易错点30 分子动理论 内能(原卷版)-备战2023年高考物理考试易错题

易错点30 分子动理论 内能

例题1. (多选)钻石是首饰、高强度钻头和刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A .已知1克拉＝0.2 g ，则下列选项正确的是( ) A ．a 克拉钻石物质的量为0.2a

M

B ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2aN A

M

C ．每个钻石分子直径的表达式为3

6M ×10－

3

N A ρπ

(单位为m)

D ．a 克拉钻石的体积为a

ρ

例题2. 乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液的主要成分都是酒精．下列说法正确的是( ) A ．酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子间距不变

B ．在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子做布朗运动的结果

C ．在房间内喷洒乙醇消毒液后，当环境温度升高时，每一个酒精分子运动速率都变快了

D ．使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液体分子扩散到了空气中

1．与阿伏加德罗常数相关的物理量

宏观量：摩尔质量M 、摩尔体积V mol 、物质的质量m 、物质的体积V 、物质的密度ρ； 微观量：单个分子的质量m 0、单个分子的体积V 0

其中密度ρ＝m V ＝M V mol ，但是切记ρ＝m 0

V 0是没有物理意义的．

2．微观量与宏观量的关系 (1)分子质量：m 0＝M N A ＝ρV mol

N A

.

(2)分子体积：V 0＝V mol N A ＝M

ρN A (适用于固体和液体)．

(对于气体，V 0表示每个气体分子所占空间的体积) (3)物质所含的分子数：N ＝nN A ＝m M N A ＝V

V mol N A .

3．两种分子模型 （1）球体模型

固体和液体可看作一个一个紧挨着的球形分子排列而成，忽略分子间空隙，如图甲所示．

d＝36V0

π＝

36V mol

πN A(V0为分子体积)．

（1）立方体模型

气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是

每个气体分子平均占有的活动空间，忽略气体分子的大小，如图乙所示．d＝3V0＝3V mol

N A(V0为每个气体分

子所占据空间的体积)．

4．扩散现象

(1)扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的．

(2)气体物质的扩散现象最显著；常温下物质处于固态时扩散现象不明显．

(3)扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著，这表明温度越高，分子运动得越剧烈．

(4)分子运动的特点

①永不停息；②无规则．

5．布朗运动

(1)微粒的大小：做布朗运动的微粒是由许多分子组成的固体颗粒而不是单个分子．其大小直接用人眼观察不到，但在光学显微镜下可以看到(其大小在10－6 m的数量级)．

(2)布朗运动产生的原因：液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒．如图，悬浮的微粒足够小时，来自各个方向的液体分子撞击作用力不平衡，在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强，在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样，就引起了微粒的无规则运动．

(3)实质及意义：布朗运动实质是由液体分子与悬浮微粒间相互作用引起的，反映了液体分子的无规则运动．

(4)影响因素

①悬浮的微粒越小，布朗运动越明显．

②温度越高，布朗运动越激烈．

6．热运动

(1)分子的“无规则运动”，是指由于分子之间的相互碰撞，每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断地变化．

(2)热运动是对于大量分子的整体而言的，对个别分子无意义．

(3)分子热运动的剧烈程度虽然受到温度影响，温度高分子热运动快，温度低分子热运动慢，但分子热运动永远不会停息．

7．气体压强的产生

单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就会对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．

8．决定气体压强大小的因素

(1)微观因素

①与气体分子的数密度有关：气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大．

②与气体分子的平均速率有关：气体的温度越高，气体分子的平均速率就越大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大；从另一方面讲，分子的平均速率越大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累计冲力就越大，气体压强就越大．

(2)宏观因素

①与温度有关：体积一定时，温度越高，气体的压强越大．

②与体积有关：温度一定时，体积越小，气体的压强越大．

9．气体压强与大气压强的区别与联系

气体压强大气压强

区别①因密闭容器内的气体分子的数密度

一般很小，由气体自身重力产生的压

强极小，可忽略不计，故气体压强由

气体分子碰撞器壁产生

②大小由气体分子的数密度和温度决

定，与地球的引力无关

③气体对上下左右器壁的压强大小都

是相等的

①由于空气受到重力作用紧紧包围地球

而对浸在它里面的物体产生的压强．如

果没有地球引力作用，地球表面就没有

大气，从而也不会有大气压强

②地面大气压强的值与地球表面积的乘

积，近似等于地球大气层所受的重力值

③大气压强最终也是通过分子碰撞实现

对放入其中的物体产生压强

联系两种压强最终都是通过气体分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物体而产生的10

分子间距离r r＝r0r>r0r