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1、一、物质是由大量分子组成的 1.分子是微小的，直径的数量级为10-10m，肉眼看不见，可通过离子显微镜和油膜法等间接测量.在测量和计算中根据需要可将分子的形状简化为球形或立方体形. 2.分子质量很小,质量的数量级为10-30 Kg. 3.阿伏加德罗常数N=6.01023mol-1，是联系微观量(分子直径、分子体积、分子质量等)和宏观量(物体的质量、密度、体积、摩尔质量等)的桥梁，有关计算中经常用到,二、布朗运动 悬浮在液体(或气体)中小颗粒的无规则运动. 1.特点：颗粒越小现象越明显；温度越高，运动越激烈. 2.原因：小颗粒受周围液体(气体)分子撞击不平衡的无规则性. 3.布朗运动是分子热运动
2、的有力实验证明，但两者又有本质区别,三、分子间作用力 分子之间同时存在着引力和斥力，通常将分子所受的引力和斥力的合力也叫分子力. 1.分子间的引力和斥力同时存在，且都随距离成减函数关系，当分子间距离达到10r0(10-9m)以上时，分子力都接近为0，如理想气体. 2.由于引力f引和斥力f斥随距离变化的快慢不同而使分子力的方向与距离有关.r=r0时，f引=f斥f=0;rr0时，f引f斥，f为引力；rr0时，f斥f引，f为斥力,例1】铜的摩尔质量是6.3510-2kg，密度是8.9103kg/m3 .求(1)铜原子的质量和体积；(2)1m3铜所含的原子数目；(3)估算铜原子直径,解析】1mol铜含
3、有铜原子数目等于阿伏加德罗常数，故铜原子的质量 m=M/NA=6.3510-2/(6.021023)kg =1.0510-25kg， 因为铜的摩尔体积为V=M/，所以铜原子的体积 V0=V/NA=M/(NA) =6.3510-2/(8.91036.021023)m3 =1.1910-29m3,2)1m3铜的摩尔数为 n= V/M=8.9103 1/(6.3510-2)mol =1.4105mol 1m3铜中含铜原子数 n=nNA=1.41056.021023个=8.41028个. (3)把铜原子看成球体，设直径为D，则 V0=1/6D3， 可得 D= =2.810-10m,例2】下面两种关于布
4、朗运动的说法都是错误的，试分析它们各错在哪里. (1)大风天常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，有时在室内也能看到漂浮在空气中尘埃的运动，这些都是布朗运动. (2)布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的，固体小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著,解析】(1)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10-6m，这种微粒是肉眼看不到的，必须借助于显微镜，风天看到的灰沙尘土都是较大的颗粒；另外，它们的运动基本上属于在气流作用下的定向移动，而布朗运动是受气体分子撞击引起的无规则运动.所以，它们的运动不能称为布朗运动,2)布朗运动的确是由于液体(或气体)分子对固体微
5、粒的碰撞引起的，但只有在固体微粒很小，各个方向的液体分子对它的碰撞不均匀才引起它做布朗运动.因此正确的说法是：固体微粒体积越小，布朗运动就越显著，如果固体微粒过大，液体分子对它的碰撞在各个方向上接近均匀的，微粒就不会做布朗运动了,例3】关于分子间的作用力，下列说法正确的有(r0为分子的平衡位置)( ) A.两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力 B.两个分子间距离大于r0时，分子间只有引力 C.两个分子间距离由较远逐渐减小到r=r0的过程中，分子力先增大，后减小，为引力 D.两个分子间距离由极小逐渐增大到r=r0的过程中，引力和斥力都同时减少，分子力表现为斥力,CD,解析】关于分子之间的作用
6、力，必须明确分子之间的引力和斥力是同时存在的，当rr0时引力和斥力的合力表现为引力，而当rr0时合力表现为斥力，所以答案A、B均不正确；分子间距离r=r0时，合力等于0，而当rr0时表现为引力，且r较大即两个分子较远时，分子间相互作用力亦趋于0，可知由较远至r=r0的过程中，分子力先增大，后减小，即C答案正确；而分子间距离由极小逐渐增大到r=r0时，分子间的引力和斥力都逐渐减小，分子力表现为斥力，故知D答案正确.综上所述，正确答案为C、D,物体的内能能的转化和守恒定律,要点疑点考点,1.内能的概念 (1)分子的平均动能：物体内分子动能的平均值叫分子平均动能. 温度是分子平均动能的标志.温度越高
