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1、第十一章 热学 选修 3第 1讲 分子动理论 内能 第 2讲 固体、液体和气体 第 3讲 热力学定律与能量守恒定律 实验十二 用油膜法估测分子的大小 章末专题与达标验收 目 录 体系构建 考纲点击 ( ) ( ) ( ) 能 ( ) 体和非晶体 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 饱和汽和饱和汽压 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 括摄氏度 ( )、标准大气压 ( ) 实验十二：用油膜法估测分子的大小 子的大小、数目等微 观量的估算、气体实验定律及热力学定律的应用，题型 以选择题和填空题为主，有的考区以计算题形式考查， 难度中等偏下。 从微观 角度，从分子动理论的观点认识热现象和气体
2、压强的产 生，能利用阿伏加德罗常数进行有关微观量的估算。 定律和能量守恒定律分析和讨 论物体 (包括气体 )内能的变化。 复习指导 1物体是由大量分子组成的 (1)分子直径大小的数量级为 m。 油膜法测分子直径： d ， 10 10 V/S (2)一般分子质量的数量级为 (3)阿伏加德罗常数： 1，是联系微观世界和宏观世界的桥梁。 2分子永不停息地做无规则的热运动 (1)扩散现象：相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象。温度越 ，扩散越快。 10 26 1023 (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。布朗运动反映了 的无规则运动。颗粒越 ，运动越明显；温
3、度越 ，运动越剧烈。 高 小颗 粒 液体分子 小 高 3分子间存在着相互作用力 (1)引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而 ，随分子间距离的减小而 ， 比引力变化更快。 (2)分子力的特点： r 0 10 m)， 分子力 F 0； r 分子力 ； r 分子力 ； r 10 速减为零，分子力 F 。 减小 增大 斥力 斥力 引力 0 (3)分子力随分子间距离的变化图象如图 11 1 1所示： 图 11 1 1 ( 1) 把分子看做球形， d 3 6 对于气体，按上述思路算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离。 ( 2) 把分子看做小立方体， d 3 V 0 。 1求解分子直径时的两种
4、模型 2宏观量与微观量的相互关系 (1)微观量：分子体积 子直径 d、分子质量 (2)宏观量：物体的体积 V、摩尔体积 体的质量 m、摩尔质量 M、物体的密度 。 (3)相互关系： 一个分子的质量： 一个分子的体积： 注：对气体 。 物体所含的分子数： n NAn 单位质量中所含的分子数： n N 3布朗运动与分子热运动的比较 布朗运动 热运动 活动主体 固体微小颗粒 分子 区别 是微小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动 是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到 布朗运动 热运动 共同点 都是
5、永不停息地无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的 联系 布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映 1关于分子的热运动，以下叙述正确的是 ( ) A布朗运动就是分子的热运动 B布朗运动是分子的无规则运动，同种物质的分子 的热运动激烈程度相同 C气体分子的热运动不一定比液体分子激烈 D物体运动的速率越大，其内部的分子热运动就越 激烈 解析：布朗运动是指固体小颗粒的运动， 度越高，分子无规则运动越激烈，与物质种类无关， 体的宏观运动 速度的大小与微观分子的热运动无关， 答案： C 1温度与温标 (1)意义：宏观上表示物体的冷热程度
6、(微观上标志物体中分子平均动能的大小 )。 (2)两种温标： 摄氏温标 t：单位 ，在一个标准大气压下，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 。 热力学温标 T：单位 K，把 作为 0 K。 就每一度表示的冷热差别来说，两种温度是相同的，即 T t。只是零值的起点不同，所以二者关系式为 。 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。 T t K 2内能 (1)分子的动能： 分子动能是 所具有的动能； 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， 是分子热运动的平均动能的标志； 分子热运动的总动能是物体
7、内所有分子热运动动能的 。 分子热运动 温度 总和 (2)分子的势能： 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 决定的能。 分子势能的决定因素： 微观上 决定于 和分子排列情况； 宏观上 决定于 和状态。 (3)物体的内能： 定义：物体中所有分子的热运动 与 的总和，是状态量。 对于给定的物体，其内能大小由物体的 和 决定。 物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小 。 相互位置 分子间的距离 体积 动能 分子势能 温度 体积 无关 1分子势能的变化与分子间距离的变化的关系 取 r 处为零势能处。 (1)当 r 子力为引力，当 时，分子力做负功，分子势能增加。 (2)当 r
8、子力为斥力，当 时，分子力做负功，分子势能增加。 (3)当 r 子势能最小。 图 11 1 2 2对内能概念的进一步说明 (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、分子数，还与物态有关系。 (3)通过做功或热传递可以改变物体的内能。 3物体的内能和机械能的比较 名称 比较 内能 机械能 定义 物体内所有分子热运动的动能与分子势能之和 物体的动能、重力势能和弹性势能的统称 决定 由物体内部状态决定 跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关 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
9、宏观物体的运动和相互作用的结果 2图 11 1 3为两分子系统的势能 关系曲线。下列说法正确的是 ( ) 图 11 1 3 A当 子间的作用力表现为引力 B当 子间的作用力表现为引力 C当 子间的作用力为零 D在 r由 子间的作用力做负功 解析：在 Ep r 明 分子力为零时的分子间距为 利用 F 正确。 答案： C 命题分析 本考点为高考热点，主要考查微观量与宏观量之间的关系，通常以选择题或计算题呈现。 例 1 教育部办公厅和卫生部办公厅日前联合发布了 关于进一步加强学校控烟工作的意见 。 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
10、诱惑。试估算一个高约 2.8 m，面积约 10 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)另一不吸烟者呼吸一次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 根烟大约吸 10次 ) 思维流程 第一步：抓信息关键点 关键点 信息获取 (1)一个人一根烟吸 10次，一次吸入气体 3 被污染的空气分子数 (2)房间高约，面积约 房间容积，每个污染空气分子所占体积 第二步：找解题突破口 要求被污染的空气分子间的距离，需求每个污染分子所占的体积，可由房间容积除以被污染的分子总数求出；进而求出不吸烟者一次吸入的污染空气分子数。 第三步：条理作答 解析 ( 1) 吸烟者吸一根烟吸入空气的总体积为10 300 c n 10 300 10 10 3 1023个 1022个 办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为 102210 2 . 9 1021个 / 1021 3V 7 10 8m 。 ( 2) 被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为 n 2 1021 300 10 6个 1017个 答案 (1)7 10 8 m (2)1017个 1 固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的。分子的体积 V 0 适用于固体和液体，对气体， V 0 表示
