《高考物理一轮总复习第十一章热学选修3_3第31讲分子动理论内能课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮总复习第十一章热学选修3_3第31讲分子动理论内能课件（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,热学(选修33),第 十 一 章,第31讲 分子动理论 内能,栏目导航,1分子动理论的基本观点和实验依据、阿伏加德罗常数 (1)物体是由大量分子组成的 分子的大小 a分子的直径(视为球模型)：数量级为_m： b分子的质量：数量级为1026 kg.,考点 分子动理论 内能,1010,阿伏加德罗常数 a1 mol的任何物质都含有相同的粒子数通常可取NA_mol1； b阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁 (2)分子永不停息地做无规则运动 扩散现象 a定义：_物质能够彼此进入对方的现象； b实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现
2、象，温度_，扩散现象越明显,6.021023,不同,越高,布朗运动 a定义：悬浮在液体中的_的永不停息地无规则运动； b实质：布朗运动反映了_的无规则运动； c特点：颗粒越_，运动越明显，温度越_，运动越剧烈 热运动 a分子永不停息地做_运动叫做热运动； b特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈,小颗粒,液体分子,小,高,无规则,(3)分子间同时存在引力和斥力 物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是_存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的_； 分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而_，随分子间距离的减小而_，但斥力比引力变化得_； 分子力
3、与分子间距离的关系图线由分子间的作用力与分子间距离关系图线(如图所示)可知： a当rr0时，F引F斥，分子力为_； b当rr0时，F引F斥，分子力表现为_； c当rr0时，F引F斥，分子力表现为_； d当分子间距离大于10r0(约为109 m)时，分子力很弱，可以忽略不计,同时,合力,减小,增大,快,零,引力,斥力,2温度是分子平均动能的标志 内能 (1)温度 一切达到热平衡的系统都具有相同的_ (2)两种温标 摄氏温标和热力学温标关系：Tt273.15 K. (3)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
4、子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的_,温度,分子热运动,温度,总和,(4)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 a微观上：决定于_和分子排列情况， b宏观上：决定于_和状态,相对位置,分子间距离,体积,(5)物体的内能 概念理解：物体中所有分子的热运动_与_的总和，是状态量； 决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的_和_决定，即由物体内部状态决定； 影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小_ 改变物体内能的两种方式：_和_,动能,分子势能,温度,体积,无关,做功,热传递,1判断正误 (1)温度越高，扩散现象越
5、明显( ) (2)布朗运动是液体分子的无规则运动( ) (3)分子间的引力和斥力都随分子间距的减小而增大( ) (4)33 240 K( ) (5)物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大( ) (6)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大( ) (7)物体温度不变，其内能一定不变( ),2(微观量的估算)已知地球的半径为6.4103 km，水的摩尔质量为1.8102 kg/mol，阿伏加德罗常数为6.021023 mol1.设想将1 kg水均匀地分布在地球表面，则1 cm2的地球表面上分布的水分子数目约为( ) A7103个 B7106个 C71010个 D71012个 3(
6、多选)(内能的理解)关于对内能的理解，下列说法正确的是( ) A系统的内能是由系统的状态决定的 B做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能 C不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能 D1 g 100 水的内能小于1 g 100 水蒸气的内能,B,AD,一 微观量的估计,微观量的求解方法 (1)分子的大小、分子体积、分子质量属微观量，直接测量它们的数值非常困难，可以借助较易测量的宏观量结合摩尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量，其中阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带 (2)建立合适的物理模型，通常把固体、液体分子模拟为球形或小立方体形气体
7、分子所占据的空间则建立立方体模型,例1(2017江苏盐城模拟)2015年2月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将106 g的水分解为氢气和氧气已知水的密度1.0103 kg/m3，摩尔质量M1.8102 kg/mol，阿伏加德罗常数NA6.01023 mol1.试求：(结果均保留一位有效数字) (1)被分解的水中含有水分子的总数N； (2)一个水分子的体积V.,答案： (1)31016个 (2)31029 m3,1热运动 (1)定义：分子永不停息的无规则运动 (2)特点：温度越高，分子无规则运动越