7、，分子平均动能越大,2)分子势能： 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，称为分子势能. 分子势能的决定因素. 微观上：决定于分子间距离和分子排列情况. 宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关，但和温度与分子平均动能的关系不同，分子势能随物体的体积的变化并不是单调的,3)物体的内能： 物体中所有分子动能与势能的总和叫物体的内能.内能是状态量. 物体的内能是由物质的量、温度、体积等因素所决定的. 对于理想气体，只考虑分子动能，一定质量气体的内能只由温度决定,2.物体的内能的变化 改变物体的内能有两种方式： (1)做功其他形式的能与内能相互转化的过程，内能改变可以
8、用做功的数值来量度. (2)热传递是物体间内能转移的过程.内能改变可以用传递的热量数值来量度,热传递的条件：温度不同.热量自动地从高温物体向低温物体传递，当温度相等时达到动态平衡即热平衡.热量是过程量，与物体的内能多少、温度高低无关. 做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,二、能的转化和守恒定律 1.热力学第一定律： (1)内容：物体内能的增量E等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q的总和. (2)表达式：W+Q=E， (3)符号法则：外界对物体做功物体，W取正值；物体对外界做功，W取负值.物体吸收热量，Q取正值；物体放出热量，Q取负值；物体内能增加， E取正值，物体内能减少， E取负值,
9、2.能的转化和守恒定律 能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或从一个物体转移到别的物体. 【说明】(1)能的转化和守恒定律是自然界的普遍规律.违背该定律的永动机每类永动机是永远无法实现的. (2)物质的不同运动形式对应不同的形式的能.各种形式的能在一定条件下可以转化或转移，在转化或转移过程中，能的总量守恒,3.热力学第二定律 (1)两种表述： 不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化. 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化.或：第二类永动机是不可能制成的. (2)意义：有大量分子参与的宏观过程有方向性.如“能量耗散,例4.设想
10、发明一种热机，用它把物体与地面摩擦产生的热量全部都吸过来，并再对该物体做功，将内能全部转化为动能，使因摩擦而停止运动的物体重新运动起来，而不引起其他变化，这是否违背了能量守恒定律? 不违背 ，那么这种热机能造出来吗? 不能 若不能，那么是违背了 热力学第二定律,例5】关于分子势能，下列说法中正确的是(设两分子相距无穷远时分子势能为0)( ) A.体积增大，分子势能增大，体积缩小，分子势能减小 B.当分子间距离r=r 0时，分子间合力为0，所以分子势能为0 C.当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大 D.当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大,C,解析】设想两个分子间距处于无穷远
11、处(r10-9m)，此时分子间势能为0.当两个分子越来越近，分子间引力做正功，分子势能减小，当r=r 0时，分子势能减到最小为负值，故选项B错误.分子间为引力时，体积越大，分子间距越大，分子间引力做负功，分子势能增大；分子间为斥力时，体积越大，分子间距越大，分子间斥力做正功，分子势能减小. 故选项A与D错，选项C正确,例6】关于物体内能及其变化，下列说法正确的是( ) A.物体的温度改变时，其内能必定改变 B.物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能不一定改变 C.对物体做功，物体内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变 D.若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不
12、改变,B,解析】一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定物体的温度改变时，其内能不一定改变.所以A错误.做功和热传递是改变物体内能的两种方式若物体对外做功W焦，同时吸收Q焦的热量，且WQ，则物体的内能减少；WQ，则物体的内能不变；WQ，则物体的内能增加，所以只有B正确,例7】一定质量的气体从外界吸收了4.2105J的热量，同时气体对外做了6105J的功，问： 物体的内能增加还是减少?变化量是多少,解析】气体从外界吸热，Q=4.2105气体对外做功，W=-6105J.由热力学第一定律得： E=W+Q=(-6105)+(4.2105)J=-1.8105J. E为负，说明气体的内能减少了，减少1.
