油酸酒精溶液；测得1 cm 3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m 2.由此估算出油酸分子的直径为________m ．(结果保留1位有效数字)【解析】 (1)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先配制油酸酒精溶液；再往盘中倒入水，并撒痱子粉；然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，再将玻璃板放于盘上，用彩笔描绘在玻璃上，由d ＝V S计算． (2)一滴溶液中含油酸体积V ＝1×10－650×1300 m 3，故d ＝5×10－10 m【答案】(1)④①②⑤③(2)5×10－10。
高考物理一轮复习配套课件：第十一章 第1讲 分子动理论 内能
回
扣 然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上．
练 考
题
析 考
(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入 n 滴配制好的油酸酒
· 随
点
堂
· 精溶液，使这些溶液的体积恰好为 1 mL，算出每滴油酸酒
重
自 测
难 突 破
精溶液的体积 V0＝1n
mL.
菜单
HK 新课标 ·物理
(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒 精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜．
)
教
材 A．引力消失，斥力增大 B．斥力消失，引力增大
回
练
扣 C．引力、斥力都减小 D．引力、斥力都增大
考 题
析
·
考 【解析】 当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减
点
随 堂
· 重
小，分子间的引力和斥力同时增大，只是斥力比引力增加
自 测
难
突 破
得更快一些．
【答案】 D
菜单
HK 新课标 ·物理
固 考
·
堂 自
重 (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 测
难 突
值， ห้องสมุดไป่ตู้度 是分子热运动的平均动能的标志；
破 (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 ．
菜单
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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
固 考
它们的相对位置 决定的能．
【答案】
M (1)NA
(2)2×10－29 m3
(3)4×1022
菜单
固 考 基 · 教 材 回 扣
(新课标)2015届高考物理一轮复习 第十一章 第1课时 分子动理论 内能PPT优选课件
布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的， 它是分子做无规则运动的反映
特别提醒
1． 扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、
气体任何两种物质之间．
2．布朗运动不是分子的运动，是液体分子无规则运动的反映
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课堂探究 【例 2】下列关于布朗运动的说法，正确的是 ( BD ) 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
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解析 (1)一个汞原子的质量为 m0＝NMA
(2)一个汞原子的体积为 V0＝ρMNA ＝13.6×20100.53××61.00－×3 1023 m3 ≈2×10－29 m3
(3.6×103×2010×.5×101－06－×3 6.0×1023个 ≈4×1022 个
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课堂探究
4．两种模型 (1)球体模型直径为 d＝ 3 6πV0. (2)立方体模型边长为 d＝3 V0.
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
V0＝VNmAol，仅适用于固体和液体，对气体不适用． 2．对于气体分子，d＝3 V0的值并非气体分子的大小，而是两
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课堂探究
【突破训练 2】做布朗运动实验，得到某个观测记录如图 1.
图中记录的是( D )
A．分子无规则运动的情况
B．某个微粒做布朗运动的轨迹
C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线
D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒
高三物理一轮复习优质课件1：11.1 分子动理论 内能
考点一 微观量的估算 1．两种分子模型
物质有固态、液态和气态三种情况，不同物态下应将分 子看成不同的模型。
(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看
成球形或立方体形，如图所示，分子间距等于小球的直径
或立方体的棱长，所以 d＝
3
6V
π(球体模型)或
d＝3
V(立
方体模型)。
考点一 微观量的估算 (2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间
(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 ，但斥力比引力变化的 快 。
(3)分子力与分子间距离关系图线
由分子间的作用力与分子间距离关系 图线可知：
当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为 0 ； 当r>r0时，F引>F斥，分子力表现为 引力 。 当r<r0时，F引<F斥，分子力表现为 斥力 。
第1节 分子动理论 内能
分子动理论 [记一记]
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 10－10 m。
②分子的质量：数量级为10－26 kg。
(2)阿伏加德罗常数
①1 mol的任何物质都含有相同的粒子数。通常可取NA＝ _6_.0_2_×__1_0_2_3mol－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叫做扩散。
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，而是由物质分子的无规则运动产生的。
(2)布朗运动
①定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息地 无规则 运 动叫做布朗运动。
高考物理总复习第十一章 第1讲 分子动理论、内能、用油膜法估测分子的大小
第十一章 热学
2013-11-27
有志者事竟成
1
高考复习· 物理
考 纲 展 示
1.分子动理论的基本观点和实验依据(Ⅰ) 2．阿伏加德罗常数(Ⅰ) 3．气体分子运动速率的统计分布(Ⅰ) 4．温度是分子平均动能的标志、内能(Ⅰ) 5．固体的微观结构、晶体和非晶体(Ⅰ)
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高考复习· 物理
备 考 建 议
1.建立宏观量与微观量的对应关系． 对于一个确定的物体来说，其分子动能与物体的温度对应， 分子势能与物体的体积对应，物体的内能与物体的温度、体积、 质量对应．
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高考复习· 物理
2．强化基本概念与规律的记忆． 通过复习，在理解的基础上记住本单元的基本概念与规 律，并能灵活地运用于解题中．例如：分子动理论的三个要 点、估测分子直径的油膜法、分子直径与分子质量数量级、 阿伏加德罗常数的意义、布朗运动与什么因素有关、分子力 的特点与分子间距离变化的规律、分子动能与温度的关系， 分子势能随分子间距离变化关系等基本规律．
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高考复习· 物理
④分子模型：一种是球形模型，另一种是立方体模型， 这两种模型计算出的固体、液体的分子直径的数量级是10－
10
_m.
