《高中物理选修33第7章分子动理论整章PowerPoint演示文稿》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理选修33第7章分子动理论整章PowerPoint演示文稿（96页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、新课标人教版课件系列高中物理选修选修3-33-31.第七章分子动理论2.7.1物体是由大量分子组成的3.教学目标教学目标 v1在物理知识方面的要求：v（1）知道一般分子直径和质量的数量级；v（2）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；v（3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。v2培养学生在物理学中的估算能力，会通过阿伏伽德罗常数估算固体和液体分子的质量、分子的体积（或直径）、分子数等微观量。v1,3,5v3渗透物理学方法的教育。运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型，是为了简化计算，突出主要因素的理想化方法。4.v二、重点、难点分析二、重点、难点分析v1重点有两个，其一是使
2、学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；其二是运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。v2尽管今天科学技术已经达到很高的水平，但是在物理课上还不能给学生展现出分子的真实形状和分子的外观。这给讲授分子的知识带来一定的困难，也更突出了运用估算方法和建立理想模型方法研究固体、液体分子的体积、直径、分子数的重要意义。v三、教具三、教具v1幻灯投影片或课件：水面上单分子油膜的示意图；离子显微镜下看到钨原子分布的图样。v2演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1200），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板。5.分子动理论的基本内容：分子动
3、理论的基本内容：1、物质是有大量分子组成、物质是有大量分子组成2、分子永不停息的做无规则热、分子永不停息的做无规则热运动运动3、分子间存在着相互作用的引、分子间存在着相互作用的引力和斥力力和斥力6.一、分子的大小一、分子的大小v放大上亿倍的蛋白质分子结构模型放大上亿倍的蛋白质分子结构模型7.v利用纳米技术把铁原子排成利用纳米技术把铁原子排成“师师”字字8.1分子大小的估测单分子油膜法分子大小的估测单分子油膜法v单分子油膜法粗测分子直径的原理，类单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积似于取一定量的小米，测出它的体积V，然后把它平摊在桌面上，上下不重叠，然后把它平摊在桌
4、面上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积的面积S，从而计算出米粒的直径，从而计算出米粒的直径 水油酸分子油酸分子d如何得知油酸体积？如何得知油酸体积？如何得知油膜面积？如何得知油膜面积？9.用单分子油膜法测得分子直径的数量级为用单分子油膜法测得分子直径的数量级为v利用现代技术，使用不同的方法测出的分子大小并利用现代技术，使用不同的方法测出的分子大小并不完全相同，但数量级是一样的，均为不完全相同，但数量级是一样的，均为 注注意意：除除一一些些有有机机物物质质的的大大分分子子外外，一一般般分分子子的的直直径径数数量量级级为为上上面面数数值值，以以
5、后后无无特特别别说说明明，我我们们就就以以上上面面数数值值作作为为分分子子直直径径的数量级的数量级10.11.二、阿伏加德罗常数二、阿伏加德罗常数 1阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NA：1 1摩尔（摩尔（mol）任何）任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数. .2阿伏加德罗常数是联系微观世界和阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁宏观世界的桥梁 12.微观量的估算方法微观量的估算方法1 1、固体或者液体分子的估算方法：、固体或者液体分子的估算方法：对固体或液体来说，分子间隙数量级远小于分子大小的对固体或液体来说，分子间隙数量级远小于分子大小的数量级，所以可
6、以近似认为分子紧密排列，据这一理想数量级，所以可以近似认为分子紧密排列，据这一理想化模型，化模型，1mol任何固体或液体都含有任何固体或液体都含有NA个分子，其摩个分子，其摩尔体积尔体积Nmol可以认为是可以认为是NA个分子体积的总和。个分子体积的总和。如果把分子简化成球体，可进一步求出分子的直如果把分子简化成球体，可进一步求出分子的直径径d练习：课本练习：课本P5 313.微观量的估算方法微观量的估算方法2 2、气体分子间平均距离的估算：、气体分子间平均距离的估算：气体分子间的间隙不能忽略，设想气体分子平均气体分子间的间隙不能忽略，设想气体分子平均分布，且每个气体分子平均占有的空间设想成一分
7、布，且每个气体分子平均占有的空间设想成一个小立方体，据这一微观模型，气体分子间的距个小立方体，据这一微观模型，气体分子间的距离就等于小立方体的边长离就等于小立方体的边长L，即：，即：（d并非分子的直径）并非分子的直径）练习：课本练习：课本P5 414.微观量的估算方法微观量的估算方法3 3、物质分子所含分子数的估算：、物质分子所含分子数的估算：关键为求出分子的摩尔数，便可以利用阿佛关键为求出分子的摩尔数，便可以利用阿佛加德罗常数求出含有的分子数加德罗常数求出含有的分子数15.例题：例题：已知空气的摩尔质量是，已知空气的摩尔质量是，则空气中气体分子的平均质量多大？则空气中气体分子的平均质量多大？