13、8105J,气体的状态参量,一、温度(T) 1.意义：从宏观上看，温度表示物体的冷热程度；从分子动理论的观点来看，温度反映的是物体内大量分子无规则运动的激烈程度，是物体内大量分子平均动能的标志,二、体积(V) 1.气体分子间平均距离大于10r0，分子力接近0，因而可以自由移动，总会充满整个容器的空间.所以气体的体积就是指气体所充满的容器的容积. 2.体积的单位有:m3、cm3、mm3、L、mL等，1dm3=1L, 1cm3=1mL；在标准状况下，1mol任何气体的体积都是22.4L,三、压强(p) 1.气体的压强是由于大量分子无规则运动碰撞器壁而产生的. 2.气体分子的平均速率越大、气体分子的
14、密度越大，气体分子对容器壁碰撞的作用力和频繁程度也越大，所以，一定质量的某种气体的压强，既与气体的温度有关，还与气体的体积有关.气体中各处向各个方向的压强大小都相等. 3.压强的国际单位是Pa，常用的还有atm、cmHg.它们之间换算关系为：1atm=76cmHg=1.013Pa,例8.下列关于温度的一些叙述，不正确的是( ) A.理论上讲温度可以低于0K，技术上尚未实现 B.温度是表示物体冷热程度的物理量 C.温度是物体分子平均动能的标志 D.温度可以用摄氏温标表示，也可以用热力学温标表示,A,例9】如图8-3-1所示的(甲)、(乙)、(丙)、(丁)中玻璃管中都灌有水银，分别求出四种情况被封
15、闭气体A的压强(设大气压强为76cmHg,图8-3-1,解析】在图(甲)中，对C点，向下的压强为pC=pA+5,而C点向上的压强根据连通器的原理知等于大气压强p0， 所以pA=p0-5=76-5=71cmHg. 在图(乙)中对C点，由连通器原理得向下的压强pC=pA+10,而C点向上的压强就是大气压强p0， 所以pA=p0-10=76-10=66cmHg,在图(丙)中对C点，斜向下的压强pC=pA+10sin30，而C点向上的压强就是大气压强p0， 所以pA=p0-10sin30=76-=cmHg. 在图(丁)中对C点，由右侧管得向下的压强为pC=p0+h2，而C点向上的压强由连通器原理可知等
16、于左侧管中部分气柱的压强，其大小为pA+h1， 所以pA+h1=p0+h2，pA=p0+h2-h1,例10】如图8-3-4所示，很长的玻璃直管内用长h=0.2m的水银柱封闭着一定质量的气体，设外界大气压为p0=1.010Pa，当玻璃管开口向上沿动摩擦因数为 的斜面自由下滑时，被封闭气体的压强是多少,解析】因为tg，所以玻璃管会沿斜面加速下滑，被封闭的气体体积与压强均发生变化，直至水银柱与玻璃管获得相同的加速度，二者保持相对静止为止,以玻璃管和水银柱为研究对象，其受力如图8-3-5(甲)所示，设总质量为M，由牛顿第二定律列出： Mgsin-MgcosMa 再以水银柱为研究对象，设其质量为m，横截面积为S，密度为，则m=駂S,受力情况如图8-3-5(乙)所示，由牛顿第二定律得： hSgsinp0S-pS=hSa 联立、解得： p=p0+1/4gh=1.06610Pa,实 验,油膜法估测分子大小. 器材：浅盘、平板玻璃、油酸酒精溶液、量筒、注射器或移液管、水彩笔、坐标纸、痱子粉或石膏粉 步骤：(1)用注射器将油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，从而算出一滴油酸溶液的体积；(2)在浅盘中装入水，在水面上
