高中物理选修3-3分子动理论
高考物理选修3-3公式
高考物理选修3-3公式
对于涉及气体实验定律的问题，以下是一些与分子动理论、气体实验定律、固体和液体、热力学定律相关的常用公式：
1. 玻意耳-马略特定律（理想气体状态方程）：
PV = nRT
其中，P 是气体的压强，V 是气体的体积，n 是气体的物质量（摩尔数），R 是气体常数，T 是气体的绝对温度。
2. 查理定律（等压定律）：
V₁/T₁ = V₂/T₂
在恒定压力下，气体的体积与绝对温度成正比关系。
3. 盖吕落差定律（等体定律）：
P₁/T₁ = P₂/T₂
在恒定体积下，气体的压强与绝对温度成正比关系。
4. 法尔查多定律（等物质量定律）：
V₁/n₁ = V₂/n₂
在恒定物质量下，气体的体积与摩尔数成正比关系。
5. 熵变公式：
ΔS = Q/T
其中，ΔS 是系统的熵变，Q 是系统吸收或放出的热量，T 是系统的绝对温度。
6. 热力学第一定律（能量守恒定律）：
ΔU = Q - W
其中，ΔU 是系统内能的变化，Q 是系统吸收的热量，W 是系统对外界做的功。
这些公式是在研究气体实验定律、分子动理论和热力学过程时经常使用的，它们可以用来描述气体的性质、行为以及能量转化等方面的问题。
请根据具体题目要求选择适当的公式进行运用，并确保对这些公式有深入的理解和熟练的应用。
高中物理选修3-3教材全解
选修3-3教材全解第七章分子运动论章首语：……古希腊学者德谟克列特认为这是由于花的原子飘到了人们的鼻子里。
他认为“只有原子和虚空是真实的。
〞古人的原子论只是属于思辨的范畴，无法得到实验验证。
随着……渗透科学方法的教育。
中国古代的学者……第1节物体是由大量分子组成的P2实验：用油膜法估测分子的大小分成了三个小问题，效果就不一样：1. 怎样估算油酸分子的大小？……2. 如何获得很小的1滴油酸？怎样测量它的体积？……3. 如何测量油膜的面积？……这样……就可以算出油酸分子的尺寸。
提出问题有助于鼓励学生独立思考，思维有条理，搭台阶。
第2节分子的热运动P7布朗运动的解释：统计起伏。
不必讲给学生提这个术语，但可举例。
P7说一说：图7.2-5是法国物理学家佩兰〔J. B. Perrin〕在1908年研究布朗运动时对三个运动微粒位置变化的真实记录。
根据这个实验事实，你能不能否定布朗运动是由外界因素〔例如振动、对流等〕引起的说法？这是个科学探究：已经提出了问题，有人做出了猜想与假设，需要学生进行分析和论证〔最终要否定〕。
不一定相同的答案，有道理就行。
第3节分子间的作用力图7.2-5与原来的教材相比，内容相同，但台阶很细：请在图7.3-2中作出一个分子所受另一个分子的斥力与引力的合力随分子间距离r变化的图象。
例如，当r＝OP时，这个分子所受斥力的大小可以用线段PC的长度表示，所受引力的大小用PD的长度表示。
从C向下作CQ＝PD，于是线段PQ的长度就代表了合力F的大小：F＝F斥－F引。
图7.3-2图7.5-1分子间的作用力与距离的关系再作出r取其他大约10个值时代表合力的点，连成平滑曲线。
这条曲线将在第5节用到，因此作图时要尽可能准确。
讨论这条曲线的含义。
第4节温度和温标本节思路系统、状态参量↓平衡态〔指一个系统的状态〕〔各宏观部分之间没有能流、粒子流――力学、热学、化学〕↓热平衡〔指两个系统间的关系〕〔状态参量不变〕↓共同的某个热学物理量――称为温度〔气体共同的力学量――压强、导体共同的电学量――电势……〕“平衡态〞、“热平衡〞、“温度〞都不追求严格的定义P13热力学温标只要求会换算：T = t +273.15 K国家标准：表示温度差时“K〞与“℃〞通用第5节内能P16图7.5-1的目的：原来习惯于通过力了解运动趋势还要习惯于通过势能了解运动趋势思考与讨论假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为零。
高中物理3-3知识点总结
物理选修3-3知识点总结一、分子动理论1、物体是由大量分子组成的微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0宏观量：物质体积V 、摩尔体积m ol V 、物体质量m 、摩尔质量mol M 、物质密度ρ。
联系桥梁：阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1） molmol V MV m ==ρ （1）分子质量：Amolmol 0N V N M N m m A ρ===（2）分子体积：A mol A mol 0N M N V N V V ρ＝＝=（对气体，V 0应为气体分子占据的空间大小）（3）分子大小：(数量级10-10m) ○1球体模型．3mol mol 0)2(34d N M N V V A A πρ=== 直径306πV d =（固、液体一般用此模型） 油膜法估测分子大小：SVd =S ----单分子油膜的面积，V----滴到水中的纯油酸的体积 ○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型；对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离） 注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子间距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。
（4）分子的数量：A A A N V N M N V N M m nN N molA mol mol A mol mv v ρρ===== 2、分子永不停息地做无规则运动（1）扩散现象：不同物质彼此进入对方的现象。
温度越高，扩散越快。
直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈。
运动对象是分子，肉眼看不到分子，可以观察到现象。
（2）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。
运动对象是小颗粒，肉眼看不见，要用显微镜观察。
发生原因是固体微粒受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而间接．．说明了液体分子在永不停息地做无规则运动．① 布朗运动是固体微粒的运动而不是固体微粒中分子的无规则运动． ②布朗运动反映液体分子的无规则运动但不是液体分子的运动． ③课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹． ④微粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显． 3、分子间存在相互作用的引力和斥力①分子间引力和斥力一定同时存在，且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，但斥力变化快，实际表现出的分子力是分子引力和分子斥力的合力②分子力的表现及变化，对于曲线注意两个距离，即平衡距离r 0（约10－10m ）与10r 0。
选修3-3分子动理论
选修3-3分子动理论要点一物质是由大量分子组成的1.在国际单位制中,金属铜的密度为ρ,它的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N A,则下列结论正确是( )A.1 kg铜所含铜原子的数目是ρN AB.1 m3的铜所含铜原子的数目是ρN A/MC.1个铜原子占有的体积是M/ρN AD.1个铜原子的质量是ρ/N A答案 BC要点二分子做永不停息的热运动2.从比较暗的房间里观察到入射阳光的细光束中有悬浮在空气里的微粒,这些微粒的运动是布朗运动吗？为什么？答案只有足够小的颗粒才能产生显著的布朗运动,用肉眼是不能看到布朗运动的,只有在显微镜下才能看到.这些微粒在空气里的运动不属布朗运动.因为这些肉眼所能看到的微粒在微观领域里是属于大体积的,它所受到各方面空气分子的撞击作用几乎相平衡,微粒的运动主要是由于受到空气对流、扰动和受到重力、浮力作用等多种影响而形成的.要点三分子间存在着相互作用力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,则分子间作用力表现为斥力D.若两个分子距离越来越大,则分子势能亦越来越大答案 B题型1 微观量估算问题【例1】已知水的密度 =1.0×103 kg/m3,水的摩尔质量M=1.8×10-2 kg/mol,求:(1)1 cm3的水中有多少个水分子?(2)估算一个水分子的直径.答案 (1)3.4×1022个 (2)3.8×10-10 m题型2 分子力的应用【例2】如图所示,甲分子固定在坐标原点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轴上四个特定的位置.现把乙分子从a处由静止释放,则( )A.乙分子由a到b做加速运动,由b到c做减速运动B.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大C.乙分子由a到b的过程中,两分子间的分子势能一直减少D.乙分子由b到d的过程中,两分子间的分子势能一直增加答案 BC题型3 分子模型【例3】铜的摩尔质量为6.35×10-2kg、密度为8.9×103kg/m3,阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol-1.求:(1)铜原子的质量和体积.(2)1 m3铜所含原子的数目.(3)估算铜原子的直径.答案 (1)1.05×10-25 kg 1.19×10-29 m3 (2)8.4×1028个(3)2.8×10-10 m1.从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量( )A.氧气的密度和阿伏加德罗常数B.氧气分子的体积和阿伏加德罗常数C.氧气分子的质量和阿伏加德罗常数D.氧气分子的体积和氧气分子的质量答案 C2.下列关于布朗运动的说法中正确的是( )A.布朗运动就是分子的无规则运动B.布朗运动是液体分子无规则运动的反映C.悬浮颗粒越小,布朗运动就越明显D.温度越高,布朗运动就越明显答案 BCD3.如图所示,使玻璃板的下表面与水接触,再向上用力把玻璃板缓慢拉离水面.当玻璃板离开水面时 ( )A.玻璃板只受重力和拉力作用,所以对玻璃板的拉力与玻璃板的重力大小相等B.因为玻璃板的下表面附着了一层水,所以对玻璃板的拉力比玻璃板的重力稍大一些,大的值与这层水的重力相当C.玻璃板受重力、拉力和浮力作用,所以对玻璃板的拉力小于玻璃板的重力D.玻璃板离开水面时,水层发生了分裂,为了克服大量水分子间的引力和大气压力,拉力明显大于玻璃板的重力答案 D4.将下列实验事实与产生的原因对应起来( )A.水与酒精混合体积变小B.固体很难被压缩C.细绳不易拉断D.糖在热水中溶解得快E.冰冻食品也会变干a.固体分子也在不停地运动b.分子运动的剧烈程度与温度有关c.分子间存在引力d.分子间存在斥力e.分子间存在着空隙它们的对应关系分别是:A— ;B— ;C— ;D— ;E — .(在横线上填上与实验事实产生原因前后对应的符号)答案 e d c b a5.要落实好国家提出“以人为本,创建和谐社会”的号召,不只是政府的事,要落实到我们每个人的生活中.比如说公共场所禁止吸烟,我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更多.试估算一个高约2.8 m,面积约10 m2的两人办公室,若只有一人吸了一根烟.求:(1)估算被污染的空气分子间的平均距离.(2)另一不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子.(人正常呼吸一次吸入气体 300 cm3,一根烟大约吸10次)答案 (1)7×10-8 m(2)8.7×1017个。
