高考物理一轮总复习教学课件(人教)： 分子动理论 内能

考点一 分子动理论的基本观点及微观量的估算
(3)分子力F与分子间距离r的关系(r0的数量级为10－10 m)
距离 r＝r0
分子力F
＝ F引
F斥
F＝0
F r图象
r＜r0
＜ F引
F斥
F为斥力
r＞r0
＞ F引
F斥
F为引力
r＞10r0
F引＝F斥＝0
F＝0
思维诊断
(1)质量相等的物体含有的分子个数不一定相等。
(3)误差分析 ①纯油酸体积的计算引起误差。 ②油膜面积的计算造成误差。 a．油膜形状的画线造成误差。b．数格子所造成的误差。
题组训练
1．[实验原理与基本操作]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。
因素 数有关
点的选取有关
量值
任何物体都有内能
可以为零
测量
无法测量
可测量
本质 微观分子的运动和相互作用的结果 宏观物体的运动和相互作用的结果
运动形式
热运动
机械运动
联系
在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒
题组训练
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1．[对分子势能的理解](多选)两分子间的斥力和引力的合力 F 与分子间距离 r 的
题组训练
完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是__④__①__②__⑤__③__。(填写步骤前面的数字) (2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3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 m2。由此估算出油酸分子的直径为_5_×_1_0_－_1_0_m。(结
(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
(1)用以上字母表示一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为________。
(2)油酸分子直径约为________。
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伏加德罗常数为 NA mol－1。下列判断正确的是( )
A．1 kg 铜所含的原子数为NMA
B．1
m3
铜所含的原子数为MNA
ρ
C．1 个铜原子的质量为NMAkg
D．1 个铜原子的体积为ρMNAm3
E．1
个铜原子的体积为M
ρ
解析
考点二 分子势能 物体的内能
1．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
C．物体的体积减小温度不变时，物体内能不一定减小
D．质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等
E．温度和质量都相同的氢气和氧气内能不相等
解析
题组训练
123
3．[分子动理论和物体内能的综合考查](多选)(2017·宜春模拟)对分子动理论和 物体内能的理解，下列说法正确的是( ) A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 B．外界对物体做功，物体内能一定增加 C．温度越高，布朗运动越显著 D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小 E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
选修3—3 热学
分子动理论 内能
考点一 分子动理论的基本观点及微观量的估算 考点二 分子势能 物体的内能 考点三 实验：用油膜法估测分子的大小
考点一 分子动理论的基本观点及微观量的估算
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。
考点三 实验：用油膜法估测分子的大小
(2)注意事项 ①将所有的实验用具擦洗干净，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别 专用，不能混用。 ②痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功。 ③油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜。 ④浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出 薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。 ⑤要待油膜形状稳定后再画轮廓。 ⑥滴油酸酒精溶液的滴口应在离水面1 cm之内，否则油膜难于形成。
则运动来反映液体分子的无规则运动。 (3)热运动:物体分子永不停息地 无规则 运动，这种运动跟 温度 有关。 3．分子间的相互作用力 (1)分子间同时存在相互作用的 引力和斥力 。实际表现出的分子力是
引力和斥力 的合力。 (2)分子间的相互作用力的特点：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 ， 斥力 比引力变化更快。
B．cd表示引力图线
C．当分子间距离等于两曲线交点的横坐标时，分子势能为零
D．当分子间距离等于两曲线交点的横坐标时，分子力为零
E．当分子间距离小于两曲线交点横坐标时，分子力表现为斥力
解析：根据分子动理论，分子间相互作用的引力和斥力同时存在，都随分子
间距离的增大而减小，但分子间斥力减小快，所以 A 正确，B 错误；当分子间
关系如图中曲线所示，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( )
A．在 r＝r0 时，分子势能为零
B．在 r>r0 阶段，F 做正功，分子动能增加，势能减小
C．在 r<r0 阶段，F 做负功，分子动能减小，势能也减小
距离等于两曲线交点横坐标时，引力等于斥力，D 正确；当分子间距离等于两
曲线交点横坐标时，分子势能最小，但不一定为零，C 错误；当分子间距离小
于两曲线交点横坐标时，斥力大于引力，分子力表现为斥力，E 正确。
题组训练
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3．[微观量的估算](多选)已知铜的摩尔质量为 M kg/mol，铜的密度为 ρkg/m3，阿
(2)分子数目特别大：阿伏加德罗常数 NA＝ 6.02×1023 mol－1。