8、成年人做一次深呼吸，约吸入成年人做一次深呼吸，约吸入450cm3的空气，则做一次深呼吸所吸入的空的空气，则做一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数气质量是多少？所吸入的气体分子数量是多少？（按标准状况估算）量是多少？（按标准状况估算）16.解析解析 : :空气分子的平均质量为：空气分子的平均质量为： 2 2成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为：成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为： 所吸入的分子数为：所吸入的分子数为： 17.课堂小结课堂小结物质是有大量分子构成的：物质是有大量分子构成的：1、分子很小，直径数量级、分子很小，直径数量级1010m （单分子油膜法测直径）（单分子油膜
9、法测直径）2、分子的质量很小，一般数量级为、分子的质量很小，一般数量级为1026 kg3、分子间有间隙、分子间有间隙4、阿佛加德罗常数：、阿佛加德罗常数：NA6.011023mol118.（1）已知物质的摩尔质量）已知物质的摩尔质量MA，可求出分子质量可求出分子质量m0 （其中（其中，VA为摩尔体积为摩尔体积, , 为物质的密度）为物质的密度） （2）已知物质的量（摩尔数）已知物质的量（摩尔数）n，可求出物体所含分，可求出物体所含分子的数目子的数目N 19.（3）已知物质的摩尔体积VA ，可求出分子的体积 V020.7.2分子的热运动21.教学目标教学目标v知识目标：知识目标：v( 1 )了解
10、扩散现象是由于分子的热运动产生的。v( 2 )知道什么是布朗运动，理解布朗运动产生的原因。v( 3 )知道什么是热运动及决定热运动激烈程度的因素。 （）注重理论联系实际，勤观察、多思考，养成良好的学习习惯。v能力目标：能力目标：v分析综合能力，理解推理能力，实验能力v情感态度价值观：情感态度价值观：v唯物主义世界观，尊重事实v教学重点、难点教学重点、难点v扩散现象 布朗运动v教具：教具：显微镜（大于500倍），火柴，电源接线，布朗运动演示仪（气体）22.讨论问题讨论问题1、分子运动的激烈程度与什么因素有关？、分子运动的激烈程度与什么因素有关？2、什么是扩散现象，它说明了什么？、什么是扩散现象，
11、它说明了什么？3、布朗运动指的是什么运动？、布朗运动指的是什么运动？4、为什么说布朗运动间接反映了液体分子、为什么说布朗运动间接反映了液体分子 永不停息的无规则运动？永不停息的无规则运动？5、布朗运动的激烈程度与哪些因素有关？、布朗运动的激烈程度与哪些因素有关？23.1、分子运动的激烈程度与什么因素有关？、分子运动的激烈程度与什么因素有关？分子运动的激烈程度与温度有关分子运动的激烈程度与温度有关2、什么是扩散现象，它说明了什么？、什么是扩散现象，它说明了什么？扩散：不同的物质互相接触时彼此进入对方的扩散：不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象。现象。扩散现象直接说明了组成物体的分子总是永不扩散
12、现象直接说明了组成物体的分子总是永不停息地做无规则运动。停息地做无规则运动。3、布朗运动指的是什么运动？、布朗运动指的是什么运动？气体、液体和固体都会发生扩散现象气体、液体和固体都会发生扩散现象24. 布朗是英国的一位植物学家。布朗是英国的一位植物学家。1827年布朗用年布朗用显微镜观察植物的花粉微粒悬浮在静止水面上的显微镜观察植物的花粉微粒悬浮在静止水面上的形态时，却惊奇地发现这些花粉微粒在不停地作形态时，却惊奇地发现这些花粉微粒在不停地作无规则运动。布朗经过反复观察后，写下了这样无规则运动。布朗经过反复观察后，写下了这样的一段文字：的一段文字：“我确信这种运动不是由于液体的我确信这种运动不
13、是由于液体的流动所引起，也不是由于液体的逐渐蒸发所引起，流动所引起，也不是由于液体的逐渐蒸发所引起，而是属于粒子本身的运动。而是属于粒子本身的运动。” 布朗的发现一经公布，就引起了科学界的轰动，在以后的几布朗的发现一经公布，就引起了科学界的轰动，在以后的几十年里，众多的物理学家经过大量的观测和研究，终于科学的解十年里，众多的物理学家经过大量的观测和研究，终于科学的解释了布朗运动，揭示了自然界普遍存在的分子运动的奥秘，使人释了布朗运动，揭示了自然界普遍存在的分子运动的奥秘，使人类认识产生了飞跃。人们为了纪念这个发现，便把悬浮在液体中类认识产生了飞跃。人们为了纪念这个发现，便把悬浮在液体中的花粉的
14、无规则运动命名为布朗运动。的花粉的无规则运动命名为布朗运动。 为了进一步证实这种看法，布朗把观察的为了进一步证实这种看法，布朗把观察的对象扩大到一切物质的微小颗粒，结果发现，一切悬浮在液体中的对象扩大到一切物质的微小颗粒，结果发现，一切悬浮在液体中的微小颗粒，都会作无休止的不规则运动。微小颗粒，都会作无休止的不规则运动。25.26. 悬浮在液体中的固体悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动叫做布微粒的无规则运动叫做布朗运动。朗运动。观测到的现象观测到的现象27. 做做布布朗朗运运动动的的小小颗颗粒粒虽虽然然不不是是分分子子，但但是是它它的的无无规规则则的的运运动动间间接接反反映映了了液液体体分分子