高中物理选修3-3第七章分子动理论 1 物体是由大量分子组成的
1 物体是由大量分子组成的[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道物体是由大量分子组成的.2.知道分子的大小.3.知道阿伏加德罗常数及其意义． 科学思维：会用阿伏加德罗常数进行有关计算和估算，领会阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．科学探究：通过油膜法估测油酸分子的大小，让学生经历“实验设计、现象分析、仪器使用”，体会估测法的巧妙．一、用油膜法估测分子的大小1．处理方法(1)理想化：认为油酸薄膜是由单层油酸分子紧密排列组成的，则油膜的厚度即为油酸分子的直径，如图1所示．图1(2)模型化：把油酸分子简化成球形．2．估算方法实验时测出一滴油酸的体积V ，再测出油膜的面积S ，估算出油膜的厚度，认为就是油酸分子的直径d ＝V S. 3．分子的大小一般分子大小的数量级是10－10 m.二、阿伏加德罗常数1．定义：1 mol 的任何物质所含有的粒子数．2．大小：在通常情况下取N A ＝6.02×1023 mol －1，在粗略计算中可以取N A ＝6.0×1023 mol －1.3．意义：阿伏加德罗常数是一个重要的常数．它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来，即阿伏加德罗常数N A 是联系宏观量与微观量的桥梁．1．判断下列说法的正误．(1)若撒入水中的痱子粉太多，会使油酸未完全散开，从而使测出的分子直径偏小．( × )(2)若滴在水面的油酸酒精溶液体积为V ，铺开的油膜面积为S ，则可估算出油酸分子直径为V S. ( × )(3)阿伏加德罗常数所表示的是1 g 物质内所含的分子数．( × )(4)所有分子的直径都相同．( × )2．已知水的摩尔质量是18 g/mol ，则一个水分子的质量约为________ kg.答案 3.0×10－26解析 m 0＝18×10－36.0×1023 kg ＝3.0×10－26 kg.一、用油膜法估测分子的大小如图是用油膜法估测分子的大小时在水面上形成的油酸膜的形状．(1)实验中为什么不直接用纯油酸而是用被稀释过的油酸酒精溶液？(2)实验中为什么在水面上撒痱子粉(或细石膏粉)?(3)实验中可以采用什么方法测量油膜的面积？答案 (1)用酒精对油酸进行稀释有利于获取更小体积的纯油酸，这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜．同时酒精易挥发，不影响测量结果．(2)撒痱子粉(或细石膏粉)后，便于观察所形成的油膜的轮廓．(3)运用数格子法测油膜面积，多于半个的算一个，少于半个的舍去．这种方法所取方格的单位越小，计算的面积误差越小．实验：用油膜法估测分子的大小 1．实验原理把一滴油酸(事先测出其体积V )滴在水面上，油酸在水面上形成油酸薄膜，将其认为是单分子层，且把分子看成球形．油膜的厚度就是油酸分子的直径d ，测出油膜面积S ，则油酸分子直径 d ＝V S. 2．实验器材配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、痱子粉(或细石膏粉)、注射器、量筒、玻璃板、彩笔、坐标纸．3．实验步骤(1)用注射器取出按一定比例配制好的油酸酒精溶液，缓缓推动活塞，把溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积V 1时的滴数n ，算出一滴油酸酒精溶液的体积V ′＝V 1n.再根据油酸酒精溶液中油酸的浓度η，算出一滴油酸酒精溶液中的纯油酸体积V ＝V ′η.(2)在水平放置的浅盘中倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上，再用注射器将配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上．(3)待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板平放到浅盘上，然后用彩笔将油酸膜的形状描在玻璃板上．(4)将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油膜的面积S (以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓范围内的正方形个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．(5)根据测出的一滴油酸酒精溶液里纯油酸的体积V 和油酸薄膜的面积S ，求出油膜的厚度d ，则d 可看做油酸分子的直径，即d ＝V S. 4．注意事项(1)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免浓度改变，造成较大的实验误差．(2)实验前应注意检查浅盘是否干净，否则难以形成油膜．(3)浅盘中的水应保持平稳，痱子粉(或细石膏粉)应均匀撒在水面上．(4)向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成．(5)待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓．例1 (2018·宜春市期末)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 溶液中有纯油酸0.2 mL ，用量筒和注射器测得1 mL 上述溶液有80滴，用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，画出油酸薄膜的轮廓如图2所示，图中正方形小方格的边长为1 cm.(结果均保留两位有效数字)图2(1)油酸薄膜的面积是________ m 2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______ m 3.(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ m ．(结果保留两位有效数字)(4)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于________．A ．油酸未完全散开B ．油酸酒精溶液中含有大量酒精C ．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D ．在向量筒中滴入1 mL 油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴答案 (1)4.0×10－3 (2)2.5×10－12 (3)6.3×10－10 (4)D解析 (1)由于每个小方格边长为1 cm ，则每一个小方格的面积就是1 cm 2，数出在油膜轮廓范围内的格子数(超过半格的以一格计算，小于半格的舍去)为40个，则油酸薄膜的面积S ＝40 cm 2＝4.0×10－3 m 2.(2)由题意知，80滴油酸酒精溶液的体积为1 mL ，且油酸酒精溶液的体积分数为0.02%，故每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V 0＝V N ×0.02%＝180×0.02%×10－6 m 3＝2.5×10－12 m 3. (3)油酸分子直径d ＝V 0S ＝2.5×10－124.0×10－3m ≈6.3×10－10 m. (4)计算油酸分子直径的公式是d ＝V S，V 是纯油酸的体积，S 是油膜的面积．若水面上痱子粉撒得较多，油酸未完全散开，即油膜没有充分展开，则测量的面积S 偏小，导致计算结果偏大，A 错误；大量的酒精更易使油酸分子形成单分子层薄膜，会使测量结果更精确，B 错误；若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S 将偏小，计算结果将偏大，C 错误；若在向量筒中滴入1 mL 油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴，则计算所得的V 偏小，故d 偏小，D 正确．针对训练 (2019·上海市嘉定区期末)在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中(1)实验简要步骤如下：A ．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数，再根据方格的边长求出油膜的面积SB ．将一滴油酸酒精溶液滴在水面，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C ．用浅盘装入约2 cm 深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上D ．取一定体积的油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓度的油酸酒精溶液E ．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积VF ．用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数G ．由V S得到油酸分子的直径d 上述实验步骤的合理顺序是________________．(填写字母编号)(2)在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是______________________________________________________________________.(3)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL 上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸膜的轮廓形状和尺寸如图3所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm ，由此可估测油酸分子的直径是_____ m ． (保留一位有效数字)图3答案 (1)CDFEBAG(或DFECBAG) (2)理想模型法 (3)6×1010解析 (1)实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液中纯油酸的体积除以1滴此溶液形成的油酸薄膜的面积，恰好就是油酸分子的直径．故实验步骤的合理顺序为CDFEBAG(或DFECBAG)；(2)在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是理想模型法； (3)由题图可知，油膜所占方格数为130个，则油膜的面积：S ＝130×1×1 cm 2＝130 cm 2；每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积：V ＝175×6104 mL ＝8×10－6 mL 油酸分子的直径：d ＝V S ＝8×10－6 cm 3130 cm 2≈6×10－8 cm ＝6×10－10 m.