热学,知 识 网 络,第,1,讲,分子动理论内能,判断正误,(,正确的打,“”,，错误的打,“”,),1.,只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以估算出气体分子的直径,(),2.,扩散现象和布朗运动都是分子热运动,(),3.,温度越高，布朗运动越明显,(),4.,在布朗运动中，固态或液态颗粒越大，布朗运动越明显,(),5.,当分子间的距离,r,r,0,时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力,(),课 前,3 min,6,.,当分子间的距离增大时，分子间的作用力就一直减小,(),7.,当两个分子从无限远逐渐靠近时，分子力一直做正功，分子势能一直减小,(),8.,内能相同的物体，它们的分子平均动能不一定相同,(),9.,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,(),课 前,3 min,考点一阿伏加德罗常数及其应用,1.,分子的大小,(1),分子的直径：数量级为,_,m.,(2),分子的质量：数量级为,10,26,kg.,2.,阿伏加德罗常数：,1 mol,任何物质所含有的粒子数，,N,A,_mol,1.,3.,微观量与宏观量的相互关系,微观量：分子体积,V,0,、分子直径,d,、分子质量,m,0,.,宏观量：物体的体积,V,、摩尔体积,V,mol,、物体的质量,m,、摩尔质量,M,、物体的密度,.,阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁,10,10,6.02,10,23,4,.,求解分子直径时的两种模型,典例,1,快递公司用充气的塑料袋包裹物品，一个塑料袋内气体在标准状况下体积为,448 mL,，已知气体在标准状态下的摩尔体积,V,0,22.4 L/mol,，阿伏加德罗常数,N,A,6.0,10,23,mol,1,，则塑料袋内气体分子数为,(,),A.1.2,10,21,个,B.1.2,10,22,个,C.1.2,10,23,个,D.1.2,10,24,个,B,考点二布朗运动与扩散现象,1.,扩散现象,(1),定义：,_,种物质能够彼此进入对方的现象,(2),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，而是由物质分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度,_,，扩散得越快,2.,布朗运动,(1),定义：悬浮,_,的无规则运动,(2),实质：布朗运动反映了,_,的无规则运动,(3),特点：微粒越,_,，运动越明显；温度越,_,，运动越明显,3.,热运动,(1),分子永不停息的,_,运动叫作热运动,(2),特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越剧烈,不同,越高,微粒,液体分子,小,高,无规则,4,.,扩散现象、布朗运动与热运动的比较,现象,扩散现象,布朗运动,热运动,活动,主体,分子,微小固体微粒,分子,区别,分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间,比分子大得多的微粒的运动,分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到,共同,点,都是无规则运动,都随温度的升高而更加激烈,联系,扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动,典例,2,关于布朗运动，下列说法中正确的是,(,),A.,布朗运动就是分子的无规则运动,B.,布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动,C.,在春季空气中，柳絮像雪花般飞舞也是一种布朗运动,D.,布朗运动的存在无关季节，但在夏季表现得更为剧烈,【解析】,布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，不是组成固体小颗粒的分子在做无规则运动，是液体分子无规则运动的表现，,A,、,B,错误；在春季空气中，柳絮像雪花般飞舞这是流动的空气以及重力对柳絮作用的结果，不是布朗运动，,C,错误；布朗运动的存在无关季节，但在夏季由于温度较高，则布朗运动表现得更为剧烈，,D,正确,D,典例,3,将墨汁滴入水中，逐渐扩散，最终混合均匀下列关于该现象的解释正确的是,(,),A.,墨汁扩散是水的对流形成的,B.,墨汁扩散时碳粒与水分子发生化学反应,C.,混合均匀主要是由于碳粒受重力作用,D.,混合均匀过程中，水分子和碳粒都做无规则运动,【解析】,墨汁的扩散运动是因为墨汁碳粒受到各个方向的水分子撞击作用不平衡引起的，不是水的对流形成的，也不是碳粒与水分子发生化学反应，,A,、,B,错误；均匀混合是碳粒无规则运动的结果，不是因为碳粒受重力作用，,C,错误；混合均匀过程中，水分子做无规则运动，碳粒也做无规则运动，,D,正确,D,考点三分子力与分子势能内能,(1),分子间有空隙，大量分子却能聚集在一起，这说明分子之间存在着相互作用力,(2),分子间的作用力,F,跟分子间距离,r,的关系如图所示,当,r,r,0,时，分子间的作用力,F,表现为,_.,当分子间距离大于,10,r,0,(,约为,10,9,m),时，分子力很弱，可以忽略不计,斥力,0,引力,2.,分子动能,(1),分子动能是,_,所具有的动能,(2),分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的,_._,是分子热运动平均动能的标志,(3),分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的,_.,3.,分子势能,(1),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,(2),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：决定于物体的,_,和状态,分子热运动,平均值,总和,相对,位置,分子间距离,体积,温度,4,.,物体的内能,(1),定义：物体中所有分子的热运动,_,与,_,的总和,(2),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,(3),影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小,_.,(4),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,5.,分子力与分子势能的比较,分子力,F,分子势能,E,p,图像,随,分子间距离,的,变化情况,r,r,0,F,