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有志者事竟成
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高考复习· 物理
(2)阿伏加德罗常数． ①定义：1 mol任何物质所含有的粒子数相同． ②数值：NA＝6.02×1023mol－1.
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高考物理一轮复习 第十一章 第1节 分子动理论 内能课件
实
·
核
深
心
化
突
学
破
习
菜单
高三总复习·物理
研
提
动
素
向
养
·
【解析】 根据布朗运动的定义及热力学第一定律来判 ·
考
思
向 真
断．布朗运动是指液体中悬浮微粒的无规则运动，而不是指
想 方
题
法
液体分子的运动，选项 A 正确、选项 B 错误；改变物体内能
的方式有做功和传热，当仅知道物体从外界吸收热量或者物
切 脉
体对外界做功时无法判断物体内能的变化，选项 C、D 错误．
研 动 向
·
考 向 真 题
切 脉 搏
·
核 心 突 破
菜单
高三总复习·物理
提 素 养
·
思 想 方 法
重 落 实
·
深 化 学 习
高三总复习·物理
研
提
动 向
必须掌握的概念、
必须理解的 7 个关
必须明确的 7 个易
素 养
·
考
公式或规律
向
真 题
1.7 个重要概念
键点
错易混点
·
思
想
1.球体、正方体是物 1.温度降低，分子的
突
学
破
D．分子势能先增大，后减小
习
E．分子势能和动能之和不变
菜单
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研
提
动
素
向
·
【解析】 当距离较远时，分子力表现为引力，靠近过 养 ·
考 向
程中分子力做正功，动能增大，势能减小；当距离减小至分
思 想
真
方
高考物理一轮复习 第十一章 热学(第1课时)分子动理论 内能课件
【解析】 设空气的摩尔质量为 M，在海底和岸上的密度分别为 ρ 海和 ρ 岸， 一次吸入空气的体积为 V
则有Δn＝（ρ海－Mρ岸）VNA 代入数据得Δn＝3×1022 个． 【答案】 3×1022 个
2．[液体分子的估算]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 cm3.已知水的密度 ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量 M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA＝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 Vmol＝Mρ ＝11.8.0××1100－32 m3/mol＝1.8×10－5 m3/mol 该液化水中含有水分子的总数为 N＝VVNmoAl＝1.0×103×1.81×0－160×－56.0×1023个≈3×1025 个．
饱和汽、相对湿度
动，而是固体小颗粒的运 3.考查气体实验定律
动
4.对热力学图象的考查
2.5 个公式 p V＝C
Tp＝C
3.分子间的相互作用力是 分子间斥力、引力的合力
VT＝C ΔU
pTV＝C
W＋Q＝
4.单晶体、多晶体、非晶 体的区别
5.对固体和液体的考查 6.对热力学定律的考查
7.气体实验定律和力学的
(2)建立水分子的球体模型，有VNmAol＝16πd3，可得水分子直径：d＝ 3 π6VNmoAl＝
3
6×1.8×10－5 3.14×6.0×1023
m≈4×10－10 m.
高考物理一轮复习6：11-1 分子动理论 内能优质课件
三、分子间的作用力 1.概念：分子间同时存在相互作用的引力和斥力，实际表现出 来的是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.