二、阿伏加德罗常数(1)1 mol 的物质内含有多少个分子？用什么表示？(2)若某种物质的摩尔质量为M ，摩尔体积为V ，则一个分子的质量为多大？假设分子紧密排列，一个分子的体积为多大？(已知阿伏加德罗常数为N A )(3)V mol ＝N A V 0(V 0为一个分子的体积，V mol 为摩尔体积)，对于任何物质都成立吗？ 答案 (1)6.02×1023个 N A (2)M N A V N A(3)V mol ＝N A V 0仅适用于固体和液体，不适用于气体．阿伏加德罗常数的应用1．N A 的桥梁和纽带作用阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的一座桥梁．它把摩尔质量M mol 、摩尔体积V mol 、物体的质量m 、物体的体积V 、物体的密度ρ等宏观量，跟单个分子的质量m 0、单个分子的体积V 0等微观量联系起来，如图4所示．图4其中密度ρ＝m V ＝M mol V mol ，但要切记对单个分子ρ＝m 0V 0是没有物理意义的． 2．常用的重要关系式(1)分子的质量：m 0＝M mol N A. (2)分子的体积：V 0＝V mol N A ＝M mol ρN A(适用于固体和液体)． 注意：对于气体分子V mol N A只表示每个分子所占据的空间．(3)质量为m 的物体中所含有的分子数：n ＝mN A M mol . (4)体积为V 的物体中所含有的分子数：n ＝VN A V mol. (5)分子的直径①对于液体和固体，分子间距离比较小，可以认为分子是一个挨着一个紧密排列的球体，由V 0＝V mol N A 及V 0＝16πd 3可得：d ＝36V mol πN A. ②对于气体，分子间距很大，一般建立立方体模型．将每个气体分子看成一个质点，气体分子位于立方体中心，如图5所示，则立方体的边长即为分子间距．由V 0＝V mol N A及V 0＝d 3可得：d ＝3V mol N A.图5例2 (多选)若以μ表示氮气的摩尔质量，V 表示在标准状况下氮气的摩尔体积，ρ是在标准状况下氮气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、v 分别表示每个氮气分子的质量和体积，下面四个关系式中正确的是( )A ．N A ＝VρmB ．ρ＝μN A vC ．m ＝μN AD ．v ＝V N A答案 AC解析 摩尔质量μ＝mN A ＝ρV ，故N A ＝Vρm ，m ＝μN A，故A 、C 正确；氮气分子间距离很大，N A v 并不等于摩尔体积V ，故B 、D 错误．例3 在标准状况下，有体积为V 的液态水和体积为V 的可认为是理想气体的水蒸气，已知液态水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，液态水的摩尔质量为M A ，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为V A ，问：(1)它们中各有多少水分子？(2)它们中相邻两个水分子之间的平均距离各为多少？答案 见解析解析 (1)体积为V 的液态水，质量为m ＝ρV ①分子个数为N ＝m M AN A ②联立①②式可得N ＝ρV M AN A ③ 对体积为V 的水蒸气，分子个数为N ′＝V V AN A (2)设液态水相邻的两个水分子之间平均距离为d ，将水分子视为球体，每个水分子的体积为V 0＝V N ＝16πd 3④ 联立③④式可得d ＝36M A ρN A π⑤ 设水蒸气中相邻的两个水分子之间平均距离为d ′，将水分子占据的空间视为立方体，每个水蒸气分子的体积V 0′＝V N ′＝d ′3⑥ 解得d ′＝3V A N A.1．(用油膜法估测分子的大小)在“用油膜法估测分子大小”的实验中， (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在浅盘内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在浅盘上覆盖透明玻璃，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.答案 (1)②在量筒中滴入N 滴溶液，测出其体积；③在水面上先撒上痱子粉(或细石膏粉)再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定 (2)1.2×10－9解析 (1)②在量筒中直接测量一滴油酸酒精溶液的体积误差太大，应先用累积法测出N 滴该溶液体积，再求出一滴的体积；③油酸在水面上形成的油膜形状不易观察，可在水面上先撒上痱子粉(或细石膏粉)，再滴油酸酒精溶液，稳定后就呈现出清晰轮廓．(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ＝4.8×10－3×0.10%×10－6 m 3＝4.8×10－12 m 3，故油酸分子直径d ＝V S ＝4.8×10－1240×10－4 m ＝1.2×10－9 m.2．(用油膜法估测分子的大小)(2018·济南市模拟)某实验小组在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的体积分数为0.1%,1 mL 上述溶液有50滴，实验中用滴管吸取该油酸酒精溶液向浮有痱子粉的水面中央滴入一滴．图6(1)该实验中的理想化假设是________．A ．将油膜看作单分子层薄膜B ．不考虑油酸分子间的间隙C ．不考虑油酸分子间的相互作用力D ．将油酸分子看成球形(2)实验中描出油酸薄膜轮廓如图6所示，已知每一个正方形小方格的边长为2 cm ，则该油酸薄膜的面积为________ m 2.(结果保留一位有效数字)(3)经计算，油酸分子的直径为________ m ．(结果保留一位有效数字)答案 (1)ABD (2)3×10－2 (3)7×10－10解析 (1)用油膜法测量分子的直径，不考虑分子间的间隙，将油膜看成单分子层薄膜，将油酸分子看成球形．故选A 、B 、D.(2)由于每个小方格的边长为2 cm ，则每一个小方格的面积就是4 cm 2，估算油膜面积时超过半格的按一格计算，小于半格的舍去，由题图所示，可估算出油酸薄膜占75格，则油酸薄膜面积S ＝75×4 cm 2＝300 cm 2＝3×10－2 m 2.(3)1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积V ＝150×0.1% mL ＝2×10－5 mL ＝2×10－11 m 3 则油酸分子的直径d ＝V S ＝2×10－113×10－2m ≈7×10－10 m. 3．(阿伏加德罗常数的应用)(2017·徐州市模拟)已知氧气分子的质量m ＝5.3×10－26 kg ，标准状况下氧气的密度ρ＝1.43 kg/m 3，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －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；(3)标准状况下1 cm 3的氧气中含有的氧气分子数．(以上计算结果均保留两位有效数字) 答案 (1)3.2×10－2 kg/mol (2)3.3×10－9 m (3)2.7×1019个解析 (1)氧气的摩尔质量为M ＝N A m ＝6.02×1023×5.3×10－26 kg/mol ≈3.2×10－2 kg/mol.(2)标准状况下氧气的摩尔体积V ＝M ρ，所以每个氧气分子所占空间体积V 0＝V N A ＝M ρN A，而每个氧气分子占有的体积可以看成是棱长为a 的立方体，即V 0＝a 3，则a 3＝M ρN A，故 a ＝3M ρN A ＝3 3.2×10－21.43×6.02×1023 m ≈3.3×10－9 m. (3)1 cm 3氧气的质量为m ′＝ρV ′＝1.43×1×10－6 kg ＝1.43×10－6 kg则1 cm 3氧气中含有的氧气分子个数N ＝m ′m ＝1.43×10－65.3×10－26 个≈2.7×1019个．一、选择题考点一 用油膜法估测分子的大小1．(多选)(2019·武汉市部分学校高三起点调研)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列做法正确的是( )A ．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL ，则1滴溶液中含有油酸10－2 mLB ．往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上C ．用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状D ．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积E ．根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V 和油膜面积S 就可以算出油膜厚度d ＝V S，即油酸分子的大小答案 BDE解析 用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL ，则1滴油酸酒精溶液的体积是10－2 mL ，含有油酸的体积小于10－2 mL ，选项A 错误；往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上，选项B 正确；用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，待油酸在水面上散开稳定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状，选项C 错误；将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积，选项D 正确；根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V 和油膜面积S 就可以算出油膜厚度d ＝VS ，即油酸分子的大小，选项E正确．2．某种油剂的密度为8×102 kg/m 3，取这种油剂0.8 g 滴在水面上，最后形成油膜的最大面积约为( ) A ．10－10m 2 B ．104 m 2 C ．1010 cm 2 D ．104 cm 2答案 B解析 由d ＝V S ，得S ＝V d ＝mρd ＝8×10－48×102×10－10 m 2＝104 m 2，故B 正确．3．(多选)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，若已知油滴的摩尔质量为M (单位为kg/mol)，密度为ρ(单位为kg/m 3)，油滴质量为m (单位为kg)，油滴在水面上扩散后的最大面积为S (单位为m 2)，阿伏加德罗常数为N A (单位为mol －1)，那么( ) A ．油滴分子直径d ＝MρSB ．油滴分子直径d ＝mρSC ．油滴所含分子数N ＝Mm N AD ．油滴所含分子数N ＝mM N A答案 BD解析 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，认为油膜的厚度为分子直径，油滴的质量为m ，密度为ρ，油滴在水面上扩散后的最大面积为S ，则油滴的体积为V ＝mρ，油滴分子直径为d ＝V S ＝m ρS ，选项B 正确，A 错误；油滴的物质的量为m M ，油滴所含分子数为N ＝mMN A ，选项D正确，C错误．考点二分子的大小4．