(3)微观量的估算方法 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。 a．分子的质量：m＝NMA＝ρNVAm。 b．分子的体积：V0＝NVmA＝ρMNA。对气体，V0 表示分子占据的空间。
解析
方法技巧
(1)判断分子势能变化的两种方法 方法一：利用分子力做功判断。分子力做正功，分子势能 减小；分子力做负功，分子势能增加。 方法二：利用分子势能Ep与分子间距离r的关系图线判断。 如图所示。但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线 形状虽然相似，但意义不同，不要混淆。
(2)对分子力与分子势能理解的几个误区 ①对分子间的作用力与距离的关系理解不清。 ②认为物体体积增大时，物体的分子势能就增大而出错。 ③对分子力做功与分子势能间的关系不明确。
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。
考点一 分子动理论的基本观点及微观量的估算
(2)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 剧烈。 ④运动轨迹不确定，只能用不同时刻的位置连线确定 微粒 做无规则运动。 ⑤不能直接观察分子的无规则运动，而是用悬浮的 固体小颗粒 的无规
考点一 分子动理论的基本观点及微观量的估算
(4 )分子的两种模型
3
①球体模型直径 d＝
6πV0。(常用于固体和液体)
3
②立方体模型边长 d＝ V0。(常用于气体)
3
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。 2．分子的热运动 (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。
1
考点三 实验：用油膜法估测分子的大小
． 实 验 原 理 与 操 作
考点三 实验：用油膜法估测分子的大小
2．数据处理与分析 (1)数据处理 ①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。 ②根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 V，然后根据纯油 酸的体积 V 和薄膜的面积 S，算出油酸薄膜的厚度 d＝VS，即为油酸分子的直径。 比较算出的分子直径，看其数量级是否为 10－10 m，若不是 10－10 m 需重做实验。
D．在 r＝r0 时，分子势能最小，动能最大
E．分子间的斥力和引力随 r 增大而减小，在 r＞r0 阶段，斥力比引力减小得快
一些，分子间的作用力表现为引力
解析
题组训练
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2．[对内能的理解](多选)(2017·惠州模拟)下列说法中正确的是( )
A．物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大
B．物体的机械能为零时内能也为零
②当r＜r0时，分子力为斥力，当r减小时，分子力做负功， 分子势能增加。
③当r＝r0时，分子势能最小。 5．物体的内能
(1)内能：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)物体内能的决定因素 ①微观上：分子动能、分子势能、分子数。 ②宏观上：温度、体积、物质的量(摩尔数)。
考点二 分子势能 物体的内能
(√ )
(2)组成物体的每一个分子运动是有规律的。
(× )
(3)布朗运动是液体分子的运动。
(× )
(4)分子间斥力随分子间距离的减小而增大，但分子间引力却随分子间
距离的减小而减小。
(× )
(5)内能相同的物体，温度不一定相同。
(√ )
(6)分子间无空隙，分子紧密排列。
(× )
题组训练
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1．[分子动理论的理解](多选)下列说法正确的是( ) A．气体扩散现象表明了气体分子的无规则运动 B．气体温度升高，分子的平均动能一定增大 C．布朗运动的实质就是分子的热运动 D．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而减小 E．当分子间作用力表现为引力时，分子势能随分子间距离的减小而减小
解析：布朗运动是悬浮在液体中微粒的运动，它是液体分子无规则热运 动的反映，选项 C 错；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间 距离的减小而增大，选项 D 错。
题组训练
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2.[分子作用力的理解](多选)如图是分子间引力(或斥力)大小随
分子间距离变化的图变物体内能方式间的关系 ①两者在内能改变上是等效的。 ②两者的本质区别：做功是其他形式的能和内能的相互转化，热传递是内能的转移。 6．物体的内能与机械能的比较
比较
内能
机械能
定义
物体中所有分子热运动动能与分子 物体的动能、重力势能和弹性势能
势能的总和
的统称
决定 与物体的温度、体积、物态和分子 跟宏观运动状态、参考系和零势能
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。
考点二 分子势能 物体的内能
(3)分子力、分子势能与分子间距离的关系 分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图 所示(取r→∞处分子势能Ep＝0)。
①当r＞r0时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功， 分子势能增加。
果保留一位有效数字)
1 cm3 1
解析：(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V＝
50
×＝ 300
6.7×10－5 cm3，故油酸分子直径 d＝VS＝6.7×0.1103－m5 2cm3＝6.70×.1130－m112m3≈5×10－10 m。
题组训练
2．[实验数据处理](2017·扬州模拟)在“用油膜法估测分子大小”的实验中， 已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液 的总体积为V，在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一 滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正 方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓，如图所示，测得 油膜占有的正方形小格数为X。