高三物理一轮复习精品课件1：11.1分子动理论 内能
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第 1 讲 分子动理论 内能
知识体系：
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 NA＝ 6.02×1023 mol－1.
2．分子的热运动 (1)布朗运动
【答案】 BD
【迁移应用】 2．做布朗运动实验，得到某个观测记录如图 11－1 －3.图中记录的是( )
图 11－1－3 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位置的连 线
【解析】 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒 的无规则运动，而非分子的运动，故 A 项错误；既 然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故 B 项错 误；对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和 方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻 的速度，也就无法描绘其速度－时间图线，故 C 项 错误，D 项正确．
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．
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； 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；
【解析】 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒 的运动，不是液体分子的无规则运动，A 错；根据 布朗运动的决定因素，温度越高，悬浮粒子越小， 布朗运动越剧烈，B 对；布朗运动的原因是无规则 运动的液体分子对固体小颗粒的撞击不平衡造成 的，与液体的宏观状态无关，C 错；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，D 对．
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
布朗运动是由于微小颗粒受到周围分子做
联系 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
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 (选填“有关”或“无关”)，常
【解析】
水池中的水质量
m
＝
ρV
，
n
＝
m M
NA
＝
1.13×1032 个．
【答案】 1.13×1032 个
【迁移应用】 1．已知汞的摩尔质量 M＝0.20 kg/mol，汞蒸气的 密度 ρ＝4 kg/m3，将汞蒸气液化后，体积减小为原 来的3 4100，则 1 cm3 的汞所含的分子数为多少？(已 知阿伏加德罗常数 NA＝6.0×1023 mol－1)
③物体所含的分子数：n＝VVm·NA＝ρmVm·NA 或 n＝Mm·NA＝ρMV·NA. ④单位质量中所含的分子数：n′＝NMபைடு நூலகம்.
在伦敦奥运会上，江苏选手陈若琳获得女子
双人十米跳台和个人十米跳台两枚金牌，为祖国赢
得了荣誉．已知十米跳台比赛的水池长 25 m，宽 25 m，水深 5.4 m，设水的密度 ρ＝1.0×103 kg/m3，水 的摩尔质量 M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA＝6.02×1023 mol－1，试估算水池中的水分子个 数．(结果保留一位有效数字)
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)
图 11－1－1
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 .
(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 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．
【解析】 设汞蒸气的体积为 V＝3 400 cm3,1 cm3 的汞所含分子数为 N＝ρMVNA＝4×00..20003 4×6.0×1023 个＝4.08×1022 个
【答案】 4.08×1022 个
布朗运动与热运动的比较
布朗运动
热运动
活动主 体
固体微小颗粒
分子
区别
是微小颗粒的运动，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
微观量的估算
1.求解分子直径时的两种模型
3 (1)把分子看做球形，d＝
6πV0；
(2)把分子看做小立方体，d＝3 V0. 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．
2．宏观量与微观量的相互关系 (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 Vm，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：m0＝NMA＝ρNVAm. ②一个分子的体积：V0＝VNmA＝ρMNA.(注：对气体 V0 为分子所占空间体积)
知识体系：
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 NA＝ 6.02×1023 mol－1.
2．分子的热运动 (1)布朗运动
【答案】 BD
【迁移应用】 2．做布朗运动实验，得到某个观测记录如图 11－1 －3.图中记录的是( )
图 11－1－3 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位置的连 线
【解析】 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒 的无规则运动，而非分子的运动，故 A 项错误；既 然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故 B 项错 误；对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和 方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻 的速度，也就无法描绘其速度－时间图线，故 C 项 错误，D 项正确．
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．
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； 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；
【解析】 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒 的运动，不是液体分子的无规则运动，A 错；根据 布朗运动的决定因素，温度越高，悬浮粒子越小， 布朗运动越剧烈，B 对；布朗运动的原因是无规则 运动的液体分子对固体小颗粒的撞击不平衡造成 的，与液体的宏观状态无关，C 错；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，D 对．
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
布朗运动是由于微小颗粒受到周围分子做
联系 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
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 (选填“有关”或“无关”)，常
【解析】
水池中的水质量
m
＝
ρV
，
n
＝
m M
NA
＝
1.13×1032 个．
【答案】 1.13×1032 个
【迁移应用】 1．已知汞的摩尔质量 M＝0.20 kg/mol，汞蒸气的 密度 ρ＝4 kg/m3，将汞蒸气液化后，体积减小为原 来的3 4100，则 1 cm3 的汞所含的分子数为多少？(已 知阿伏加德罗常数 NA＝6.0×1023 mol－1)
③物体所含的分子数：n＝VVm·NA＝ρmVm·NA 或 n＝Mm·NA＝ρMV·NA. ④单位质量中所含的分子数：n′＝NMபைடு நூலகம்.
在伦敦奥运会上，江苏选手陈若琳获得女子
双人十米跳台和个人十米跳台两枚金牌，为祖国赢
得了荣誉．已知十米跳台比赛的水池长 25 m，宽 25 m，水深 5.4 m，设水的密度 ρ＝1.0×103 kg/m3，水 的摩尔质量 M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA＝6.02×1023 mol－1，试估算水池中的水分子个 数．(结果保留一位有效数字)
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)
图 11－1－1
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 .
(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 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．
【解析】 设汞蒸气的体积为 V＝3 400 cm3,1 cm3 的汞所含分子数为 N＝ρMVNA＝4×00..20003 4×6.0×1023 个＝4.08×1022 个
【答案】 4.08×1022 个
布朗运动与热运动的比较
布朗运动
热运动
活动主 体
固体微小颗粒
分子
区别
是微小颗粒的运动，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
微观量的估算
1.求解分子直径时的两种模型
3 (1)把分子看做球形，d＝
6πV0；
(2)把分子看做小立方体，d＝3 V0. 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．
2．宏观量与微观量的相互关系 (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 Vm，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：m0＝NMA＝ρNVAm. ②一个分子的体积：V0＝VNmA＝ρMNA.(注：对气体 V0 为分子所占空间体积)