(多选)关于分子，下列说法中正确的是()A．分子看成小球是分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是小球B．所有分子大小的数量级都是10－10 mC．“物体是由大量分子组成的”，其中“分子”只包含分子，不包括原子和离子D．分子的质量是很小的，其数量级一般为10－26 kg答案AD解析将分子看成小球是为研究问题方便而建立的简化模型，故A选项正确；一些有机物的分子大小的数量级超过10－10m，故B选项错误；“物体是由大量分子组成的”，其中“分子”是分子、原子和离子的统称，故C选项错误；分子质量的数量级一般为10－26 kg，故D 选项正确．5．纳米材料具有很多优越性，有着广阔的应用前景．边长为1 nm的立方体，可容纳液态氢分子(其直径约为10－10 m)的个数最接近于()A．102个B．103个C．106个D．109个答案 B解析 1 nm＝10－9 m，则边长为1 nm的立方体的体积V＝(10－9)3 m3＝10－27 m3；将液态氢分子看成边长为10－10 m的小立方体，则每个氢分子的体积V0＝(10－10)3 m3＝10－30 m3，所以可容纳的液态氢分子的个数N＝VV0＝103个．液态氢分子可认为分子是紧挨着的，其空隙可忽略，对此题而言，建立立方体模型比球形模型运算更简洁．6．已知在标准状况下，1 mol氢气的体积为22.4 L，氢气分子间距约为()A．10－9 m B．10－10 m C．10－11 m D．10－8 m答案 A解析在标准状况下，1 mol氢气的体积为22.4 L，则每个氢气分子占据的体积V0＝VN A＝22.4×10－36.02×1023m3≈3.72×10－26 m3.按立方体估算，则每个氢气分子所占据体积的边长：a＝3V0＝33.72×10－26m≈3.3×10－9 m，故选A.考点三阿伏加德罗常数的应用7．(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 0和V 0，则阿伏加德罗常数N A 可表示为( ) A ．N A ＝VV 0B ．N A ＝ρV m 0 C ．N A ＝M m 0D ．N A ＝M ρV 0答案 BC解析 气体的体积是指气体所充满的容器的容积，它不等于气体分子个数与每个气体分子体积的乘积，所以A 、D 错误．由质量、体积、密度关系可推知B 、C 正确．8．(多选)阿伏加德罗常数是N A (单位为mol －1)，铜的摩尔质量为M (单位为g/mol)，铜的密度为ρ(单位为kg/m 3)，则下列说法正确的是( ) A ．1 m 3铜所含的原子数目是ρN AMB ．1个铜原子的质量是MN AC ．1个铜原子占有的体积是M ρN AD ．1 g 铜所含有的原子数目是ρN A 答案 ABC解析 1 m 3铜含有的原子数为N A V mol ，根据ρ＝M V mol ，得N A V mol ＝ρN AM ，选项A 正确；1个铜原子的质量为m ＝M N A ，选项B 正确；1个铜原子占有的体积为V mol N A ，因为ρ＝M V mol ，所以V mol N A ＝MρN A ，选项C 正确；1 g 铜所含有的原子数目为N AM ≠ρN A ，选项D 错误．9．根据下列哪组物理量，可以估算出气体分子间的平均距离的是( ) A ．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量 B ．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度 C ．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积 D ．该气体的密度、体积和摩尔质量 答案 B解析 根据气体分子间的平均距离d 的表达式d ＝3V 0＝3MρN A，对照4个选项的条件，可知选项B 正确．10．(2019·敦煌中学一诊)钻石是首饰和高强度钻头、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 mol (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A (单位为mol －1)，已知1克拉＝0.2 g ，则( )A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2×103a N Am molB ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN Am molC ．每个钻石分子直径的表达式为36m mol ×10－3N A ρπ(单位为m)D ．每个钻石分子直径的表达式为36m molN A ρπ(单位为m) 答案 C解析 a 克拉钻石的物质的量为：n ＝0.2a m mol ，所含的分子数为：N ＝nN A ＝0.2aN Am mol，故A 、B 错误；钻石的摩尔体积为：V ＝m mol ×10－3ρ，每个钻石分子体积为：V 0＝V N A ＝m mol ×10－3ρN A，设钻石分子直径为d ，则：V 0＝43π(d2)3，由上述公式可求得：d ＝36m mol ×10－3N A ρπ(单位为m)，故C正确，D 错误． 二、非选择题11．(2019·海安高级中学月考)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，1 mL 的油酸中加入酒精，直到总量达到1 000 mL ，配制成油酸酒精溶液，1 mL 溶液通过滴管实验测得为80滴，取1滴溶液滴在撒有痱子粉的浅水槽中，待油酸界面稳定后测得油膜面积为260 cm 2. (1)试估算油酸分子的直径________．(结果保留一位有效数字)(2)按照一定比例配制的油酸酒精溶液置于一个敞口容器中，如果时间偏长，会影响分子尺寸测量结果，原因是_______________________________________________________. 答案 (1)5×10－10m (2)酒精挥发使得溶液中油酸浓度变大解析 (1)测得油膜面积为S ＝260 cm 2＝2.6×10－2 m 2，每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为：V ＝11 000×180 mL ＝1.25×10－11 m 3.油酸分子的直径：d ＝V S ＝1.25×10－112.6×10－2 m ≈5×10－10 m. (2)油酸酒精溶液置于一个敞口容器中，如果时间偏长，酒精挥发，导致油酸浓度增大，因此分子直径测量结果比实际偏小．12．(2018·湖北省部分重点中学高二下期中)下面介绍了两种测量分子大小的方法： (1)先用移液管量取0.30 mL 油酸，倒入标注300 mL 的容量瓶中，再加入酒精后得到300 mL的溶液．然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入200滴溶液，溶液的液面刚好达到量筒中1 mL 的刻度，再用滴管吸取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图1所示．坐标格的正方形大小为1 cm ×1 cm.由图可以估算出油膜的面积是______ cm 2(保留两位有效数字)，由此估算出油酸分子的直径是________ m(保留一位有效数字)．图1 图2(2)如图2是用离子显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片．这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.45×10－8 m 的圆周而组成的．由此可以估算出铁原子的直径约为________ m ．(结果保留两位有效数字) 答案 (1)65 8×10－10(2)9.5×10－10解析 (1)由图示油膜可知，油膜的面积：S ＝65×1 cm ×1 cm ＝65 cm 2；1滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为：V ＝0.30300×200 mL ＝5×10－6 mL ＝5×10－6 cm 3，油酸分子的直径为：d ＝V S ＝5×10－665cm ≈8×10－8 cm ＝8×10－10 m.(2)48个铁原子组成一个圆，圆的周长等于48个原子直径之和，则铁原子的直径d ＝C n ＝πdn ＝3.14×1.45×10－848m ≈9.5×10－10 m.13．(2018·银川市期末)已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，水的摩尔质量M ＝1.8×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，试估算1 g 水中含有的水分子个数和水分子的直径．(结果均保留1位有效数字) 答案 3×1022个 4×10－10m解析 1 g 水中含有的水分子个数N ＝m M ·N A ＝1.0×10－31.8×10－2×6.0×1023个≈3×1022个一个水分子的体积V ＝M ρN A ＝MρN A根据球的体积公式，有V ＝16πd 3联立解得d ＝36MπρN A＝36×1.8×10－23.14×1.0×103×6.0×1023 m ≈4×10－10 m.14．(2017·武汉市联考)教育部办公厅和卫生部办公厅联合发布了《关于进一步加强学校控烟工作的意见》(以下简称《意见》)．《意见》中要求，教师在学校的禁烟活动中应以身作则、带头戒烟，通过自身的戒烟，教育、带动学生自觉抵制烟草的诱惑．试估算一个高约2.8 m 、面积约10 m 2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟，在标准状况下，空气的摩尔体积为22.4×10－3 m 3/mol ，可认为吸入气体的体积等于呼出气体的体积，阿伏加德罗常数为N A ＝6.02×1023 mol －1，求：(结果均保留两位有效数字，人正常呼吸一次吸入气体的体积约为300 cm 3，一根烟大约吸10次)(1)估算被污染的空气分子间的平均距离；(2)另一不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子． 答案 (1)7.0×10－8 m (2)8.7×1017个解析 (1)吸烟者吸完一根烟吸入气体的总体积为10×300 cm 3 含有的空气分子数为n ＝10×300×10－622.4×10－3×6.02×1023个≈8.1×1022个 办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为 8.1×102210×2.8个/m 3≈2.9×1021个/m 3每个被污染的空气分子所占体积为V ＝12.9×1021m 3 所以被污染的空气分子间的平均距离为L ＝3V ≈7.0×10－8 m.(2)不吸烟者一次吸入被污染的空气分子数约为2.9×1021×300×10－6个＝8.7×1017个．。
高中物理3-3热学知识点归纳(全面、很好)