15、子的的无无规规则则运运动动。28.产生原因产生原因：先看下面的实验先看下面的实验29.注意注意1、布朗运动是固体微粒的运动，而不是固体分子、布朗运动是固体微粒的运动，而不是固体分子 的运动，也不是液体分子的无规则运动。的运动，也不是液体分子的无规则运动。 2、固体微粒的运动时不规则的，图、固体微粒的运动时不规则的，图11-4中并不是中并不是 微粒运动的轨迹，而是每隔一段时间的位置的微粒运动的轨迹，而是每隔一段时间的位置的 连线。连线。3、任何固体微粒悬浮于液体中，在任何温度下都、任何固体微粒悬浮于液体中，在任何温度下都 会做布朗运动。会做布朗运动。30.为什么颗粒越小，布朗运动越明显为什么颗粒
16、越小，布朗运动越明显？颗粒越小颗粒越小每一瞬间受到液体每一瞬间受到液体分子撞击的数目少分子撞击的数目少受力极易不平衡受力极易不平衡颗粒越大颗粒越大同时跟它撞击同时跟它撞击 的分子数多的分子数多受力的平均效果互相平衡受力的平均效果互相平衡质量大，惯性大质量大，惯性大运动状态难改变运动状态难改变31.布朗运动的激烈程度与什么因素有关？布朗运动的激烈程度与什么因素有关？ 布朗运动的激烈程度布朗运动的激烈程度 与固体微粒的与固体微粒的体积体积， 质量质量及液体的及液体的温度温度有有 关，体积关，体积、质量质量越小，温越小，温度越高，布朗运动越激烈度越高，布朗运动越激烈32. 我们把分子的无规我们把分子
17、的无规则运动叫做热运动则运动叫做热运动33.第二节第二节 分子的热运动分子的热运动悬浮在液体中的微粒的无规则运动悬浮在液体中的微粒的无规则运动颗粒越小，布朗运动越明显颗粒越小，布朗运动越明显液体温度越高，布朗运动越激烈液体温度越高，布朗运动越激烈实实 验验 基基 础础是液体分子无规则运动的间接反映是液体分子无规则运动的间接反映布布朗朗运运动动分子的无规则运动分子的无规则运动热运动热运动扩扩散散直接说明组成物体的分子在永不停直接说明组成物体的分子在永不停息的做无规则的运动息的做无规则的运动原因原因:小颗粒受周围液体小颗粒受周围液体(气体气体)分子撞击不分子撞击不 平衡的无规则性平衡的无规则性.3
18、4.1.“布朗运动布朗运动”是说明分子运动的重要实验事实。是说明分子运动的重要实验事实。则布朗运动是指：（则布朗运动是指：（ ）A：液体分子的运动；：液体分子的运动；B：悬浮在液体中的固体分子的运动；：悬浮在液体中的固体分子的运动；C：悬浮在液体中的固体颗粒的运动；：悬浮在液体中的固体颗粒的运动；D：液体分子和固体分子的共同运动；：液体分子和固体分子的共同运动；C35.2.关于布朗运动，下列说法正确的是：（关于布朗运动，下列说法正确的是：（ ）A：布朗运动用眼睛可直接观察到；：布朗运动用眼睛可直接观察到；B：布朗运动在冬天观察不到；：布朗运动在冬天观察不到；C：布朗运动是液体分子无规则运动的反
19、映；：布朗运动是液体分子无规则运动的反映；D：在室内看到的尘埃不停的运动是布朗运动：在室内看到的尘埃不停的运动是布朗运动；C3、在显微镜下观察布朗运动时，其激烈程度（、在显微镜下观察布朗运动时，其激烈程度（ ）A、与悬浮颗粒大小有关，微粒越小，布朗运动越激烈；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，越激烈；与悬浮颗粒中的分子大小有关，分子越小，越激烈；C、与温度有关，温度越高布朗运动越激烈；与温度有关，温度越高布朗运动越激烈；D、与观察时间长短有关，观察时间越长，运动趋于平缓。与观察时间长短有关，观察时间越长，运动趋于平缓。AC36. 4、较大的
20、颗粒不做布朗运动是因为（ ） A、 液体分子停止运动； B、液体温度太低； C、跟颗粒碰撞的分子数较多，各方向的撞击作用 平衡; D、分子冲击力很难改变大颗粒的运动状态CD5、关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是（ ） A、布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体 中发生; B、布朗运动和扩散现象都是分子的运动；C、布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显；D、布朗运动和扩散现象都是永不停息的CD37.v6. 以下说法中错误的是以下说法中错误的是 ( ABC ).v(A)布朗运动就是液体分子的无规则运动布朗运动就是液体分子的无规则运动v(B)布朗运动就是花粉分子的无规则运动布朗运动就是花粉分子的无
21、规则运动v(C)两个分子间的作用力总表现为吸引力两个分子间的作用力总表现为吸引力v(D)布朗运动说明液体分子在不断地做无规则布朗运动说明液体分子在不断地做无规则运动运动38.分子的无规则运动分子的无规则运动温温 度度激激 烈烈4.分子的热运动是指分子的热运动是指分子热运动的激烈程度与分子热运动的激烈程度与有关。有关。温度越高，分子运动越温度越高，分子运动越，。39.7.3分子间的作用力40.教学目标教学目标v(1)知道分子间存在空隙；且同时存在着引力和斥力，实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。v(2)了解分子力为零时，分子间距离r0的数量级。v(3)知道分子间的距离rr0时，实际表现的分子
22、力为斥力，这个斥力随r的减小而迅速增大。v(4)知道分子间的距离rr0时，实际表现的分子力为引力，这个引力随r的增大而减小。v(5)了解r增大到什么数量级时，分子引力已很微弱，可忽略不计。v(6)物理离不开生活，能用分子力解释日常生活中一些常见的现象。41.v教学重点、难点教学重点、难点v重点重点:v分子间的作用力和分子间作用力的变化。v难点难点:v用分子动理论解释有关现象。 v教学方法教学方法v讨论探究法、分析法、归纳法。v教具教具v多媒体教学课件v课型课型v新授课v课时计划课时计划v1课时42.（5）分子力何时表现为引力、零、斥力？（1）哪些现象表明分子间有空隙？（2）为什么分子间有空隙还
