高考物理总复习 专题十三 第1讲 分子动理论 内能配套课件.ppt

专题十三热学 第1讲 分子动理论内能 考点1 物体是由大量分子组成的 分子 10 10 1 这里的分子是指构成物质的单元 可以是原子 离子 也可以是分子 在热运动中它们遵从相同的规律 所以统称为 分子体积和质量很小 分子直径的数量级是 m 分子质量的数量级是 kg 10 27 10 26 2 物体能被压缩 水与酒精混合后总体积比混合前两者体 积之和要小 表明分子间确实存在着 空隙 3 阿伏加德罗常数 1mol的任何物质含有na 个分子 1mol的任何气体 在标准状态下的体积是 m3 分子的质量m0 分子的体积v0和分子的直径d称为微观物理量 物体的质量m 体积v 密度 摩尔质量ma和摩尔体积va称为宏观物理量 阿伏加德罗常数是联系宏 观物理量与微观物理量的桥梁 6 02 1023 22 4 10 3 4 微观量与宏观量间的关系 4 物体所含的分子数 阿伏加德罗常数na是联系宏观量与微观量的桥梁 抓住它的含义是解题的关键 求原子的体积要建立物理模型 将抽象的问题形象化 自主检测 1 2013年北京东城区二模 已知铜的摩尔质量为m 铜的 密度为 阿伏加德罗常数为na 下列说法正确的是 答案 b 考点2 分子热运动和分子间相互作用力 1 分子在永不停息地做无规则热运动 1 扩散现象 相互接触的物体互相进入对方的现象 温度越 扩散越快 2 布朗运动 在显微镜下看到的悬浮在液体 或气体 中的微小颗粒的无规则运动 颗粒越 运动越明显 温度越 运动越激烈 布朗运动是液体分子永不停息地做无规则热运动的反映 是液体分子对微小颗粒撞击作用的不平衡造成的 小 高 高 2 分子间存在着相互作用力 1 分子间相互作用力既有引力 又有斥力 从理论上讲 任何时候引力和斥力都是同时存在的 实际表现出的分子力是引力和斥力的合力 图13 1 1 叫做平衡位置 数量级为10 10 m 2 分子间相互作用的引力与斥力都随着分子间距离的增大而减小 只是斥力变化得更快一些 如图13 1 1所示 3 分子间存在一个平衡距离r0 分子间距离为r0的位置就 当r r0时 f引 f斥 对外表现的分子力f为引力 当r r0时 f引 f斥 对外表现的分子力f 0 当r r0时 f引 f斥 对外表现的分子力f为斥力 自主检测 2 双选 2013年保定一模 如图13 1 2所示 甲分子固定在坐标原点o 乙分子位于x轴上 甲 乙两分子间作用力与距离关系的函数图象如图所示 现把乙分子从r3处由静止释放 则下列说法正确的是 图13 1 2 a 乙分子从r3到r1一直加速 b 乙分子从r3到r1先加速后减速 c 乙分子从r3到r1的过程中 加速度先增加后减小d 乙分子从r3到r1的过程中 两分子间的分子势能先减小后增加 解析 在r r1时 分子力表现为引力 当r r1时 分子力表现为斥力 故从r3到r1乙分子做加速运动 故a正确 b错误 乙分子从r3到r1的过程中 分子力先增大后减小 故加速度先增大后减小 故c正确 从r3到r1的过程中 分子力一直做正功 分子势能一直减小 故d错误 答案 ac 考点3 物体的内能 1 分子的动能 温度是物体大量分子平均动能的标志 1 温度是大量分子的平均动能的标志 对个别分子来讲是无意义的 2 温度相同的不同种类的物质 它们分子的平均动能相同 但由于不同种类物质的分子质量不等 所以它们分子的平均速率不同 3 分子的平均动能与物体运动的速度无关 2 分子势能 微观上与分子间的距离有关 宏观上与物体 的体积有关 图13 1 3 1 选取分子间距离为无穷远处分子势能为零 则分子势能 与分子间距离的关系如图13 1 3所示 2 分子力做正功 分子势能减小 克服分子力做功 分子 势能增大 当r r0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 当r r0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 r r0时 分子势能最小 但不为零 为负值 因为选两 分子相距无穷远时的分子势能为零 3 物体的内能 1 物体内所有分子的动能与势能的总和即为物体的内能 由于分子的动能与温度有关 分子势能与体积有关 所以一定质量的某种物质的内能由物体的温度和体积共同决定的 当然还和分子的数目有关 2 改变内能的两种方式 做功和热传递 做功是其他形式的能与内能相互转化的过程 热传递是物体间内能的转移过程 做功与热传递在改变物体内能上是等效的 但在能量的 