选修3-3热学知识点归纳一、分子运动论1. 物质是由大量分子组成的（1）分子体积分子体积很小，它的直径数量级是（2）分子质量分子质量很小，一般分子质量的数量级是 （3）阿伏伽德罗常数（宏观世界与微观世界的桥梁）1摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值：设微观量为：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ；宏观量为：物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ． 分子质量： 分子体积:（对气体，V 0应为气体分子平均占据的空间大小）分子直径: 球体模型: V d N =3A )2(34π 303A 6=6=ππV N V d （固体、液体一般用此模型） 立方体模型:30=V d （气体一般用此模型）（对气体，d 理解为相邻分子间的平均距离） 分子的数量．A 1A 1A A N V V N V M N V N Mn ====ρμρμ2. 分子永不停息地做无规则热运动（1）分子永不停息做无规则热运动的实验事实：扩散现象和布郎运动。
（2）布朗运动布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动。
布朗运动不是分子本身的 运动，但它间接地反映了液体（气体）分子的无规则运动。
（3）实验中画出的布朗运动路线的折线，不是微粒运动的真实轨迹。
因为图中的每一段折线，是每隔30s 时间观察到的微粒位置的连线，就是在这短短的30s 内，小颗粒的运动也是极不规则的。
（4）布朗运动产生的原因大量液体分子（或气体）永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。
简言之：液体（或气体）分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。
（5）影响布朗运动激烈程度的因素固体微粒越小，温度越高，固体微粒周围的液体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不平衡性越强，布朗运动越激烈。
（6）能在液体（或气体）中做布朗运动的微粒都是很小的，一般数量级在，这种微粒肉眼是看不到的，必须借助于显微镜。
高中物理选修3-3课件：第七章分子动理论-2分子的热运动
A．当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了 淡红棕色 B．二氧化氮由于密度较大，不会跑到上面的瓶中，
所以上面瓶不会出现淡红棕色
C．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是 将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上 面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红 棕色 D．由于气体分子在运动着，所以上面的空气会到下 面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶 中，所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致
知识点一 扩散现象 提炼知识 1．定义：不同的物质彼此进入对方的现象． 2．产生原因：物质分子的无规则运动． 3．应用举例：在高温条件下通过分子的扩散，在纯 净半导体材料中掺入其他元素． 4．扩散现象的实质：扩散现象是物质分子永不停息 地做无规则运动的证明．
判断正误 1 ．扩散现象说明了分子是永不停息地做无规则运 动．(√) 2. 扩散现象说明了分子间存在间隙．(√) 3．扩散现象只能发生在气体与气体之间．(×)
特别说明 (1)热运动是分子运动，布朗运动是微粒 的运动． (2)热运动永不停息，液体变成固体时，其中微粒的 布朗运动会停止． (3)分子及布朗运动的微粒用肉眼不能直接观察到． (4)热运动是对大量分子而言的，对个别分子无意义．
【典例 2】 关于布朗运动下列说法正确的是(
)
A．悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动就是 分子的无规则运动． B．温度越低时，布朗运动越明显 C．悬浮在液体或气体中的颗粒越小，布朗运动越明 显 D．布朗运动是悬浮在液体中的花粉分子的运动，反 映了液体分子对固体颗粒撞击的不平衡性．
原因
直接原因：大量液体 (或气体)分子对悬浮微 物质分子永不 粒的撞击而导致的不 停息地做无规 平衡； 则运动 根本原因：液体(或气 体)分子的无规则运动
高中物理《分子动理论内能》
⾼中物理《分⼦动理论内能》选修3-3《热学》第⼀单元《分⼦动理论内能》【基础知识梳理】知识点⼀、分⼦动理论⼀．物体是由⼤量分⼦组成的1、分⼦的⼤⼩（1）．直径数量级：m.（2）．油膜法测分⼦直径：d＝，V是油滴的体积，S是⽔⾯上形成的的⾯积．（3）．分⼦质量的数量级为kg.2.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V m、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＝MN A＝ρV mN A。
②分⼦的体积：V0＝V mN A＝MρN A。
③物体所含的分⼦数：N＝VV m·N A＝mρV m·N A或N＝mM·N A＝ρVM·N A。
（4）．分⼦的两种模型①球体模型直径d＝36Vπ。
(常⽤于固体和液体)②⽴⽅体模型边长d＝3V0。
(常⽤于⽓体)对于⽓体分⼦，d＝3V0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。
【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＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数N A ＝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。
⼆．分⼦的热运动1、扩散现象：由于分⼦的⽆规则运动⽽产⽣的物质迁移现象。
温度越，扩散越快。
2、布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的的永不停息地⽆规则运动。
其特点是：①永不停息、运动。
②颗粒越⼩，运动越。
③温度越⾼，运动越。
提⽰：①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。
粤教版高二物理选修3-3第一章第05节 物体的内能
联系
内能 微观分子热运动
分子动能、分子势能
机械能
宏观物体机械运动
物体动能、重力 势能或弹性势能
物质的量、物体的 温度和体积
永远不等于零
物体的机械运动的速度、
相对于零势能面的高度
或弹性形变量 一定条件下 可以等于零
在一定条件下可以相互转化
课堂小结 物 体 的 内 能
分子 动能
分子 势能
分子B从无穷远处向固定的分子A运动
r0
A
B
1. r > r0，分子力做什么功？分子势能如何变化？ 2. r < r0，分子力做什么功？分子势能如何变化？ 3. 分子势能何时最小？
4. 画出分子势能Ep与分子间距离r的关系图像， 规定无穷远处分子势能为0。
分子势能与分子力做功的关系
①当r>r0时，分子力表现为 引力 ，若r减小，
1.平均动能只与温度有关，平均速率还与分子质量有关 2.分子的总动能与平均动能和分子数有关 3.温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映 个别分子的动能大小
一、分子动能
决定分子总动能的因素
微观上看： 与分子的个数和平均动能有关 。 宏观上看： 与物质的量和温度有关 。
分子总动能 不变，内能 增大
EP=0
特别提醒：当r=r0时,分子势能最小且小于零. EP的正负表示大小
二、分子势能
决定分子势能的因素
微观上看： 与分子间的距离有关
。
宏观上看： 与物体的体积有关
。
三、物体的内能
1．定义：物体中_所__有__分__子__热__运__动__的__动__能__和_分__子__势__能_ 的总和，叫物体的内能．
高中物理选修3-3_第7章《分子动理论》整章课件
第二节
实 验 基 础
分子的热运动
分子的无规则运动 热运动 扩 直接说明组成物体的分子在永不停 散 息的做无规则的运动
布 朗 运 动
悬浮在液体中的微粒的无规则运动
原因:小颗粒受周围液体(气体)分子撞击不 平衡的无规则性.
是液体分子无规则运动的间接反映 颗粒越小，布朗运动越明显
液体温度越高，布朗运动越激烈
3、在显微镜下观察布朗运动时，其激烈程度（AC ） A、与悬浮颗粒大小有关，微粒越小，布朗运动越激烈； B、与悬浮颗粒中的分子大小有关，分子越小，越激烈； C、与温度有关，温度越高布朗运动越激烈； D、与观察时间长短有关，观察时间越长，运动趋于平缓。
4、较大的颗粒不做布朗运动是因为（ CD ） A、 液体分子停止运动； B、液体温度太低； C、跟颗粒碰撞的分子数较多，各方向的撞击作用 平衡; D、分子冲击力很难改变大颗粒的运动状态 5、关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是（ CD ） A、布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体 中发生; B、布朗运动和扩散现象都是分子的运动； C、布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显； D、布朗运动和扩散现象都是永不停息的
1.“布朗运动”是说明分子运动的重要实验事实。 则布朗运动是指：（C ） A：液体分子的运动； B：悬浮在液体中的固体分子的运动； C：悬浮在液体中的固体颗粒的运动； D：液体分子和固体分子的共同运动；
2.关于布朗运动，下列说法正确的是：（ C ） A：布朗运动用眼睛可直接观察到； B：布朗运动在冬天观察不到； C：布朗运动是液体分子无规则运动的反映； D：在室内看到的尘埃不停的运动是布朗运动；
2．成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为：
m
450 106 22.4 10
物理选修3-3知识点(全)
物理选修3—3知识点总结一、分子动理论1、物质是由大量分子组成的 （1）单分子油膜法测量分子直径：V=Sd V 是滴入水盆中油酸的体积，等于油酸溶液的体积乘以浓度。
S 是单分子油膜在水面上形成的面积。
（2）1m o l 任何物质含有的微粒数相同2316.0210AN m o l -=⨯ （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形模型：固体、液体通常看成球形，分子体积等于小球体积。
立方体模型：空气分子占据的空间看成立方体，立方体的边长为空气分子的平均间距。
注意：立方体模型表述的是空气分子占据的空间，不是空气分子的形状。
②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：m olA M m N =b.分子体积：m o lAV v N =c.分子数量：A A A Am o l m o l m o l m o lM v M vn N N N N M M V V ρρ==== 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象）（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快。
是分子热运动的直接证据。
（2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。