23、能形成固体和液体？（3）为什么分子不能紧挨在一起，而存在空隙？（4）分子间的引力、斥力随分子间的距离如何变化？43.44.结论：分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力引力和斥力的合力称为分子力分子间的引力、斥力随分子间的距离如何变化？45.F FF F斥斥斥斥F F引引引引0 0r分子力和分子间距的变化图46.（1 1）分子间引力和斥力同时存在分子间引力和斥力同时存在（2 2） F F引引、F F斥斥随随r r增大而减小增大而减小, , 但但F F斥斥减小更快减小更快（）（） 分子间的分子间的F F引引和和F F斥斥的合力叫分子力的合力叫分子力47.F FF F斥斥斥斥F F引引引引F F分分
24、分分r r0 00 0r分子力和分子间距的变化图48.分分子子力力和和分分子子间间距距的的关关系系F F引引引引F F引引引引F F斥斥斥斥F F斥斥斥斥r r0 0（1 1）当）当r=rr=r0 0=10=10-10-10mm时，时，F F引引F F斥斥，分子力，分子力F F分分0 0，处于，处于平衡状态平衡状态F F引引引引F F引引引引F F斥斥斥斥F F斥斥斥斥r rr r0 0（2 2）当）当r rr r0 0时，随时，随r r的减小，的减小，F F引引、F F斥斥都增大，都增大，F F斥斥比比F F引引增大得增大得快，快，F F斥斥F F引引，分子力表现为斥力，分子力表现为斥力，r
25、 r减小，分子力增大减小，分子力增大49.F F引引引引F F引引引引F F斥斥斥斥F F斥斥斥斥r rr r0 0(3)当rr0时，随r 的增加，F引、F斥都减小，F斥比F引减小得快，F斥F引，分子力表现为引力r增大，分子力如何变化呢？50.（4）当）当r10r0时，分子力等于时，分子力等于0F FF F斥斥斥斥F F引引引引F F分分分分r r0 00 0r51.分子势能：分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能分子势能：分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能分子的势能分子的势能地面上的物体地面上的物体, ,由于与地球相互作由于与地球相互作用用重力势能重力势能发生弹性形变的弹簧发生弹性形
26、变的弹簧, , 相互作用相互作用弹性势能弹性势能分子间相互作用分子间相互作用分子势能分子势能说明说明（1 1）如果如果r rr r0 0分子势能随分子势能随r r增大而增大，增大而增大，这与弹簧拉伸这与弹簧拉伸相似相似；如果；如果r rr r0 0，分子势能随，分子势能随r r减小而增大，减小而增大，这与弹簧压缩这与弹簧压缩相似相似；r=rr=r0 0势能势能最小最小. . （2 2）一个物体的体积改变，分子势能也随改变，因此分子一个物体的体积改变，分子势能也随改变，因此分子势能和它的体积有关。势能和它的体积有关。52.分子势能：分子势能是由分子间相对位置而决定的势能，它随着物体体积的变化而变
27、化，与分子间距离的关系为：(1)当rr0时，分子力表现为引力，随着r的增大，分子引力做负功，分子势能增加；rr00EP(2)当rr0时，分子力表现为斥力，随着r的减小，分子斥力做负功，分子势能增加；(3)当rr0时，分子势能最小，但不为零，为负值，因为当两分子相距无穷远时分子势能为零(4)分子势能曲线如上图所示53.1、用分子动理论的知识解释下列现象（1）洒在屋里的一点香水，很快就会在屋里的其他地方被闻到（2）水和酒精混合后，总体积减小。（3）高压下的油会透过钢壁渗出。（4）温度升高，布朗运动及扩散现象加剧。 （5）固体不容易被压缩和拉伸。 54.va. 将两块接口磨光的铅压紧以后能接在一起将
28、两块接口磨光的铅压紧以后能接在一起 这现象说明这现象说明 ；vb.固体和液体很难被压缩的现象说明固体和液体很难被压缩的现象说明 ；vc.酒精和水混合以后体积缩小的现象说明酒精和水混合以后体积缩小的现象说明 ；vd.布朗运动说明布朗运动说明 ；分子之间有引力分子之间有引力分子之间有分子之间有 斥力斥力分子分子 间有空隙间有空隙大量分子在不停的无规则运动着大量分子在不停的无规则运动着55.2 2、分子间相互作用力由两部分、分子间相互作用力由两部分F F引引和和F F斥斥组成，则组成，则F F引引和和F F斥斥同时存在同时存在F F引引和和F F斥斥都随分子间距增大而减小都随分子间距增大而减小分子力
29、指分子力指F F引引和和F F斥斥的合力的合力随分子间距增大，随分子间距增大，F F斥斥减小，减小，F F引引增大增大 56.3 3、有两个分子，设想它们之间相隔、有两个分子，设想它们之间相隔1010倍直径以上倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是分子间的斥力增大，引力变小分子间的斥力增大，引力变小分子间的斥力变小，引力变大分子间的斥力变小，引力变大分子间的斥力和引力都变大，只不过斥力比分子间的斥力和引力都变大，只不过斥力比 引力变大的快引力变大的快分子力从零
30、逐渐变大到某一数值后，逐渐减分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零，然后又从零逐渐增大到某一数值小到零，然后又从零逐渐增大到某一数值57.4 4、关于分子间相互作用力，以下说法正确的是、关于分子间相互作用力，以下说法正确的是分子力是分子引力和斥力的合力，当分子间距离分子力是分子引力和斥力的合力，当分子间距离时分子力为零，说明此时分子引力和分子斥力均为零时分子力为零，说明此时分子引力和分子斥力均为零分子力随分子间距离分子力随分子间距离r r的大小而变化，当的大小而变化，当时，分时，分子引力和斥力都随子引力和斥力都随r r增大而增大，但引力比斥力增加得快，也增大而增大，但引力比斥力增加得快，
