高考物理总复习 第11章 1讲 分子动理论 内能课件 新人教版

友情提示：(1)固体和液体分子都可看成是紧密堆集在 Vm 一起的．分子的体积V0＝ ，仅适用于固体和液体，对气 NA 体不适用． (2)对于气体分子，d＝ V0 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． 3
1 mol 铜 的 质 量 为 63.5 g ， 铜 的 密 度 是
考情预测 预计2013年的高考中对热学的考查 仍会集中在以上知识点上，气体部 分有定量计算问题，其他部分估计 高考中只出定性分析的题目，因此 在复习本章内容时，应注意以下几 个方面：(1)建立宏观量和宏观量的 对应关系．(2)强化基本概念与规律 的记忆．(3)建立统计的观点．(4)理 解热力学第一、第二定律，会进行 简单的计算，注意用理论与实际相 联系解决实际问题.
考纲点击 8.气体的实验定律(Ⅰ) 9.理想气体(Ⅰ) 10.饱和蒸气、未饱和蒸 气和饱和蒸气压(Ⅰ) 11.相对温度(Ⅰ) 12.热力学第一定律(Ⅰ) 13.能量守恒定律(Ⅰ) 14.热力学第二定律(Ⅰ) 15.知道中学物理中涉及 的国际单位制中规定的 单位符号(Ⅰ) 16.实验：用油膜法估测 分子的大小
字)
(3)标准状况下1 cm3的氧气中含有的氧分子数．
解：(1)氧气的摩尔质量为M＝NA· m＝ 6.02×1023×5.3×10
－26
kg/mol＝3.2×10 2kg/mol.
－
M (2)标准状况下氧气的摩尔体积V＝ ρ ，所以每个氧分子 V M 所占空间V0＝ ＝ ，而每个氧分子占有的体积可以看 NA ρNA 3 M M 成是棱长为a的立方体，即V0＝a3，则a3＝ ，a＝ ρNA ρNA 3 ＝ 3.2×10－2 －9 m ＝ 3.3 × 10 m. 1.43×6.02×1023
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．
根据分子动理论，两个分子之间的距离为r0时分子间 的引力和斥力相等，以下关于分子力和分子势能与它们之间 距离的关系，正确的是 A．若两分子之间距离在r0的基础上增大，则分子间的引
力增大，斥力减小，分子力表现为引力
B．两分子之间距离为 r0时，分子势能最小，在r0的基础 上距离增大或减小，分子势能都变大
关于分子的热运动，下列说法正确的是
A．分子的热运动就是布朗运动 B ．布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动，它 反映液体分子的无规则运动 C．温度越高，悬浮微粒越大，布朗运动越激烈
D．物体的速度越大，内部分子的热运动越激烈
【规范解答】布朗运动是指悬浮在液体中的微粒不停地
做无规则的运动，而不是分子的无规则运动，它是分子无规
－2
(3)一个铜原子的质量
－2 6.35 × 10 M －25 m0＝ ＝ kg. 23 kg＝1.06×10 NA 6.02×10
【方法归纳】微观量的估算问题的关键是： (1)牢牢抓住阿伏加德罗常数，它是联系微观物理量和 宏观物理量的桥梁． (2)估算分子质量时，不论是液体、固体、还是气体， Mmol 均可用m＝ . NA
第一讲
分子动理论
内能
1．知道物质是由大量分子组成的．
2．会利用阿伏加德罗常数对分子的质量和大小进行计 算． 3．知道分子的热运动，布朗运动． 4．知道分子间的相互作用力与分子间距离的关系．
5．知道分子热运动的动能和势能、物体的内能．
6．知道利用油膜法测分子直径的方法．
一、分子动理论
1．物体是由大量分子组成的
(3)估算分子大小和分子间距时，对固体、液体与气 体，应建立不同的微观结构模型．
1．已知氧气分子的质量 m ＝ 5.3×10－ 26kg，标准状况下
氧 气 的 密 度 ρ ＝ 1.43 kg/m3 ， 阿 伏 加 德 罗 常 数 NA ＝ 6.02×1023mol－1，求： (1)氧气的摩尔质量； (2)标准状况下氧气分子间的平均距离；(保留两位有效数
热运动
分子 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
区别
都是永不停息地无规则运动，都随温度的升高而变得 共同点 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无规则运动的 撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映
友情提示：(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．
(3)1 1.43×10
－6
cm3氧气的质量m′＝ρV′＝1.43×1×10－6kg＝ kg
－
6 m ′ 1.43 × 10 则1 cm3氧气中含有的氧分子个数n＝ m ＝ 5.3×10－26
个＝2.7×1019个．
二、布朗运动与分子热运动的比较
布朗运动
活动主 体 固体微小颗粒 是微小颗粒的运动，是比 分子大得多的分子团的运 动，颗粒越大，布朗运动 越不明显
【方法归纳】在研究布朗运动的实验中，观察的对象是 液体中悬浮的微粒，而不是液体内部的分子，但布朗运动反 映了液体分子的无规则运动．
2．做布朗运动实验，得到某个观测记录如图．图中记录
的是(
)
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
，但斥力比
合力 ．
(2)引力和斥力都随着距离的增大而 减小
1．分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值叫分 子的平均动能． 温度 是分子平均动能的标志，温度越
高，分子做热运动的平均动能越 大 ．
2．分子势能：由分子间的相互作用和相对位置决定的势 能叫分子势能．分子势能的大小与物体的 体积 有关．
【正确解答】当两分子之间的距离为r0时，分子间的引 力和斥力相等，分子力为零；若分子间距在r0的基础上增 大，分子间的引力和斥力同时减小，因斥力减小得快，分子 力表现为引力，故A错误；从分子力随距离变化的图象可
知，分子力的变化不具有单调性，故C错误；
由分子势能与分子间距的关系图象可知，两分子之间距
3．关系 M ρVm (1)分子的质量：m0＝ ＝ . NA NA Vm M (2)分子的体积：V0＝ ＝ . NA ρNA V m m (3)物体所含的分子数：n＝ · N ＝ · N 或n＝ M · NA Vm A ρVm A ρV ＝M· NA.