随,r,增大而减小，表现为斥力,r,增大，,F,做正功，,E,p,减小,r,r,0,r,增大，,F,先增大，后减小，表现为引力,r,增大，,F,做负功，,E,p,增大,r,r,0,F,引,F,斥,，,F,0,E,p,最小，但不为零,r,10,r,0,引力和斥力都很微弱，,F,0,E,p,0,典例,4,关于物体的内能，下列说法中正确的是,(,),A.,相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量一定相同,B.,物体的内能改变时温度不一定改变,C.,内能与物体的温度有关，所以,0,的物体内能为零,D.,分子数和温度相同的物体一定具有相同的内能,B,【解析】,相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同，相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同，故,A,错误；物体内能改变时温度不一定改变，比如零摄氏度的冰熔化为零摄氏度的水，内能增加，故,B,正确；分子在永不停息地做无规则运动，可知任何物体在任何状态下都有内能，故,C,错误；物体的内能与分子数、物体的温度和体积三个因素有关，分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能，故,D,错误,典例,5,如图所示，有一分子位于坐标原点,O,处不动，另一分子位于,x,轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能,E,p,，分子间距离为无限远时，分子势能,E,p,为,0,，则另一分子,(,),A.,在,x,0,处所受分子力为,0,B.,从,x,1,处向左移动，分子力一直增大,C.,从,x,1,处向右移动，分子力一直增大,D.,在,x,2,处由静止释放可运动到,x,0,处,【解析】,在,x,0,处所受分子力不为,0,，在,x,1,处所受分子力为,0,，,A,错误；从,x,1,处向左移动，由图像斜率可知，分子力一直增大，,B,正确；从,x,1,处向右移动，分子力先增大，后减小，,C,错误；从,x,2,到,x,0,，分子势能增大，根据能量守恒，在,x,2,处由静止释放不能运动到,x,0,处，,D,错误,B,考点四分子运动速率分布规律,1.,气体分子运动的速率分布图像,当气体分子间距离大约是分子直径的,10,倍时，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按,“,_,_,_,_,”,的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，分子速率大的分子比例较多，平均速率会增大，如图所示,中间多,、,两头少,典例,6,氧气分子在,0,和,100,温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示下列说法中错误的是,(,),A.,图中两条曲线下的面积相等,B.,图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形,C.,图中实线对应于氧气分子在,100,时的情形,D.,图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目,D,【解析】,根据图线的物理意义可知，曲线下的面积表示百分比的总和，所以图中两条曲线下的面积相等，,A,正确；温度是分子平均动能的标志，且温度越高，速率大的分子所占比例越大，所以图中实线对应于氧气分子平均动能较大的情形，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，,B,、,C,正确；根据曲线不能求出任意区间的氧气分子数目，,D,错误,.,随堂内化,1.,某同学利用花粉颗粒观察布朗运动，并提出以下观点，其中正确的是,(,),A.,布朗运动指的是花粉颗粒的无规则运动,B.,布朗运动指的是液体分子的无规则运动,C.,花粉颗粒越大，其无规则运动越剧烈,D.,温度为,0,时，分子热运动停止，观察不到布朗运动,【解析】,布朗运动指的是花粉颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，,A,正确，,B,错误；花粉颗粒越小，其无规则运动越剧烈，,C,错误；温度为,0,时，分子热运动不会停止，仍然可以观察到布朗运动，,D,错误,A,2.,(2023,海南卷,),下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是,(,),A,.,分子间距离大于,r,0,时，分子间表现为斥力,B.,分子从无限远靠近到距离,r,0,处过程中分子势能变大,C.,分子势能在,r,0,处最小,D.,分子间距离小于,r,0,且减小时，分子势能在减小,【解析】,分子间距离大于,r,0,时，分子间表现为引力，分子从无限远靠近到距离,r,0,处过程中，引力做正功，分子势能减小，则在,r,0,处分子势能最小；继续减小距离，分子间表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大，故,C,正确,C,3.,如图所示为某一定质量气体在不同温度下的速率分布图像，下列说法中错误的是,(,),A.,均呈现,“,中间多，两头少,”,分布规律,B.,图线,对应的温度比图线,的低,C.,温度升高，所有分子运动速率都在增加,D.,两图线与横轴所围成的面积相等,C,【解析】,同一温度下，中等速率的气体分子数所占的比例大，即气体分子呈现,“,中间多，两头少,”,的分布规律，故,A,正确；由图可知，,中速率大的分子占据比例较大，则说明,对应的平均动能较大，故,对应的温度较高，故,B,正确；温度升高使得气体分子的平均速率增大，但并不是每一个气体分子的速率都增大，故,C,错误；由图可知，在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于,1,，故两条曲线与横轴所围的面积相等，故,D,正确,.,4.,已知阿伏加德罗常数为,N,A,(mol,1,),，某液体的摩尔质量为,M,(kg/mol),，该液体的密度为,(kg/m,3,),，则下列说法中正确的是,(,),B,配套精练,一,、,选择题,1.,(2024,镇江期末,),关于布朗运动，下列说法中错误的是,(,),A.,布朗运动证明组成固体微粒的分子在做无规则运动,B.,液体中悬浮微粒的无规则运动是布朗运动,C.,布朗运动反映了液体分子的无规则运动,D.,悬浮微粒越小，某一瞬间跟它相撞的分子数越少，布朗运动越明显,A,【解析】,根据布朗运动的定义可知，液体中悬浮微粒的无规则运动是布朗运动，故,B,正确；布朗运动是液体内部分子做无规则运动时，对悬浮小颗粒碰撞作用的不平衡所引起的，布朗运动是液体分子无规则运动的反映，不是固。