31、也就是引力大于斥力，故分子力表现为引力就是引力大于斥力，故分子力表现为引力分子力随分子间距离分子力随分子间距离r r的大小而变化，当的大小而变化，当时，分时，分子引力和斥力都随子引力和斥力都随r r减小而增大，但斥力比引力增加得快，也减小而增大，但斥力比引力增加得快，也就是斥力大于引力，故分子力表现为斥力就是斥力大于引力，故分子力表现为斥力分子力实质上就是分子间的万有引力分子力实质上就是分子间的万有引力58.5 5、甲、乙两分子相距较远甲、乙两分子相距较远( (分子力为零分子力为零) )，固定甲、，固定甲、乙逐渐靠近甲，直到不能再靠近的过程中乙逐渐靠近甲，直到不能再靠近的过程中 A A、分子力
32、总是对乙做正功、分子力总是对乙做正功 B B、乙总是克服分子力做功、乙总是克服分子力做功 C C、先是乙克服分子力做功，后分子力对乙做正功、先是乙克服分子力做功，后分子力对乙做正功 D D、先是分子力对乙做正功，后乙克服分子力做功、先是分子力对乙做正功，后乙克服分子力做功59.6 6、下图是分子间相互作用力与分子间距离的关系、下图是分子间相互作用力与分子间距离的关系图象当图象当r rr r0 0时，分子间的相互作用力的合力为零，时，分子间的相互作用力的合力为零，下面说法中错误的是下面说法中错误的是 A A、r rr rr r0 0 时，时， E EP P 随随 r r 增大而减小增大而减小 D
33、 D、 r rr r0 0 时，时，E EP P 随随 r r 增大先增大，增大先增大， 后减小后减小 E E、 当当 r r 时，分子势能为零时，分子势能为零 rr0f引f斥0Frr00EPF分做正功，EP减小； F分做负功，EP增大。60.7.4温度的温标61.教学目标教学目标v（一）知识与技能（一）知识与技能v1了解系统的状态参量以及平衡态的概念。2掌握热平衡的概念及热平衡定律。3掌握温度与温标的定义以及热力学温度的表示。v（二）过程与方法（二）过程与方法v通过学习温度与温标，体会热力学温度与摄氏温度的关系。v（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观v体会生活中的热平衡现象，感应
34、热力学温度的应用。v教学重点：教学重点：热平衡的定义及热平衡定律的内容。v教学难点：教学难点：有关热力学温度的计算。v教学方法：教学方法：讲练法、举例法、阅读法v教学用具：投影仪、投影片教学用具：投影仪、投影片62.一一. .平衡态和状态参量平衡态和状态参量 1.1.在物理学中，通常把所研究的对象称为在物理学中，通常把所研究的对象称为系统系统。2.2.用来描述系统状态的物理量，叫做系统的用来描述系统状态的物理量，叫做系统的状态参量状态参量。3.3.平衡态平衡态 系统宏观性质不再随时间变化，这种情况下就说系统系统宏观性质不再随时间变化，这种情况下就说系统达到了平衡态。达到了平衡态。 达到平衡态的
35、系统达到平衡态的系统, ,各点的温度和压强都不再随各点的温度和压强都不再随时间变化了时间变化了. .63.注意点注意点: :1.1.在有外界影响时在有外界影响时, ,系统也可能处于一种宏观性质不随系统也可能处于一种宏观性质不随时间变化的状态时间变化的状态, ,但这不是平衡态但这不是平衡态, ,只是一种稳定状态只是一种稳定状态. .因为当撤去外界影响时因为当撤去外界影响时, ,系统各部分的状态能量会变化系统各部分的状态能量会变化. .2.2.热力学系统的平衡态是一种动态平衡热力学系统的平衡态是一种动态平衡, ,组成系统的分组成系统的分子仍在不停地做无规则运动子仍在不停地做无规则运动, ,只是分子
36、运动的平均效果只是分子运动的平均效果不随时间变化不随时间变化, ,表现为系统的宏观性质不随时间变化表现为系统的宏观性质不随时间变化. .3.3.平衡态是一种理想情况平衡态是一种理想情况, ,因为系统完全不受外界影因为系统完全不受外界影响是不可能的响是不可能的. .64.二二. .热平衡与温度热平衡与温度 1.1.温度温度 温度是表示物体冷热程度的物理量，反映了组成物体温度是表示物体冷热程度的物理量，反映了组成物体的大量分子的无规则运动的激烈程度。的大量分子的无规则运动的激烈程度。 2.2.热平衡热平衡 (1)(1)一个系统与另一个系统发生相互作用一个系统与另一个系统发生相互作用, ,最后两个系
37、最后两个系统的状态参量不再变化统的状态参量不再变化, ,说明两个系统具有了某个说明两个系统具有了某个”共同性质共同性质”-两个系统达到了热平衡两个系统达到了热平衡. .例例: :在一个绝热系统中在一个绝热系统中, ,把一个烧烫的铁块放入冷水中把一个烧烫的铁块放入冷水中, ,铁块会慢慢变冷铁块会慢慢变冷, ,水会慢慢变热水会慢慢变热, ,最后它们变得一样热最后它们变得一样热了了, ,这种冷热程度相同就是它们的共同性质这种冷热程度相同就是它们的共同性质, ,因此把处因此把处于热平衡系统具有的于热平衡系统具有的共同性质共同性质定义为定义为温度温度. .一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。一切达到热
38、平衡的系统都具有相同的温度。65.(2)(2)只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化, ,则这两则这两个系统原来就处于热平衡的个系统原来就处于热平衡的. . 如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡, ,则这两个则这两个系统彼此之间也必定处于热平衡系统彼此之间也必定处于热平衡-热平衡定律热平衡定律( (热力学热力学第零定律第零定律).).三三. .温度计与温标温度计与温标 1.1.温度计温度计(1)(1)是测量温度的工具。是测量温度的工具。(2)(2)热平衡定律是温度计测量物体温度的原理热平衡定律是温度计测量物体温度