解题方法探究归纳
题型一：阿伏加德罗常数的应用及微观量的估算
例 1 1 mol 铜的质量为 63.5 g，铜的密度是 8.9×103 kg/m3， 阿伏加德罗常数 NA＝6.02×1023 mol－1，试计算：(计算结果保留 两位有效数字)
(1)一个铜原子的体积； (2)假若铜原子为球形，求铜原子的直径； (3)铜原子的质量.
a.当 r＞r0 时，分子力表现为引力，随着 r 的增大，分 子引力做 负功 ，分子势能 增加 .
b.当 r＜r0 时，分子力表现为斥力，随着 r 的减小，分 子斥力做 负功 ，分子势能 增加 .
c.当 r＝r0 时，分子势能最小，选两分子相距无穷远时 的分子势能为零，则 r＝r0 时，分子势能为负值.
第十一章 热 学
第1课时分子动理论 内能
基础知识梳理整合
一、物体是由大量分子组成的 1.分子体积很小：直径的数量级是 10－10 m. 油膜法估测分子直径：d＝VS(V 是油滴体积，S 是水面上形成 的单分子油膜的面积). 2.分子质量很小：一般分子质量的数量级是 10－26 kg. 3.分子数目很多： (1)阿伏加德罗常数：1 mol 的任何物质含有的微粒数相同，这 个数的测量值 NA＝ 6.02×1023 mol－1.
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.
【优化指导】2015届高三人教版物理总复习第11章第01讲分子动理论内能(随堂)Word版含解析
第十一章第1讲(对应学生用书P169)1．分子间的相互作用力由引力和斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则()A．分子间引力随分子间距的增大而增大B．分子间斥力随分子间距的减小而增大C．分子间相互作用力随分子间距的增大而增大D．分子间相互作用力随分子间距的减小而增大解析：选B分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，斥力变化得快些，据此可知A错误，B正确．分子间相互作用力是分子间引力与斥力的合力，随分子间距离变化的特点是非单调的，有最小值，故C、D错误．2．(2012·大纲全国高考)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，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈C．布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的解析：选BD布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，A错误．温度越高、颗粒越小，布朗运动越剧烈，B正确．布朗运动是液体分子撞击的不平衡引起的，间接反映了液体分子的无规则运动，C错误．D正确．3．如图所示，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，则下列说法中正确的是()A．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，则分子间作用力的合力表现为斥力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：选B e点横坐标等于分子平衡距离r0，其数量级应为10－10 m．因平衡距离之内，分子斥力大于分子引力，分子力表现为斥力，故ab为引力曲线，cd为斥力曲线，A错误，B正确．当两分子间距离大于e点的横坐标，即r＞r0时，作用力的合力表现为引力，C错误．若r＜r0，当两分子间距离增大时，合力做正功，分子势能减小，D错误．4．已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.029 kg/mol.阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1，取气体分子的平均直径为2×10－10 m ．若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值．(结果保留1位有效数字)解析：设气体体积为V 0，变为液体后体积为V 1，气体分子数n ＝ρV 0M N A ，V 1＝n πd 36(或V 1＝nd 3)则V 1V 0＝ρ6Mπd 3N A ⎝⎛⎭⎫或V 1V 0＝ρM d 3N A 解得V 1V 0≈1×10－4(9×10－5～2×10－4都对)． 答案：1×10－4(9×10－5～2×10－4皆可)。
高三高考物理一轮复习 第十一章 第1单元 分子动
现吨市安达阳光实验学校第十一章第1单元分子动理论热力学律与能量守恒1．利用所学的热学知识回答下列问题：(1)我们知道分子热运动的速率是比较大的，常温下能达几百米/秒．将香水瓶盖打开后，离瓶较远的人，为什么不能立刻闻到香味呢？(2)随着技术的不断发展，近几年来，也出现了许多的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接．摩擦焊接是使焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转，同时加上很大的压力(约每平方厘米加几千到几万牛顿的力)，瞬间就焊接成一个整体了．试用所学知识分析摩擦焊接的原理．2．如图11－1－3所示，甲分子固在坐标原点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轴上四个特的位置．