转化或转移上有本质的区别 自主检测 3 2013年崇明县一模 关于分子动理论和内能 下列说法 正确的是 a 分子平均动能大的物体 其内能一定大b 分子势能与分子间距离有关 是物体内能的一部分c 只有热传递才可以改变物体的内能d 物体的动能和重力势能也是其内能的一部分答案 b 热点1 分子间的作用力与分子势能 分子的引力和斥力都是分子间的作用力 同时存在 分子间的作用力跟分子间距离的关系如图13 1 4甲所示 分子势能随分子间距离的变化而变化 关系如图乙所示 分子力做功与分子势能的关系 分子力做正功 分子势能减小 分子力做负功 分子势能增大 甲 乙 图13 1 4 例1 双选 2012年海南卷 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13 1 5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 图13 1 5 a 在r r0阶段 f做正功 分子动能增加 势能减小b 在r r0阶段 f做负功 分子动能减小 势能减小c 在r r0阶段 f做正功 分子动能减小 势能减小d 分子动能和势能之和在整个过程中不变 思路导引 当分子间距离等于平衡距离时 分子力为零 分子势能最小 当分子间距离小于平衡距离时 分子力表现为斥力 根据图象分析答题 解析 由图象可知 分子间距离为r0时分子势能最小 此时分子间的距离为平衡距离 r0是分子的平衡距离 r大于平衡距离 分子力表现为引力 f做正功 分子动能增加 势能减小 故a正确 当r小于r0时 分子间的作用力表现为斥力 f做负功 分子动能减小 势能增加 故b c错误 分子动能和势能之和在整个过程中不变 故d正确 故选ad 答案 ad 方法技巧 分子间距离等于平衡距离时分子势能最小 掌握分子间作用力与分子间距离的关系 分析清楚图象 即可正确解题 触类旁通 1 在使两个分子间的距离由很远 r 10 9m 变到很难再靠近的过程中 关于分子间作用力的大小和分子势能的变化 下 列说法正确说法是 a 分子间作用力先减小后增大b 分子间作用力先增大后减小c 分子势能先减小后增大d 分子势能先增大后减小 解析 设两分子平衡位置之间距离为r0 分子间距从r减小到r0过程 分子间作用力表现为引力 分子力大小先增大后减小 分子间距从r0继续减小过程 分子力表现为斥力 分子力大小增大 当r r0时 分子力为零 此时分子势能最小 故正确选项为c 答案 c 热点2 利用阿伏加德罗常数进行微观量的估算方法 利用阿伏加德罗常数可以进行微观量的计算 例2 双选 阿伏加德罗常数为na 铝的摩尔质量为m 铝的密度为 则下列说法中正确的是 审题突破 阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁 一摩尔的任何物质所含有的该物质的单位微粒数叫阿伏加德罗常数 na值为6 02 1023 答案 bc方法技巧 解决本题关键是要明确 1 摩尔质量 摩尔体积 密度 2 质量 摩尔质量 物质的量 3 体积 摩尔体积 物质的量 触类旁通 2 2013年镇江二模 体积为v的纯油酸在水面上完全散开的面积为s 则油酸分子直径为 若油酸的摩尔质量为m 密度为 则阿伏加德罗常数na 球的体积v 热点3 物体的内能的组成与改变方式 物体的内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和 从宏观上看 物体内能的大小由物体的摩尔数 温度 体积三个因素决定 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 分子间的距离三个因素决定 改变内能的方式是 做功和热传递 做功是能量间的相互转化 热传递是物体内能的转移 例3 2013年朝阳区一模 关于物体的内能 下列说法 正确的是 a 温度高的物体一定比温度低的物体内能大b 内能与物体的温度有关 所以0 的物体内能为零c 物体的温度升高 则组成物体的每个分子的动能都增大d 做功和热传递都能改变物体的内能 易错提醒 没有掌握内能的影响因素 而错选了a选项 没有理解温度与内能的关系 错选了b选项 没有掌握温度是物体平均动能的标志 错选了c选项 正确解析 物体内能由物质的量 物体温度与物体体积决定 温度高的物体不一定比温度低的物体内能大 故a错误 分子在永不停息地做无规则运动 任何物体内能不可能为零 故b错误 物体的温度升高 分子平均动能增大 但并不是每一个分子动能都增大 可能有的分子动能减小 故c错误 做功和热传递