4．两种模型 3 6V 0 (1)球体模型直径d＝ . π (2)立方体模型边长为d＝ V0. 3
8.9×103kg/m3，试计算：
(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． 【思维点拨】1 mol铜的体积和质量是多少？有了总体积
和总质量能否算出每个铜原子的体积和质量？若把铜原子看
成是球体模型，由球的体积能否计算出其原子直径？
【自主解答】(1)1 mol铜的体积即摩尔体积 M 6.35×10 －6 3 3 Vm＝ ρ ＝ m ＝ 7.1 × 10 m 8.9×103 而1 mol的任何物质中含有NA个粒子，因此每个原子的 V 体积V0＝ ＝1.2×10－29m3. NA 4 d3 (2)假设铜原子为球形，其直径为d，则V0＝ π( ) ，d＝ 3 2 3 6V 0 － ＝2.8×10 10m. π
则运动的反映，而分子的无规则热运动是产生布朗运动的原 因，温度越高，分子运动越激烈，因而布朗运动也越激烈， 故选项A错误，B正确．微粒越大，来自各个方向的分子撞击 力的平均作用效果就越趋于平衡，而且微粒的质量越大，受
到的撞Байду номын сангаас力越小，运动状态就越难改变，所以微粒越大，布
朗运动就越不明显，选项 C 错误．物体的速度大小与分子热 运动无关，因此选项D错误． 答案：B
考纲点击 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) 6.液晶的微观结构(Ⅰ) 7.液体的表面张力现象(Ⅰ)
考情预测 从近几年的高考试题来看，高 考在本章中命题形式既有选择 题，也有填空、计算题，考查 的知识点不面面俱到，一般情 况下只重点考查几个知识点， 如分子动理论、阿伏加德罗常 数的应用、理想气体状态方程 、物态变化、热力学第一定律 、热力学第二定律、能量的转 化与守恒定律等，命题的形式 多是一个情境下的多个设问．
的无规则运动．颗粒越 高 ；运动越剧烈． 显；温度越
液体分子
小
，运动越明
冬天，一缕阳光射入教室内，我们看到的教室内尘土上 下流动是布朗运动吗？ 提示：不是．布朗运动是用肉眼无法直接看到的．
3．分子间存在着相互作用力
(1)分子间同时存在
的分子力是它们的 引力变化得快． 二、物体的内能
引力
和
斥力
，实际表现
(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； (3)当r＞r0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F引＞ F斥，F表现为引力；
(4)当r＞10r0(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．分子势能与分子间距离的关系 分子势能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 ＞ r0 时，分子力表现为引力，随着 r 的增大，分子
引力做负功，分子势能增大； (2) 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，分子势能增大； (3)当r＝r0时，分子势能最小，但不为零，为负值．因为
(1)分子直径大小的数量级为 油膜的面积． (2)一般分子质量的数量级为10－26kg. 10－10 m. 油膜法测分子直径：d＝V/S，V是油滴体积，S是单分子
(3)阿伏加德罗常数：NA＝ 6.02×1023 mol－1，是联系微观
世界和宏观世界的桥梁．
2．分子永不停息地做无规则运动
(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 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 ．布朗运动反映了
离为r0时，分子势能最小，当分子之间距离在r0的基础上增大 时，分子间的作用力表现为引力，分子力做负功，分子势能 增加，当分子间的距离在r0的基础上减小时，分子间的作用 力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增加，故可以判断
解析：图中的折线是某个做布朗运动的微粒按相等时间 间隔依次记录的位置连线，不是分子无规则运动的情况，也 不是微粒做布朗运动的轨迹，更不是微粒运动的v—t图线，故 D对，A、B、C错．
答案：D
三、分子力与分子势能
1．分子间的相互作用力与分子间距离的关系
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，如图所示．
(2)关系：T＝ t＋273.15 K .
(1)热力学温度的零值是低温极限，永远达不到，即热力 学温度无负值． (2)温度是大量分子热运动的集体行为，对个别分子来说
温度没有意义.
一、微观量估算的基本方法
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．物体的内能：物体中所有分子的热运动动能和分子势
能的总和叫物体的内能. 物体的内能跟物体的 体积 都有关系． 温度 和
三、温度和温标
1．温度
温度在宏观上表示物体的 示分子的 平均动能 ． 2．两种温标 (1)比较摄氏温标和热力学温标：两种温标温度的零点不 冷热 程度；在微观上表
同，同一温度两种温标表示的数值 不同 ，但它们表示的温 度间隔是 相同 的，即每一度的大小相同，Δt＝ΔT.
C ．两分子之间距离越大，分子力越小；分子间距离越
小，分子力越大 D ．两分子之间距离越大，分子势能越大；分子间距离 越小，分子势能越小 【错源探究】对分子力和分子势能与分子间距的变化关
系不清而造成错误
【错因分析】 错因 1 错因2
没有弄清分子间距的原始变化位
置，误认为分子间距变大分子力就变小而错选C. 不能理解分子力的变化情况，也不明确分子力的 做功情况而错选D.