高中物理分子动理论-气体和热力学定律专题讲练

《分子动理论 气体与热力学定律》专题讲练

一、考纲要求

六.分子动理论、热和功、气体

热学部分在高考理综中仅仅以一道选择题的形式出现，分值：６分。知识要点是分子动理论、

内能、热力学三定律及能量守恒定律和气体的性质。

二、典例分类评析

1、分子的两种模型及宏观量、微观量的计算

（1）分子的两种模型

①球体模型：常用于固体、液体分子。V=1/6πd 3

②立方体模型：常用于气体分子。V=d

3 （2）宏观量、微观量的计算

在此所指的微观量为:分子体积

0V ，分子的直径d ，分子的质量0m ．宏观物理量为：物质的体积V 、摩尔体积mol V 、物质的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度ρ。阿伏加德罗常数是联系微观

物理量和宏观物理量的桥梁。由宏观量去计算微观量，或由微观量去计算宏观量，都要通过阿伏

加德罗常数建立联系．所以说阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁．

①计算分子的质量：0mol A A

V M m N N ρ== ②计算分子的体积：0mol A A V M V N N ρ=

=，进而还可以估算分子的直径(线度) d ，把分子看成小

球，由30432d V π⎛⎫= ⎪⎝⎭

，得d =（注意：此式子对固体、液体成立） ③计算物质所含的分子数：A A A mol m V V n N N N M V M

ρ===． 例1、下列可算出阿伏加德罗常数的一组数据是 （ ）

A ．水的密度和水的摩尔质量

B ．水的摩尔质量和水分子的体积

C ．水分子的体积和水分子的质量

D ．水分子的质量和水的摩尔质量

例2、只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离 （ ）

A.阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和质量

B ．阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和密度

C ．阿伏加德罗常数，气体质量和体积

D ．该气体的密度、体积和摩尔质量

例3、某固体物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为A N ，则每个分子的质量和单

位体积内所含的分子数分别是 （ ）

A ．A N M 、A N M ρ

B ．A M N 、A MN ρ

C ．A N M

、 A M N ρ D ．A M N 、 A N M ρ 例4、若以 μ表示水的，υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积， ρ为表示在标准状态下水蒸气

的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式中

正确的是 （ ）

A ． N A = ─── υρ m

B ．ρ = ─── μA N Δ

C ． m = ─── μA N

D ．Δ= ─── υA

N 例5、已知地球半径约为6.4×106 m ，空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为

1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为 （ ）

A.4×1016 m 3

B.4×1018 m 3

C. 4×1030 m 3

D. 4×1022 m 3

2、分子热运动和布朗运动

(1)布朗运动

①布朗运动是指悬浮小颗粒的运动，布朗运动不是一个单一的分子的运动——单个分子是看不见

的，悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子，形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体、气

体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡，因此，布朗运动不是分子运动，但它间接

证明了周围液体、气体分子在永不停息地做无规则运动，

②布朗运动与扩散现象是不同的现象．布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规则运动．其运

动的激烈程度与微粒的大小和液体的温度有关．扩散现象是两种不同物质在接触时，没有受到外

力影响。而能彼此进到对方里去的现象．气、液、固体都有扩散现象，扩散快慢除和温度有关外，

还和物体的密度差、溶液的浓度有关．物体的密度差(或浓度差)越大，温度越高，扩散进行的越

快．

③布朗运动的激烈程度与微粒的大小和液体的温度有关。颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，

布朗运动越明显。

（2）分子热运动

物理上把分子的无规则运动叫热运动，因为分子的运动与温度有关，温度越高，分子运动的越剧烈。

例1、在显微镜下观察布朗运动时，布朗运动的激烈程度( ) 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，布朗运动越激烈

C．与温度有关，温度越高布朗运动越激烈

D．与观察的时间长短有关，观察时间越长布朗运动越趋于平缓

例2、如图是观察记录做布朗运动的一个微粒的运动路线。从微粒在A点开始记录，每隔30秒记录下微粒的一个位置，得到B、C、D、E、F、G等点，则微粒在75秒末时的位置( ) A．一定在CD连线的中点B．一定不在CD连线的中点

C．可能在CD连线上，但不一定在CD连线的中点

D．可能在CD连线以外的某点

例3、关于布朗运动的激烈程度，下列说法正确的是

（）

A．固体微粒越小，布朗运动越显著

B．液体的温度越高，布朗运动越显著

C．与固体微粒相碰撞的液体分子数目越多，布朗运动越显著

D．与固体微粒相碰撞的液体分子数目越少，布朗运动越显著

例4、用显微镜观察液体中的布朗运动，实验记录如图所示，下列说法中正确的是( ) A、图中记录的是小颗粒分子做无规则运动的轨迹

B、图中记录的是小颗粒做布朗运动的轨迹

C、图中记录的是小颗粒运动的位置连线

D、实验中可以看到，微粒越小，布朗运动越不明显

E、实验中可以看到，温度越高，布朗运动越剧烈

3、分子之间的相互作用力和分子势能

（1）分子之间的作用力

①分子间引力和斥力的大小跟分子间距离的关系

②由于分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。分子间距离当r＜r0时，分子间引力