现在把乙分子从a处静止释放，若规无穷远处分子势能为零，则：(1)乙分子在何处势能最小？是正值还是负值？(2)在乙分子运动的哪个范围内分子力和分子势能都随距离的减小而增加？3． (1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”方法．“钻木取火”是通过________方式改变物体的内能，把________转变成内能．(2) 某同学做了一个小：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图11－1－4所示．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的________，温度________，体积________．4．某同学为测量地表植物吸收太阳能的本领，做了如下：用一面积为0.1 m2的面盆盛6 kg的水，经太阳垂直照射15 min，温度升高5℃，若地表植物每秒吸收太阳能的能力与水相，试计算：(1)每平方米绿色植物每秒吸收的太阳能为多少焦耳？(2)若绿色植物在光用下每吸收1 kJ的太阳能可放出0.05 L的氧气，则每公顷绿地每秒可放出多少升的氧气？[1公顷＝104 m2，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)]5．1 mol铜的质量为63.5 g，铜的密度是8.9×103kg/m3，试计算(N A＝6.02×1023 mol－1)(1)一个铜原子的体积；(2)假若铜原子为球形，求铜原子的直径；(3)铜原子的质量．6．一量的气体内能增加了3×105 J.(1)若吸收了2×105 J的热量，则是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少焦耳的功？(2)若气体对外界做了4×105 J的功，则是气体放热还是从外界吸热？放出或吸收的热量是多少？7．已知水的密度为ρ＝1.0×103kg/m3，水的摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，求：(保留两位有效数字，N A＝6×1023 mol－1)(1)1 cm3的水中有多少个水分子？(2)水分子的直径有多大？8．下表为0℃和100℃时氧分子的速率分布[不同温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比(%)]，仔细观察下表，对于气体分子的无规则运动，你能得出哪些结论？按速率大小划分的速率区间v/(m·s－1)0℃100℃100以下 1.40.7100～2008.1 5.4200～30017.011.9300～40021.417.4400～50020.418.6500～60015.116.7600～7009.212.9700～800 4.57.9800～900 2.0 4.6900以上0.9 3.99．如图11－1－5所示为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．(1)下列说法正确的是______．A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一律D．电冰箱的工作原理违反热力学第一律(2)电冰箱的制冷系统从冰箱内吸收的热量与释放到外界的热量相比，有怎样的关系？10．重1000 kg的气锤从2.5 m高处落下，打在质量为200 kg的铁块上，要使铁块的温度升高40℃以上，气锤至少落下多少次？[设气锤撞击铁块时做的功有60%用来使铁块温度升高，且铁的比热容c＝0.11 cal/(g·℃)，g取10 m/s2，1 cal＝4.2 J]第十一章第1单元分子动理论热力学律与能量守恒【参考答案与详细解析】(2)摩擦焊接是利用分子引力的作用．当焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转且加上很大的压力时，可以使两个接触面上的大多数分子之间的距离达到分子力发生明显作用的范围，靠分子力的作用使这两个焊件成为一个整体．答案：见解析2．解析：(1)由于乙分子由静止开始，在ac间一直受到甲分子的引力而做加速运动，引力做正功，分子势能一直在减小，到达c点时所受分子力为零，加速度为零，速度最大，动能最大，分子势能最小且为负值．(2)在分子力表现为斥力的那一段上，即乙分子由c向d运动的过程中，分子力做负功，分子势能增加．答案：(1)c处负值(2)c到d阶段3．解析：(1)“钻木”的过程是做功的过程，是把机械能转化为内能的过程．(2)烧瓶里的气体吸收热量后，由热力学第一律知，气体的内能增加，因而温度升高，体积增大．答案：(1)做功 机械能 (2)热量 升高 增大 4．解析：(1)单位面积单位时间吸收的太阳能为W ＝cm Δt St ＝4.2×103×6×50.1×15×60J ＝1.4×103 J(2)氧气的体积为V ＝104×1.4×103103×0.05 L＝700 L. 答案：(1)1.4×103J (2)700 L5．解析：(1)1 mol 铜的体积即摩尔体积V m ＝M ρ＝6.35×10－28.9×103 m 3≈7.1×10－6 m 3而1 mol 的任何物质中含有N A 个粒子，因此每个铜原子的体积为V 0＝V mN A≈1.2×10－29m 3.(2)假设铜原子为球形，其直径为d ，则 V 0＝43π(d 2)3，d ＝ 36V 0π≈2.8×10－10m(3)一个铜原子的质量m 0＝M N A ＝6.35×10－26.02×1023 kg≈1.05×10－25kg. 