高中物理【分子动理论 内能】知识点、规律总结

考点一 微观量的估算
师生互动
1．分子的两种模型
(1)球体模型直径 d＝ 3 6πV0.(常用于固体和液体，V0 为一个分子的体积)
(2)立方体模型边长 d＝3 V0.(常用于气体，V0 为一个气体分子对应的体积)
对于气体分子，d＝3 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．
联系
扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动
考点三 分子力、分子势能、平均动能和内能 1．分子力及分子势能图象
分子力 F
图象
自主学习 分子势能 Ep
随分子间 距离的变
化情况
分子力 F
分子势能 Ep
r<r0 F 随 r 增大而减小，表现为斥力 r 增大，F 做正功，Ep 减小
r 增大，F 先增大后减小，表现为引
3．物体的内能与机械能的比较
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的
势能的总和
统称
与物体的温度、体积、物态和分子数 跟宏观运动状态、参考系和零势能点
决定因素
有关
的选取有关
量值
任何物体都有内能
可以为零
测量 本质 运动形式 联系
内能
机械能
无法测量
可测量
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
1．分子平均动能 (1)所有分子动能的__平__均__值__． (2)__温__度__是分子平均动能的标志．
2．分子势能 由分子间_相__对__位__置___决定的能，在宏观上分子势能与物体__体__积__有关，在微观上与 分子间的_距__离___有关．
3．物体的内能 (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)决定因素：_温__度___、_体__积___和物质的量．
1．与化学中的“分子”不一样，热学研究组成物体的微粒的运动规律和统计规律， 把化学中的原子、分子或离子统称为分子．
2．扩散现象的本质是分子的运动，固、液、气三态均可发生扩散现象，它直接证 明了组成物体的分子在不停地做无规则运动；布朗运动的主体不是分子，而是液体或气 体中的悬浮颗粒，它间接证明了分子的无规则运动．
考点二 扩散现象、布朗运动与分子热运动
自主学习
扩散现象、布朗运动与热运动的比较
扩散现象
布朗运动
热运动
活动主体
分子
固体微小颗粒
分子
是分子的运动，发生在 是比分子大得多的颗粒 是分子的运动，不能通
区别 固体、液体、气体任何 的运动，只能在液体、 过光学显微镜直接观察
两种物质之间
气体中发生
到
wenku.baidu.com共同点
(1)都是无规则运动；(2)都随温度的升高而更加激烈
热运动
机械运动
在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒
【题后反思】 判断分子势能变化的两种方法 (1)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．
(2)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，仅受分子力作用，分子动能和势能之和不变，根据 Ep 变化可判知 Ek 变 化．而 Ep 变化根据图线判断．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．
r>r0 力
r 增大，F 做负功，Ep 增大
r＝r0 r>10r0
F 引＝F 斥，F＝0 引力和斥力都很微弱，F＝0
Ep 最小，但不为零 Ep＝0
2.分析物体内能问题的四点提醒 (1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法． (2)决定内能大小的因素为温度、体积、物质的量以及物质状态． (3)通过做功或热传递可以改变物体的内能． (4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同．
3．两分子间距为 r0 时分子力为零，分子势能最低，但不是零，而是负值，因为一 般认为分子间距为无穷远(r＞10r0)时，分子势能为零．
4．温度是分子平均动能的标志，温度相同时，各种物体分子的平均动能均相同． 5．与机械运动相对应的能量称为机械能；与热运动相对应的能量称为内能．宏观 上内能由物质的量、温度和体积决定．
2．分子热运动 分子永不停息的无规则运动． (1)扩散现象 相互接触的不同物质彼此进入对方的现象．温度_越__高___，扩散越快，可在固体、液 体、气体中进行． (2)布朗运动 悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒_越__小___，温度_越__高___，布朗运动 越显著．
3．分子力 分子间同时存在引力和斥力，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___，但总是斥力变化得较快． 二、内能
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 Vmol、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＝ρNVmAol. ②一个分子的体积：V0＝VNmAol＝ρMNA(注：对气体，V0 为分子所占空间体积)． ③物体所含的分子数：N＝VVmol·NA＝ρVmmol·NA 或 N＝Mm·NA＝ρMV·NA．
第 1 讲 分子动理论 内能
一、分子动理论 1．物体是由大量分子组成的 (1)分子模型：主要有两种模型，固体与液体分子通常用球体模型，气体分子通常用 立方体模型． (2)分子的大小 ①分子直径：数量级是__1_0_－_1_0__m. ②分子质量：数量级是__1_0_－_2_6__kg. ③测量方法：_油__膜__法___． (3)阿伏加德罗常数：NA＝6.02×1023 mol－1.
三、温度 1．意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小)． 2．两种温标 (1)摄氏温标 t：单位 ℃，在 1 个标准大气压下，水的__冰__点__作为 0 ℃，沸点作为 100 ℃，在 0 ℃～100 ℃之间等分 100 份，每一份表示 1 ℃. (2)热力学温标 T：单位 K，把__－__2_7_3_._1_5__ ℃作为 0 K. (3)就每一度表示的冷热差别来说，两种温度是相同的，即 ΔT＝Δt.只是零值的起点 不同，所以二者关系式为 T＝t＋273.15 K. (4)绝对零度(0 K)，是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值．