①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。
②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。
③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。
（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈3、分子间的相互作用力：分子之间的引力和斥力都随分子间距离减小而增大。
但是分子间斥力随分子间距离减小而增大的得更快 些；分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而 减小。
但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得 更快些。
高中物理选修3-3第七章 分子动理论5 内能
5内能[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道温度是分子平均动能的标志.2.明确分子势能与分子间距离的关系.3.理解内能的概念及其决定因素.4.了解内能和机械能的区别．科学思维：通过分析分子力做功情况，判断分子势能的变化情况，从而确定分子势能与分子间距离的关系．一、分子动能1．分子动能：由于分子永不停息地做无规则运动而具有的能量．2．分子的平均动能所有分子热运动动能的平均值．3．温度是物体分子热运动的平均动能大小的唯一标志．二、分子势能1．分子势能：由分子间的相互位置决定的能．2．决定因素(1)宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关．(2)微观上：分子势能与分子之间的距离有关．三、内能1．内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．2．普遍性：组成任何物体的分子都在做着无规则的热运动，所以任何物体都具有内能．3．相关因素(1)物体所含的分子总数由物质的量决定．(2)分子热运动的平均动能由温度决定．(3)分子势能与物体的体积有关．故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定，同时受物态变化的影响．1．判断下列说法的正误．(1)温度反映了每个分子热运动的剧烈程度．(×)(2)温度是分子平均动能的标志．(√)(3)分子的势能是由分子间相互位置决定的能量，随分子间距的变化而变化．(√)(4)温度高的物体内能大．(×)2．(1)1千克10 ℃的水比10千克2 ℃的铁的分子的平均动能________．(2)质量和体积一定的同种气体，温度高时气体的内能________．答案(1)大(2)大一、分子动能(1)为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能？(2)物体温度升高时，物体内每个分子的动能都增大吗？(3)物体运动的速度越大，其分子的平均动能也越大吗？答案(1)分子动能是指单个分子热运动的动能，但分子是无规则运动的，因此各个分子的动能以及一个分子在不同时刻的动能都不尽相同，所以研究单个分子的动能没有意义，我们主要关心的是大量分子的平均动能．(2)温度是大量分子无规则热运动的集体表现，含有统计的意义，对于个别分子，温度是没有意义的．所以物体温度升高时，个别分子的动能可能减小，也可能不变．(3)不是．分子的平均动能与宏观物体运动的速度无关．1．单个分子的动能(1)定义：组成物体的每个分子都在不停地运动，因此每个分子都具有动能．(2)由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也可能是不同的，所以单个分子的动能没有意义．2．分子的平均动能(1)定义：物体内所有分子的动能的平均值．(2)决定因素：温度是分子热运动的平均动能的标志．温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，个别分子的动能可能减小或不变，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的．3．物体内分子的总动能物体内分子运动的总动能是指所有分子热运动的动能总和，它等于分子热运动的平均动能与分子数的乘积．物体内分子的总动能与物体的温度和所含分子总数有关．例1(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法正确的是()A．两种气体分子的平均动能相等B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C．两种气体分子热运动的总动能相等D．两种气体分子热运动的平均速率相等答案AB解析因为温度是分子平均动能的标志，温度相同，则分子平均动能相同，故选项A正确．因为氢气分子的质量小于氧气分子的质量，而分子平均动能又相等，所以氢气分子的平均速率大，故选项D错误，B正确．虽然气体质量和分子平均动能(温度)都相等，但由于气体摩尔质量不同，分子数目就不相等，故选项C错误．由于不同物质的分子质量一般不同，所以同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但平均速率一般不同.二、分子势能(1)功是能量转化的量度，分子力做功对应什么形式的能量变化呢？(2)若分子力表现为引力，分子间距离增大时，分子力做什么功？分子势能如何变化？分子间距离减小时，分子力做什么功？分子势能如何变化？(3)若分子力表现为斥力，分子力做功情况以及分子势能的变化情况又如何呢？答案(1)分子力做功对应分子势能的变化(2)负功分子势能增加正功分子势能减小(3)分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小；分子间距离减小时，分子力做负功，分子势能增大．1．分子力、分子势能与分子间距离的关系分子间距离r＝r0r＞r0，r增大r＜r0，r减小分子力等于零表现为引力表现为斥力分子力做功分子力做负功分子力做负功分子势能最小随分子间距离的增大而增大随分子间距离的减小而增大分子势能与分子间的距离的关系图象如图1所示．图12．分子势能的特点由分子间的相互位置决定，随分子间距离的变化而变化．分子势能是标量，正、负表示的是大小，具体的值与零势能点的选取有关．3．分子势能的影响因素(1)宏观上：分子势能跟物体的体积有关．(2)微观上：分子势能跟分子间距离r有关，分子势能与r的关系不是单调变化的．例2A、B两分子的距离等于分子直径的10倍，若将B分子向A分子靠近，直到不能再靠近的过程中，关于分子力做功及分子势能的变化说法正确的是()A．分子力始终对B做正功，分子势能不断减小B．分子力先对B做正功，而后B克服分子力做功，分子势能先减小后增大C．B分子先克服分子力做功，而后分子力对B做正功，分子势能先增大后减小D．分子间的距离不断减小，所以分子势能不断增大答案 B解析将B分子从距离等于分子直径10倍处向A分子靠近，分子力先表现为引力，引力做正功，分子势能减小，当r小于r0时，分子力表现为斥力，分子力又做负功，分子势能增加，B正确．1．分子势能的变化情况只与分子力做功相联系．分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大．分子力做功的大小等于分子势能变化量的大小．2．讨论分子势能变化时，绝不能简单地由物体体积的增大、减小得出结论．导致分子势能变化的原因是分子力做功．例3(多选)(2019·济宁市高二下期末)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图2所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互靠近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法中正确的是()图2A．在r＝r0时，分子势能为零B．在r＝r0时，分子势能最小，但不为零C．在r>r0阶段，分子势能一直减小D．在r<r0阶段，分子势能先减小后增加答案BC解析因为两分子相距无穷远时分子势能为零，在r＝r0时，斥力和引力大小相等，方向相反，分子力合力为零，分子势能最小，但不为零，A错误，B正确；在r>r0阶段，随着两分子的靠近，分子间表现为引力，引力做正功，分子势能一直减小，C正确；在r<r0阶段，分子间作用力表现为斥力，在两分子靠近的过程中，分子力做负功，分子势能一直增加，D错误．分子势能图象问题的解题技巧1．要明确分子势能、分子力与分子间的距离关系图象中拐点的不同意义．分子势能图象的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离r0，分子力图象与r轴交点的横坐标表示平衡距离r0.2．要把图象上的信息转化为分子间的距离，再求解其他问题．三、内能(1)结合影响分子动能和分子势能的因素，从微观和宏观角度讨论影响内能的因素有哪些？(2)物体的内能随机械能的变化而变化吗？内能可以为零吗？答案(1)微观上：物体的内能取决于物体所含分子的总数、分子的平均动能和分子间的距离．宏观上：物体的内能取决于物体所含物质的量、温度和体积及物态．(2)物体的机械能变化时其温度和体积不一定变化，因此其内能不一定变化，两者之间没有必然联系．组成物体的分子在做永不停息的无规则运动，因此物体的内能不可能为零．1．内能的决定因素(1)宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响．(2)微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定．2．温度、内能和热量的比较(1)温度宏观上表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志．(2)内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．(3)热量指在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少，等于物体内能的变化量．3．内能和机械能的区别与联系内能机械能对应的运动形式微观分子热运动宏观物体机械运动常见的能量形式分子动能、分子势能物体动能、重力势能、弹性势能影响因素物质的量、物体的温度、体积及物态物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变量大小永远不等于零一定条件下可以等于零联系在一定条件下可以相互转化4.物态变化对内能的影响一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变，此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化．例4下列说法正确的是()A．铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变B．物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同答案 D解析温度是分子平均动能的标志，内能是所有分子热运动动能和分子势能的总和，故温度不变时，内能可能变化，A项错误；两物体温度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，但分子的平均速率可能不同，故D项正确；最易出错的是认为有热量从A传到B，A的内能肯定大，其实有热量从A传到B，只说明A的温度高，内能大小还要看它们的总分子数和分子势能等因素，故C项错误；机械运动的速度与分子热运动的平均动能无关，故B项错误．