39、的原理. .(3)(3)家庭和物理实验室常用温度计是利用水银、酒精、煤油家庭和物理实验室常用温度计是利用水银、酒精、煤油等液体的热膨胀规律来制成的。另外，还有金属电阻温度计、等液体的热膨胀规律来制成的。另外，还有金属电阻温度计、压力表式温度计、热电偶温度计、双金属温度计、半导体热压力表式温度计、热电偶温度计、双金属温度计、半导体热敏电阻温度计、磁温度计、声速温度计、频率温度计等等。敏电阻温度计、磁温度计、声速温度计、频率温度计等等。66.2.2.温标温标 (1)(1)温度的数值表示法叫做温标。温度的数值表示法叫做温标。(2)(2)用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度
40、 标准大气压下冰的熔点为标准大气压下冰的熔点为0C,0C,水的沸点为水的沸点为100C.100C.(3)(3)在国际单位制中，常采用热力学温标表示的温度，叫在国际单位制中，常采用热力学温标表示的温度，叫热力学温度。热力学温度。热力学温度热力学温度(T)(T)与摄氏温度与摄氏温度(t)(t)的关系为：的关系为：Tt+273.15 （K）说明：说明：两种温度数值不同，但改变两种温度数值不同，但改变1 K1 K和和11的温度差的温度差相同。相同。K K是低温的极限，只能无限接近，但不可能达到。是低温的极限，只能无限接近，但不可能达到。与具体的测温物质无关的温标与具体的测温物质无关的温标. .67.两
41、个物体放在一起彼此接触，它们若不发生热两个物体放在一起彼此接触，它们若不发生热传递，其原因是传递，其原因是( )( )A A它们的内能相同它们的内能相同B B它们的比热相同它们的比热相同C C它们的分子总动能相同它们的分子总动能相同D D它们的温度相同它们的温度相同D68.下列关于热力学温度的说法中，不正确的是下列关于热力学温度的说法中，不正确的是( ) ( ) A A热力学温度的零度是热力学温度的零度是273273. .15 15 B B热力学温度的每一度的大小和摄氏温度是相同的热力学温度的每一度的大小和摄氏温度是相同的 C C绝对零度是低温的极限，永远达不到绝对零度是低温的极限，永远达不到
42、 D D11就是就是1 K1 KD69.冬天，北方的气温最低可达冬天，北方的气温最低可达-40-40，为了测量那，为了测量那里的气温应选用（里的气温应选用（ ）A.A.水银温度计水银温度计B B酒精温度计酒精温度计C C以上两种温度计都可以以上两种温度计都可以D D以上两种温度计都不行以上两种温度计都不行B70.4 4在在2525左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出，左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出，观察它的示数变化情况是（观察它的示数变化情况是（ ）A A温度计示数上升温度计示数上升B B温度计示数下降温度计示数下降C C温度计示数不变温度计示数不变D D示数先下降后上升示数先下降后上升
43、D71.5 5一支读数为一支读数为37.837.8的体温计，不经甩过，先后依的体温计，不经甩过，先后依次测量两个人的体温，若他们的真实体温分别是次测量两个人的体温，若他们的真实体温分别是36.536.5和和3838，那么这支体温计的读数依次是，那么这支体温计的读数依次是_、_。6 6液体温度计越精确，则其玻璃泡的容积与细管的容液体温度计越精确，则其玻璃泡的容积与细管的容积相差必定越（填积相差必定越（填“大大”或或“小小”）_，此时玻璃泡里的液体有微小的膨胀，细管里的液柱，此时玻璃泡里的液体有微小的膨胀，细管里的液柱 。72.7.5内能73.教学目标教学目标v1了解组成物质的分子具有动能及势能，
44、并且了解分子平均动能和分子势能都与哪些因素有关。v2理解物体的内能以及物体内能由物体的状态所决定。v教学重点教学重点v 物体的内能是一个重要的概念，是本章教学的一个重点。学生只有正确理解物体的内能才能理解做功和热传递及物体内能的变化关系。v教学难点教学难点v 分子势能。74.分子运动分子运动分子平均动能分子平均动能分子运动无规则分子运动无规则存在分子动能存在分子动能一、分子的动能一、分子的动能分子做无规则运分子做无规则运动而具有的能量动而具有的能量物体里所有分子动能的平均值物体里所有分子动能的平均值 大量分子的运动速率不尽相同，以中等速率者占多大量分子的运动速率不尽相同，以中等速率者占多数在研
45、究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，数在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子动能的平均值而是大量分子动能的平均值75.分子总动能从微观上看与分子的个数和平均动能有关分子总动能从微观上看与分子的个数和平均动能有关分子总动能从宏观上看与物体的质量，摩尔质量和分子总动能从宏观上看与物体的质量，摩尔质量和温度有关。温度有关。温度温度宏观含义：温度是表示物体的冷热程度宏观含义：温度是表示物体的冷热程度微观含义（从分子动理论的观点来看）：温度是物体微观含义（从分子动理论的观点来看）：温度是物体分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子