答案：(1)1.2×10－29m 3 (2)2.8×10－10m(3)1.05×10－25kg6．解析：(1)由热力学第一律ΔU ＝Q ＋W 得W ＝ΔU －Q ＝3×105 J －2×105 J ＝1×105 J外界对气体做功．(2)由ΔU ＝Q ＋W 得Q ＝ΔU －W ＝3×105 J －(－4×105 J)＝7×105 J气体从外界吸热．答案：(1)外界对气体做功 1×105J (2)气体从外界吸热 7×105J 7．解析：水的摩尔体积为V m ＝M ρ＝1.8×10－21.0×103 m 3/mol ＝1.8×10－5 m 3/mol (1)1 cm 3水中的水分子数：N ＝N A V m V ≈6×10231.8×10－5×106个≈3.3×1022个(2)建立水分子的球模型有：16πd 3＝V m N A水分子直径：d ＝ 36V m πN A ＝ 36×1.8×10－53.14×6×1023 m≈3.9×10－10m 答案：(1)3.3×1022个 (2)3.9×10－10m8． 答案：随着温度的升高，分子的平均运动速率增大；各分子的运动速率(平均动能)并不相同；但其速率分布遵循中间多两边少的规律．9．解析：(1)热力学第一律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能量守恒律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C 正确，D 错误；由热力学第二律可知，热量不能自发地从低温物体传给高温物体，除非有外界的影响或帮助．电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，故选B 、C.(2)由热力学第一律可知，电冰箱从冰箱内吸了热量，同时消耗了电能，释放到外界的热量比从冰箱内吸收的热量多． 答案：见解析10．解析：气锤下落过程中只有重力做功，机械能守恒，因而气锤撞击铁块时动能为E k ＝mgh ＝103×10×2.5 J＝2.5×104 J由动能理知气锤撞击铁块所做的功为W ＝E k －0＝2.5×104 J使铁块温度升高所需的热量(升高40℃)Q ＝cm Δt ＝0.11×200×103×40 cal＝3.696×106 J设气锤下落n 次才能使铁块温度升高40℃，由能量守恒律有：n ·W ·η＝Q n ＝QW ·η＝ 3.696×1062.5×104×60%次＝246.4次故气锤至少要下落247次． 答案：247次。
高三物理一轮复习 第11章 第1节 分子动理论精品课件 新人教版
点评：分子的运动是肉眼直接看不到的，凡是肉 眼直接看到的都不是分子的运动，像我们看到的空气 中尘埃的运动就不是分子的运动．布朗运动不是分子 的运动，扩散是分子的运动．
第八页，共20页。
考点3：分子力作用、分子力做功与分子势能(shìnéng)变化 的关【系例 3】如图 13-1-3 所示，甲分子固定在坐标原点 O，
第二十页，共20页。
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
第九页，共20页。
图1313
切入点： 分子(fēnzǐ)力、分子(fēnzǐ)势能与分子(fēnzǐ)间 距离的关系
第十页，共20页。
【解析】乙分子从 a 到 b，再到 c 的过程中，分子之间 均表现为引力，所以乙分子始终做加速运动，且到达 c 点时速度最大，故 A 错误，B 正确，C 错误．乙分子 从 b 到 c 的过程分子引力做正功，故分子势能减少，而 从 c 到 d 的过程分子间为斥力，做负功，分子间的势能 增加，故 D 错误．
答案： B
第十一页，共20页。
点评：要注意分子力随分子间距离变化的图象与 分子势能随分子间距离变化的图象的区别，r＝r0 处分 子力为零，而分子势能不为零，但为最小值．
第十二页，共20页。
题型一：物体(wùtǐ)的内能
【 例 4】 关 于 物 体 (wùtǐ) 的 内 能 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 () A．热水的内能一定比冷水的大 B．当温度等于0℃时，分子动能为零 C．分子间距离为r0时，分子势能为零 D．温度相等的氢气和氧气，它们的分子平均动能相等
第十九页，共20页。
点评：解答本题的关键：一是算出每滴油酸酒精溶液 中含有的纯油酸的体积；二是会利用数格子的方法求 解油酸分子膜的面积(miàn jī)．(数格子法是估测不规 则形状面积(miàn jī)的一种方法：将一玻璃板放在不 规则形状面积(miàn jī)的上方，在玻璃上画出不规则 图形的轮廓，然后将其放在坐标纸上，数出不规则图 形的轮廓包围的方格数；计算方格数时，不足半个格 子的舍去，多于半个格子的算一个．方格边长的单位 越小，这种方法求出的面积(miàn jī)越精确)
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课堂探究
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 Vmol、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：m0＝NMA＝ρNVmAol. (2)分子的体积：V0＝VNmAol＝ρMNA. (3)物体所含的分子数：N＝VVmol·NA＝ρVmmol·NA 或 N＝Mm·NA＝ρMV·NA.