比较物体内能的大小和判断内能改变的方法具体比较和判断时，必须抓住物体内能的大小与分子总数、温度、物体的体积及物态等因素有关，结合能量守恒定律，综合进行分析．(1)当物体质量m一定时(相同物质的摩尔质量M相等)，物体所含分子数n就一定．(2)当物体温度一定时，物体内部分子的平均动能就一定．(3)当物体的体积不变时，物体内部分子间的相对位置就不变，分子势能也不变．(4)当物体发生物态变化时，要吸收或放出热量，使物体的温度或体积发生改变，物体的内能也随之变化．1．(分子动能)关于温度与分子动能的关系，下列说法正确的是()A．某物体的温度为0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零B．温度是分子热运动平均动能的标志C．温度较高的物体，其分子平均动能较大，则分子的平均速率也较大D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高答案 B解析某物体温度是0 ℃，物体中分子的平均动能并不为零，因为分子在永不停息地做无规则运动，A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，但由于分子的质量不一定相同，则分子平均速率不一定大，B正确，C错误；物体内分子无规则热运动的速度与机械运动的速度无关，物体的运动速度越大，不能代表物体内部分子的热运动越激烈，所以物体的温度不一定高，D错误．2．(分子力和分子势能)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是()A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小答案 C解析当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力可能先增大后减小，也可能一直减小，分子力做负功，分子势能增大，所以A、B错误；当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，所以C正确，D错误．3．(分子力和分子势能)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()答案 B解析当r<r0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能E p减小；当r>r0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能E p增大；当r＝r0时，分子力为零，此时分子势能最小，故选项B正确．4．(内能)关于物体的内能，下列说法中正确的是()A．机械能可以为零，但内能永远不为零B．温度相同、质量相同的物体具有相同的内能C．温度越高，物体的内能越大D．0 ℃的冰的内能与等质量的0 ℃的水的内能相等答案 A解析机械能是宏观能量，可以为零，而物体内的分子在永不停息地做无规则运动，且存在相互作用力，所以物体的内能永不为零，A项正确；物体的内能与物质的量、温度和体积及物态有关，B、C、D错误．一、选择题考点一分子动能1．(多选)对于20 ℃的水和20 ℃的水银，下列说法正确的是()A．两种物体的分子的平均动能相同B．水银分子的平均动能比水的大C．两种物体的分子的平均速率相同D．水银分子的平均速率比水分子的平均速率小答案AD解析温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体的分子的平均动能相同，故A对，B错；由水银的摩尔质量大于水的摩尔质量，知D 对，C 错．2．(多选)下列关于分子动能的说法，正确的是( )A ．物体的温度升高，每个分子的动能都增加B ．物体的温度升高，分子的平均动能增加C ．如果分子的质量为m ，平均速率为v ，则平均动能为12m v 2 D ．分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数之比答案 BD解析 温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增加，但是其中个别分子的动能却有可能减小，A 错，B 对；分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子总数的比值，所以C 错，D 对．3．若一气泡从湖底上升到湖面的过程中，温度保持不变，体积增大，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是( )A ．气体分子间的作用力增大B ．气体分子的平均速率增大C ．气体分子的平均动能减小D ．气体分子的平均动能不变答案 D解析 气泡在上升的过程中，内部气体温度不变，分子的平均动能不变，平均速率不变，体积增大，分子间的作用力减小，故D 正确．4．下列说法正确的是( )A ．只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同B ．分子动能指的是由于分子定向移动具有的动能C ．10个分子动能和势能的总和就是这10个分子的内能D ．温度高的物体分子平均速率小于温度低的同种物质组成的物体分子平均速率答案 A解析 温度是分子平均动能的标志，温度相同，则物体分子的平均动能相同，A 正确；分子动能是分子做无规则运动而具有的动能，B 错误；物体内能是对大量分子而言的，对于10个分子而言毫无意义，C 错误；若组成物体的物质相同，温度高的物体分子平均速率大，D 错误．考点二 分子势能与分子力的功5．分子具有与分子间距离有关的势能，这种势能叫做分子势能．关于分子势能下列说法中正确的是()A．分子间作用力做负功，分子势能一定减少B．分子间作用力做正功，分子势能一定减少C．分子间距离增大时，分子势能一定增加D．分子间距离减小时，分子势能一定增加答案 B解析分子力做正功，分子的动能增加，分子的势能减少，分子力做负功，分子动能减少，分子势能增加，A错误，B正确；在平衡位置以内，分子间距离增大时，分子势能减少，C 错误；在平衡位置以外，分子间距离减小时，分子势能减少，D错误．6.如图1所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间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轴上四个特定的位置，现将乙分子从a移动到d的过程中，两分子间的分子力和分子势能同时都增大的阶段是()图1A．从a到b B．从b到cC．从b至d D．从c到d答案 D解析根据分子力做功与分子势能的关系，分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加，故D选项正确．7．(2019·上海市宝山区模拟)当两分子间距变化时分子势能变大了，则可以判定在此过程()A．分子力一定做了功B．分子力一定增大C．分子间距一定变大D．分子力一定是引力答案 A8．(多选)图2甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图象．由图象判断以下说法中正确的是()图2A．当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零B．当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大而增大C．当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大D．当分子间距离r<r0时，随着分子间距离逐渐减小，分子力和分子势能都逐渐增大答案CD解析由题图可知，当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均达到最小，但此时分子力为零，而分子势能不为零，为负值；当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小，此时分子力做负功，分子势能增大；当分子间距离r<r0时，随着分子间距离逐渐减小，分子力逐渐增大，而此过程中分子力做负功，分子势能增大，由此知选项C、D正确．考点三内能、物体的机械能及综合应用9．(多选)(2018·全国卷Ⅱ改编)对于实际的气体，下列说法正确的是()A．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能B．气体的内能包括气体整体运动的动能C．气体的体积变化时，其内能可能不变D．气体的内能包括气体分子热运动的动能答案ACD解析实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能，当气体体积变化时影响的是气体的分子势能，内能可能不变，所以A、C、D正确，B错误．10．关于物体的内能，以下说法正确的是()A．箱子运动的速度减小，其内能也减小B．篮球的容积不变，内部气体的温度降低，其气体的内能将减小C．物体的温度和体积均发生变化，其内能一定变化D．对于一些特殊的物体，可以没有内能答案 B解析物体的内能与物体的机械运动无关，故A错误；当气体的体积不变而温度降低时，气体的分子势能不变，分子的平均动能减小，气体的内能减小，故B正确；物体的温度和体积均发生变化时，物体内的分子势能和分子的平均动能都发生变化，其内能可能不变，故C错误；任何物体都有内能，故D错误．11．(2018·安阳市高二检测)关于物体的内能和机械能，下列说法正确的是()A．分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能B．物体的分子势能由物体的温度和体积决定C．物体的速度增大时，物体的内能增大D．物体的动能减小时，物体的温度可能升高答案 D解析分子具有热运动的动能，同时由于分子间存在着相互作用力而具有分子势能，所有分子的这两种能量的总和组成物体的内能．内能是物体具有的宏观物理量，而对单个分子来说，不存在分子内能的概念，A错误；分子势能与温度无关，由分子力做功决定，与分子间距有关，所以宏观上表现为与体积有关，B错误；物体的速度增大时，物体的动能增大，这里的动能是宏观物体的机械能中的动能，而不是分子的动能，C错误，D正确．二、非选择题12．三个瓶子分别盛有质量相同的氢气、氧气和氮气，它们的温度相同，则分子平均速率最大的是__________；在不计分子势能的情况下，气体内能最大的是________．答案氢气氢气13．(1)1 kg的40 ℃的水跟1 kg的80 ℃的水哪个内能多？(2)1 kg的40 ℃的水跟2 kg的40 ℃的水哪个内能多？(3)一杯100 ℃的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多？(4)1 kg的100 ℃的水跟1 kg的100 ℃的水蒸气哪个内能多？答案见解析解析(1)两者质量一样，同种物质，所以分子数目一样，而80 ℃的水比40 ℃的水的水分子平均动能大，若不考虑水的膨胀引起的体积微小变化，则1 kg的80 ℃的水的内能多．(2)1 kg的40 ℃的水跟2 kg的40 ℃的水比较，2 kg的40 ℃的水内能多，因为后者分子数目多．(3)虽然100 ℃的开水的水分子平均动能较大，但池塘的水的分子数比一杯水的分子数多得多，故一池塘常温下的水的内能比一杯100 ℃的开水的内能多．(4)它们的质量相等，因而所含分子数相等，分子的平均动能也相同，但100 ℃的水蒸气分子势能比100 ℃的水的分子势能大，故1 kg的100 ℃的水蒸气的内能比1 kg的100 ℃的水的内能多．。