8、剧烈 2布朗运动 在显微镜下看到的悬浮在液体中的小颗粒的永不停息的无规则运动布朗运动间接反映了分子的无规则运动，微粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈,二 分子热运动与布朗运动,3布朗运动与分子热运动的比较,例2(多选)下列哪些现象属于热运动( ) A把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间再把它们分开，会看到与它们相接触的面都变得灰蒙蒙的 B把胡椒粉末放人菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗底，但我们喝汤时尝到了胡椒的味道 C含有泥沙的水经一定时间会变澄清 D用砂轮打磨而使零件温度升高 解析：热运动在微观上是指分子的运动，如扩散现象，在宏观上表现为温度的变化，如“摩擦生热”、物体
9、的热传递等，而水变澄清的过程是泥沙在重力作用下的沉淀，不是热运动，C错误,ABD,对分子势能的理解 分子势能与分子间的距离(宏观表现为物体的体积)有关，分子势能的大小随距离的变化如图所示，由图可知：,三 分子与分子势能,1当分子力为零时，即rr0时，分子势能不是零，而是最小 2当rr0时，分子力表现为引力，随着分子间距离增大，分子需要不断克服分子力做功，分子势能增大,3当rr0时，分子力表现为斥力，随着分子间距离减小，分子需要不断克服分子力做功，分子势能增大 4分子势能的数值和其他势能样，也具有相对意义，由图可知，选无穷远处为零分子势能时，分子势能可以大于零，可以小于零，也可以等于零；但如果选
10、rr0处为零势能点，则分子势能只能大于零但是无论选哪个位置为零势能点，在rr0处分子势能都是最小的 5物体体积改变，物体分子势能必定发生改变,例3(多选)(2016福建福州市模块验收测试)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( ) A在rr0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小 B在rr0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小 C在rr0时，分子势能最小，动能最大 D在rr0时，分子势能为零 E分子动能和势能之和在整个过程中不变,AC
11、E,解析：由Epr图可知：在rr0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故A正确；在rr0阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故B错误；在rr0时，分子势能最小，但不为零，动能最大，故C正确，D错误；在整个相互接近的过程中，分子动能和势能之和保持不变，故E正确,C,2(2017上海青浦质检)由于两个分子间的距离发生变化而使得分子势能变小，则可以判定在这一过程中( ) A分子间的相互作用力一定做了功 B两分子间的相互作用力一定增大 C两分子间的距离一定变大 D两分子间的相互作用力一定是引力,A,3如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处由静止释放，在分
12、子力的作用下靠近甲，图中点b是引力最大处，点d是两分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是( ) A点a B点b C点c D点d 解析：由分子力与分子之间距离的图象可以看出在a、b、c、d四点中，乙分子在点d时分子力最大，根据牛顿第二定律知在点d时乙分子的加速度最大,D,4(多选)(2016浙江宁波质检)以下说法正确的是( ) A温度低的物体内能一定小 B温度低的物体分子运动的平均速率小 C温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大 D外界对物体做功时，物体的内能不一定增加,CD,解析：因为内能的大小与物体的温度、质量和体积都有关，如一杯热水的内能肯定小于一座冰山，温
13、度低的物体内能不一定小，故A错误；温度是分子平均动能的标志，温度低的物体分子运动的平均动能一定小，但温度低的物体内分子运动的平均速率不一定比温度高的物体内分子运动的平均速率小，这是因为温度低的物体分子可能质量较小，其平均速率反而更大，故B错误；温度越高，分子热运动的平均动能越大，分子的平均速率增大，这是统计规律，具体到少数个别分子，其速率的变化不确定，因此仍可能有分子的运动速率是非常小，故C正确；外界对物体做功时，若同时散热，由热力学第一定律知物体的内能不一定增加，故D正确,例1(2016福建厦门质检6分)做布朗运动实验，得到某个观测记录如图所示图中记录的是( ) A分子无规则运动的情况 B某
14、个微粒做布朗运动的轨迹 C某个微粒做布朗运动的速度时间图线 D按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线,答题送检来自阅卷名师报告,规范答题 解析 图中轨迹不是微粒运动轨迹，是按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线，D正确 答案 D,1(多选)(2015山东卷)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀关于该现象的分析正确的是( ) A混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 B混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 C使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 D墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的 解析： 墨滴入水后在水中徐徐混匀是布朗运动，是因水分子对小碳粒撞击的不均匀造成的，不是重力的作用，更不是碳粒和水分子发生化学反应引起的，A、D错误，B正确若碳粒更小，则布朗运动更剧烈，碳粒运动也更剧烈，因此混合过程更迅速，C正确,BC,2(2016江苏南京市学业水平测试)(1)用长度可放大600倍的显微镜观察布朗运动估计放大后的小碳粒体积为0.1109 m3，碳的密度是2.25103 kg/m3，摩尔质量是1.2102 kg/mol，阿伏加德罗常数为6.01023 mol1，则该小碳粒含分子个数约为多少个？(取1位有效数字) 答案： 51010个,(2)已知水的密度1.0103 kg/m3、摩尔质量M1.8102 kg/mol，阿伏加德罗常数NA6.01023