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解析 (1)水的摩尔体积为
Vmol＝Mρ ＝11.8.0××1100－32 m3/mol
＝1.8×10－5 m3/mol 水分子总数为 N＝VVNmoAl＝
1.0×103×10－6×6.0×1023 1.8×10－5
≈3×1025(个)．
(2)建立水分子的球体模型，有
VNmAol＝16πd3，可得水分子直径：
(3)当 r>r0 时，F 引和 F 斥都随距离的增大而
图2
减小，但 F 引>F 斥，F 表现为引力；
(4)当 r>10r0(10－9 m)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)．
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课堂探究
【例 3】关于分子间的相互作用力，以下说法中正确的是 ( CD )
布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的， 它是分子做无规则运动的反映
特别提醒
1． 扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、
气体任何两种物质之间．
2．布朗运动不是分子的运动，是液体分子无规则运动的反映
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课堂探究 【例 2】下列关于布朗运动的说法，正确的是 ( BD ) 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
第十一章
热学
第1课时 分子动理论 内能
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题组扣点
题组答案 1.B 2.B 3.B 4.C
考点梳理答案 1.大量分子 （1）10－10 （2）10－26
2.（1）高 （2）固体颗粒 液体内部的分子 小 高
3.（1）引力 斥力 合力 （2）减小 快
4.（1）动能 分子势能 （2） 温度 体积
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解析 (1)一个汞原子的质量为 m0＝NMA
(2)一个汞原子的体积为 V0＝ρMNA ＝13.6×20100.53××61.00－×3 1023 m3 ≈2×10－29 m3
(3)1 cm3 的汞中含汞原子个数 N＝ρVMNA＝ 13.6×103×2010×.5×101－06－×3 6.0×1023个 ≈4×1022 个
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课堂探究
【突破训练 2】做布朗运动实验，得到某个观测记录如图 1.
图中记录的是( D )
A．分子无规则运动的情况
B．某个微粒做布朗运动的轨迹
C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线
D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒
图1
位置的连线
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课堂探究
考点三 分子间作用力
A．当分子间距离 r＝r0 时，分子力为零，说明此时分子间既不存 在引力，也不存在斥力
B．分子力随分子间距离的变化而变化，当 r>r0 时，随着距离的增 大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故 分子力表现为引力
C．当分子间的距离 r<r0 时，随着距离的减小，分子间的引力和斥 力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表现为斥力
个相邻的气体分子之间的平均距离．
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课堂探究
【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 cm3. 已知水的密度 ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔 质量 M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德 罗常数 NA＝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.
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课堂探究 考点二 布朗运动与分子热运动
布朗运动
热运动
活动主体
固体小颗粒
分子
区别
共同点 联系
是固体小颗粒的运动，是比分子 大得多的分子团的运动，较大的 颗粒不做布朗运动，但它本身的 以及周围的分子仍在做热运动
是指分子的运动，分子பைடு நூலகம்论大 小都做热运动，热运动不能通
过光学显微镜直接观察到
都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈， 都是肉眼所不能看见的
D．当分子间的距离 r>10－9 m 时，分子间的作用力可以忽略不计
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课堂探究
【突破训练 3】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 ( D ) 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
分子间总是同时存在着相互作用的引力和斥力，“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
大而减小、随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较
快．如图 2 所示．
(1)当 r＝r0 时，F 引＝F 斥，F＝0；
(2)当 r<r0 时，F 引和 F 斥都随距离的减小而
增大，但 F 引<F 斥，F 表现为斥力
d＝
3
6Vmol πNA
＝
3
6×1.8×10－5 3.14×6.0×1023
≈4×10－10(m)．
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课堂探究
【突破训练 1】已知汞的摩尔质量为 M＝200.5×10－3 kg/mol，密度为 ρ ＝13.6×103 kg/m3，阿伏加德罗常 数为 NA＝6.0×1023 mol－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 cm3 的汞中汞原子的 个数(结果保留一位有效数字)．
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课堂探究
4．两种模型 (1)球体模型直径为 d＝ 3 6πV0. (2)立方体模型边长为 d＝3 V0.
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
V0＝VNmAol，仅适用于固体和液体，对气体不适用． 2．对于气体分子，d＝3 V0的值并非气体分子的大小，而是两