46、热运动平均动能越大热运动平均动能越大76.需要注意：需要注意：1同一温度下，不同物质分子的平均动同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同但由于不同物质的分子质量不能都相同但由于不同物质的分子质量不一定相同所以分子热运动的平均速率也一定相同所以分子热运动的平均速率也不一定相同不一定相同2温度反映的是大量分子平均动能的大温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映个别分子的动能大小，同一小，不能反映个别分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同温度下，各个分子的动能不尽相同77. 1.分子势能分子势能: :分子间存在着相互作用力，因此分子间分子间存在着相互作用力，因此分子间所具有的由它们的
47、相对位置所决定的能所具有的由它们的相对位置所决定的能. .二二. .分子的势能分子的势能地面上的物体地面上的物体, ,由于与地球相互作由于与地球相互作用用重力势能重力势能发生弹性形变的弹簧发生弹性形变的弹簧, , 相互作用相互作用弹性势能弹性势能分子间相互作用分子间相互作用分子势能分子势能2 2分子力做功跟分子势能变化的关系分子力做功跟分子势能变化的关系 分子力做正功时，分子势能减少，分子力做分子力做正功时，分子势能减少，分子力做负功时，分子势能增加负功时，分子势能增加78.如果分子间距离约为如果分子间距离约为1010-10-10m m数量级时，分数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为子的
48、作用力的合力为零，此距离为r r0 0。 如果分子间距离大于如果分子间距离大于r r0 0时，分时，分子间的相互作用表现为引力，子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，引力做功，因此，分子势能随分子势能随分子间的距离增大而增大分子间的距离增大而增大 当分子距离小于当分子距离小于r r0 0时，分子间的作用力表时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，斥力做功，因此，分子势能随分子间距离分子势能随分子间距离的减小而增大。的减小而增大。 79.结论结论：分子间距离以：分子间距离以
49、r r0 0为数值基准，为数值基准，r r不论减小或不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点置处是分子势能最低点 rr=r0EpEpEp最小80.分子间距离从无限远逐渐减少至分子间距离从无限远逐渐减少至r r0 0以前过程，分子以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。分子间距离到达分子间距离到达r r0 0以后再减小，分子作用力表现为以后再减小，分子作用力表现为
50、斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。为正值。 取分子间距离是无限远时分子势能为零值取分子间距离是无限远时分子势能为零值81.3 3决定分子势能的因素决定分子势能的因素 （1 1）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关 （2 2）从微观上看：分子势能跟分子间距离）从微观上看：分子势能跟分子间距离r r有关有关 一一般般选选取取两两分分子子间间距距离离很很大大（ r r1010r r0 0 ）时时，分分子子势
51、能为零势能为零 在在r rr r0 0的的条条件件下下，分分子子力力为为引引力力，当当两两分分子子逐逐渐渐靠靠近至近至r r0 0过程中，分子力做正功，分子势能减小过程中，分子力做正功，分子势能减小 在在r rr r0 0的的条条件件下下，分分子子力力为为斥斥力力，当当两两分分子子间间距距离增大至离增大至r r0 0过程中，分子力也做正功，分子势能也减小过程中，分子力也做正功，分子势能也减小 当两分子间距离当两分子间距离r rr r0 0时，分子势能最小时，分子势能最小82.三、物体的内能三、物体的内能1 1物体的内能：物体中所有分子做热运动的物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能
52、的总和叫做物体的内能也动能和分子势能的总和叫做物体的内能也叫做物体的热力学能叫做物体的热力学能2 2任何物体都具有内能因为一切物体都是任何物体都具有内能因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成分子所组成83.3 3决定物体内能的因素决定物体内能的因素（1 1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的）从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定摩尔数、温度和体积三个因素决定（2 2）从微观上看：物体内能的大小由组成物）从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分体的分子总数，分子热运动的平均
53、动能和分子间的距离三个因素决定子间的距离三个因素决定E E内内=E=Ek k+E+Ep p=NE=NEk k+E+Ep p （决定于（决定于T T、V V、分子数、分子数N N） 84.四、物体的内能跟机械能的区别四、物体的内能跟机械能的区别1 1能量的形式不同物体的内能和物体的机能量的形式不同物体的内能和物体的机械能分别跟两种不同的运动形式相对应，内械能分别跟两种不同的运动形式相对应，内能是由于组成物体的大量分子的热运动及分能是由于组成物体的大量分子的热运动及分子间的相对位置而使物体具有的能而机械子间的相对位置而使物体具有的能而机械能是由于整个物体的机械运动及其与它物体能是由于整个物体的机械