高中物理选修3-3分子动理论练习有答案
1、物质是由大量分子组成的 .2、分子的热运动一．分子的大小。
分子直径的数量级是 m ⒈ 单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。
⒉ 利用离子显微镜测定分子的直径。
⒊ 扫描隧道显微镜（几亿倍） 分子模型：方法一：球形 ，方法二：立方形二．阿伏伽德罗常数 1mol 物质中含有的微粒数（包括原子数、分子数、离子数……）都相同。
此数叫阿伏伽德罗常数，可用符号N A 表示此常数， N A =6.02×1023个／mol ，三．微观物理量的估算⒈ 分子的质量 = 摩尔质量 / 阿伏加德罗常数 ⒉ 分子的体积 = 摩尔体积 / 阿伏加德罗常数⒊ 几个常用的等式⑴ mM v V N A ==即：分子质量摩尔质量＝分子体积摩尔体积阿佛加德罗常数＝ ⑵ 分子的个数 = 摩尔数 ×阿伏加德罗常数四、扩散现象：扩散现象是指 ，扩散现象说明了 。
五、布朗运动：悬浮在液体中的微小颗粒不停地做无规则的运动。
⒈ 布朗运动的特点：⑴布朗运动是永不停息的。
⑵布朗运动不取决于颗粒本身。
⑶悬浮的颗粒越小，布朗运动越明显。
颗粒大了，布朗运动不明显，甚至观察不到运动。
⑷布朗运动随着温度的升高而愈加激烈。
⒉ 形成布朗运动的原因：布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受到液体各个方向液体分子撞击作用不平衡造成的。
悬浮在液体中的颗粒越小，在某一瞬间跟它相撞击的分子数越少。
布朗运动微粒大小在10－6m 数量级，液体分子大小在10－10m 数量级，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因此，布朗运动越明显。
悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞击的分子越多，撞击作用的不平衡性就表现得越不明显，以至可以认为撞击作用互相平衡，因此布朗运动不明显，甚至观察不到。
液体温度越高，分子做无规则运动越激烈，撞击微小颗粒的作用就越激烈，而且撞击次数也加大，造成布朗运动越激烈。
⒊ 布朗运动的发现及原因分析的重要意义⑴布朗运动间接地证实了液体分子的无规则运动。
物理选修3-3知识点
物理选修3-3知识点物理选修3-3通常指的是高中物理课程中的一个选修模块，这个模块主要涉及分子动理论、热力学定律、气体的性质、振动和波等知识点。
以下是物理选修3-3的主要内容概述：1. 分子动理论- 物质是由大量分子组成的，分子在不停地做无规则运动。
- 分子间的相互作用力包括引力和斥力。
- 温度是分子热运动平均动能的标志。
- 扩散现象表明分子在不停地做无规则运动。
2. 热力学定律- 第零定律：如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡状态，则这两个系统之间也处于热平衡状态。
- 第一定律：能量守恒定律在热力学中的表现形式，即系统的内能变化等于热量与做功的代数和。
- 第二定律：自然过程中熵总是增加的，或者不可能从单一热源吸热使之完全变为功，而不向其他热源排热。
3. 气体的性质- 理想气体状态方程：\( pV = nRT \)，其中\( p \)是压强，\( V \)是体积，\( n \)是摩尔数，\( R \)是气体常数，\( T \)是温度。
- 气体压强的微观意义：大量分子对容器壁的频繁碰撞产生了压强。
- 气体分子的平均速率和根均方速率。
4. 振动和波- 简谐振动的特征和描述，包括位移、回复力、周期和频率。
- 阻尼振动、受迫振动和共振现象。
- 机械波的产生、传播和接收，包括横波和纵波。
- 波速、波长、频率和振幅的关系。
- 声波的特性，包括声速、响度、音调和音色。
5. 光学现象- 光的反射定律和折射定律。
- 平面镜、凹面镜和凸面镜的成像规律。
- 光的干涉、衍射和偏振现象。
- 光的粒子性和波动性，即波粒二象性。
6. 电磁学基础- 静电场的基本概念，包括电场强度、电势和电容。
- 直流电路的基本规律，如欧姆定律和基尔霍夫定律。
- 磁场的基本概念，包括安培力、洛伦兹力和磁通量。
- 电磁感应现象，包括法拉第电磁感应定律和楞次定律。
以上是物理选修3-3的主要知识点概述，每个知识点都需要通过实验、问题解决和理论学习来深入理解。
人教版 物理选修3-3 第七章 分子动理论
1、实验原理？ 2、如何得到单层分子？ 3、油滴为何要稀释？ 4、为何撒痱子粉？ 5、如何测量一滴酒精油的体积？ 6、S形状不规则，如何求？
分子的体积V 分子的占据体积V0 V≈V0
V<V0
二. 分子的热运动
1、扩散现象
2、布朗运动
三. 分子间的作用力
2、分子势能
EP
物体的体积
F斥 O EPmin r0 F合 F引 r
3、物体的内能与机械能
物体中所有分子的热运动动能与分子势能的 总和 任何物体都具有内能！
物体的内能与机械能
分子间的引力和斥力是同时存在的。
F
F斥
O r0 F合 F引
r
四. 温度和温标
1、几个概念 热力学系统、外界、状态参量、平衡态
2、热平衡和温度
3、温度计和温标 温标的三个要素：
一、选择某种具有测温属性的测温物质；二、了 解测温物质随温度变化的函数关系；三、确定温 度零点和分度的方法。
五. 内能
1、分子动能 温度是分子热运动剧烈程度的标志， 也是分子热运动的平均动能的标志。
高考物理试题分项解析：选修3-3(含答案)
高考试题精编版分项解析专题14 选修3-31．关于分子动理论，下列说法正确的是A. 气体扩散的快慢与温度无关B. 布朗运动是液体分子的无规则运动C. 分子间同时存在着引力和斥力D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 C点睛：本题考查了布朗运动、扩散以及分子间的作用力的问题；注意布朗运动和扩散都说明了分子在做永不停息的无规则运动，都与温度有关；分子间的斥力和引力总是同时存在的。
2．如图所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的下端浸在水中．纱布中的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气温度．当空气温度不变，若一段时间后发现该温度计示数减小，则_____．A. 空气的相对湿度减小B. 空气中水蒸汽的压强增大C. 空气中水的饱和气压减小D. 空气中水的饱和气压增大【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】 A点睛：本题考查湿度温度计的原理、分子速率分布的特点和热力学第一定律，解题的关键是要理解热力学=⋅∆计的基本概念、弄清热力学第一定律各物理量的含义，注意气体等压变化过程中（C→A）应用W P V算外界对气体做的功。
3．一定量的氧气贮存在密封容器中，在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见右表．则T1___（选填“大于”“小于”或“等于”）T2．若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为T1，则在泄漏后的容器中，速率处于400~500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比___（选填“大于”“小于”或“等于”）18.6%．【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】大于等于【解析】分子速率分布与温度有关，温度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子数所占比例增加，速率小的分子数所占比例减小，所以T1大于T2；泄漏前后容器内温度不变，则在泄漏后的容器中，速率处于400~500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比不变，仍为18.6%．4．对于实际的气体，下列说法正确的是______。
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子力先做正功，后做负功，故分子势能先 -10 减小后增大，当r=ro(ro=10 米)时分子势 能最小。
E EP EK N
四、物体的内能
1、分子势能Ep（随r改变的情况由分子力做功而 -10 定）当r=ro(ro=10 米)时分子势能最小 2、分子平均动能（所有分子动能的平均值） 其大小仅由物体温度决定（温度是分子平均动能 的标志） 3、物体的内能E
它们均随分子间距的增大而增大， 但分子斥力变化得更快。
2、分子力：分子引力和分子斥力的合力 -10 ①当r=ro(ro=10 米)时，分子间的引力 和斥力相平衡，分子力为零，此位置叫 做平衡位置；
②当r＜ro时，分子间斥力大于引力，分子力表现 为斥力（固体）； ③当r＞ro时，分子间引力大于斥力，分子力表现 为引力（液体） ； ④当r≥10ro时，分子间引力和斥力都十分微弱，分 子力为零（气体） ； ⑤当r由ro→∞时分子力（引力）先增大后减小。 ⑥当两分子由∞开始不断靠近的过程中，分
3、影响布朗运动的因素是：液体的温度 和悬浮颗粒的大小，液体温度越高， 悬浮颗粒越小布朗运动越明显，由于 分子的无规则运动与温度有关，因而 把大量分子的无规则运动叫热运动，
三、分子间存在相互作用力
1、分子引力与分子斥力：分子引力主要来源于 一个分子被另一个分子的电偶极矩所极化而 引起的相互作用。而分子斥力是由于各分子 的外层电子云开始重叠而产生的排斥作用。
E EP EK N
五、热力学第一定律
1、热力学第一定律：热量与内能改变的关系
U Q W
其中： Q 为物体吸收的热量 W 为外界对物体做的功（体积增大 为负，体积减小为正）
U 为物体内能的变化量，温度升高为
正，温度减小为负。
1、扩散现象：不同物质互相接触时,彼此进 入对方的现象叫做扩散现象 。扩散现象说 明组成物质的分子永不停息地运动，但不 能说明分子运动的无规则性。 2、布朗运动：布朗运动是指悬浮在液体中的 极小固体颗粒的无规则运动，不是液体分 子的运动，布朗运动反映了液体分子永不 停息的无规则运动，液体分子的无规则运 动是产生布朗运动的原因。1、分子的大小来自定方法⑴用离子显微镜观测
硅表面硅原子的排列
分子的大小测定方法---油膜法实验原理
d=V/S（V—油酸的体积，S—油酸在水面上
形成的单分子薄膜面积）
结论：分子直径的数量级是10 m
-10
2、有关阿伏伽德罗常数NA的计算
1）、分子大小（直径d）——极小 2）、分子体积V：V=VA/NA
高中物理选修3-3：
一、分子动理论
一、物质是由大量分子组成的 二、分子永不停息地做无规则 的热运动 三、分子间存在相互作用力
一、物质是由大量分子组成的
两千多年前，古希腊的著名思想家德谟克利特 说：万物都是由极小的微粒组成的。 科学技术发展到现在，这种猜想已被证实。构 成物质的单元多种多样，如：原子、离子和分 子等，热学中统称为分子。 物质是由大量分子组成的。
3）、分子质量m：m=MA/NA 注意：对于固体和液体，我们认为分子 排列比较紧密，由分子体积可求得分子 大小，但由于气体分子间距比较大，很 难求得分子体积和分子大小，但可以求 得分子的平均距离。
小结
一种思路：油膜法测分子大小
一种模型：把分子看作球形或正方体 一座桥梁：阿伏伽德罗常数
二、分子永不停息地做无规则的热运动