54、运动及其与它物体间相对位置而使物体具有的能间相对位置而使物体具有的能85.2 2决定能量的因素不同内能只与物体的温决定能量的因素不同内能只与物体的温度和体积有关，而与整个物体的运动速度路度和体积有关，而与整个物体的运动速度路物体的相对位置无关机械能只与物体的运物体的相对位置无关机械能只与物体的运动速度和跟其他物体的相对位置有关，与物动速度和跟其他物体的相对位置有关，与物体的温度体积无关体的温度体积无关3 3一个具有机械能的物体，同时也具有内能；一个具有机械能的物体，同时也具有内能；一个具有内能的物体不一定具有机械能一个具有内能的物体不一定具有机械能 它们之间可以转化它们之间可以转化86.例题:
55、1 1、质量相等的氢气和氧气、质量相等的氢气和氧气, ,温温度相同度相同, ,不考虑分子间的势能不考虑分子间的势能, ,则则:( ):( )A.A.氧气的内能较大氧气的内能较大; B.; B.氢气氢气的内能较大的内能较大; ; C.C.两者内能相等两者内能相等; ; D.D.氢气分子氢气分子的平均动能较大的平均动能较大. .B87.2 2、对于下列物体内能的议论，正确的有、对于下列物体内能的议论，正确的有 ( )( )A.0CA.0C的水比的水比.0 C.0 C的冰内能大。的冰内能大。B.B.物体运动的速度越大，则内能越大。物体运动的速度越大，则内能越大。C.C.水分子的内能比冰分子的内能大。
56、水分子的内能比冰分子的内能大。D.100D.100克克.0 C.0 C的冰比的冰比100100克克.0 C.0 C的水的水内能小。内能小。D 88.3.3.有甲、乙两种气体，如果甲气体内分子平有甲、乙两种气体，如果甲气体内分子平均速率比乙气体内平均速率大，则（均速率比乙气体内平均速率大，则（ ）A A甲气体温度，一定高于乙气体的温度甲气体温度，一定高于乙气体的温度B B甲气体温度，一定低于乙气体的温度甲气体温度，一定低于乙气体的温度C C甲气体的温度可能高于也可能低于乙气甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度体的温度D D甲气体的每个分子运动都比乙气体每个甲气体的每个分子运动都比乙气体每个
57、分子运动的快分子运动的快C89.vA A认认为为气气体体分分子子平平均均速速率率大大，温温度度就就高高，这这是是对对气气体体温温度度的的微微观观本本质质的的错错误误认认识识，气气体体温温度度是是气气体体分分子子平平均均动动能能的的标标志志，而而分分子子的的平平均均动动能能不不仅仅与与分分子子的的平平均均速速率率有有关关，还还与与分分子子的的质质量有关量有关v本本题题涉涉及及两两种种不不同同气气体体（即即分分子子质质量量不不同同），它它们们的的分分子子质质量量无无法法比比较较因因而而无无法法比比较较两两种种气气体体温温度度的的高高低低故故A A、B B错错，C C正正确确，速速率率的的平平均均值
58、值大大，并并不不一一定定每每个个分分子子速速率率都都大大，故故D D错错v所以，正确选项是所以，正确选项是C C 90.4.4.有两个分子，用有两个分子，用r r表示它们之间的距离，表示它们之间的距离，当当 r r =r =r0 0时，两分子间的斥力和引力相等，时，两分子间的斥力和引力相等，使两分子从相距很远处（使两分子从相距很远处（r rr r0 0 ）逐渐靠）逐渐靠近，直至不能靠近为止（近，直至不能靠近为止（r rr r0 0 ）在整）在整个过程中两分子间相互作用的势能（个过程中两分子间相互作用的势能（ ） A A一直增加一直增加 B B一直减小一直减小 C C先增加后减小先增加后减小 D
59、 D先减小后增加先减小后增加D91.5.5.若已知分子势能增大，则在这个过若已知分子势能增大，则在这个过程中（程中（ ） A A一定克服分子力做功一定克服分子力做功 B B分子力一定减小分子力一定减小 C C分子间距离的变化情况无法分子间距离的变化情况无法确定确定 D D以上说法都不正确以上说法都不正确A C92.6.6.下列说法正确的有（下列说法正确的有（ ）A A某气体的温度是某气体的温度是 ，则该气体中每，则该气体中每一个分子的温度也是一个分子的温度也是 B B运动快的分子温度较高，运动慢的分运动快的分子温度较高，运动慢的分子温度较低子温度较低C C如果一摩尔物质的内能为如果一摩尔物质的
60、内能为E E，则每个，则每个分子的内能为分子的内能为 E/NAE/NA（ NANA为阿伏伽德罗常数）为阿伏伽德罗常数）D D以上说法均不对以上说法均不对D93.7.7.一定质量的一定质量的 的冰熔解成的冰熔解成 的水，其的水，其总的分子动能总的分子动能E EK K ，分子势能，分子势能E EP P ，以及内能，以及内能E E的变化是（的变化是（ ）A A E EK K 、 E EP P 、E E均变大均变大B B E EK K 、 E EP P 、E E均变小均变小C C E EK K不变、不变、 E EP P 变大、变大、E E变大变大D D E EK K不变、不变、 E EP P 变小、变
61、小、E E变小变小C94. 物 体 的 内 能分子因热运动而具有的能量同温度下各分子的分子动能K 不同分子动能的平均值仅和温度有关分分 子子动动 能能分子间因有相互作用力而具有的、由它们相对位置决定的能量 rr0时,rP;0时,rP。0时，P最低P随物态的变化而变化分分 子子势势 能能物体内所有分子的K 和P 总和物体的内能与温度和体积有关物物体体内内能能95.判断下面各结论是否正确？（1）温度高的物体，内能不一定大。（2）同样质量的水在100时的内能比60时的内能大。（3）内能大的物体，温度一定高。（4）内能相同的物体，温度一定相同。在标准大气压下，100的水吸收热量变成同温度的水蒸气的过程，下面的说法是否正确？（1）分子热运动的平均动能不变，因而物体的内能不变。（2）分子的平均动能增加，因而物体的内能增加。答案：（1）、（2）是对的。答案：以上结论都不对。96.
