高考物理一轮复习 第八章第一节 分子动理论 内能课件 人教版.ppt

第八章热学 2014高考导航 第一节分子动理论内能 本节目录 基础梳理 自学导引 要点透析 直击高考 考点探究 讲练互动 知能演练 轻巧夺冠 技法提炼 思维升华 一 分子动理论1 物体是由大量分子组成的 1 分子模型 主要有两种模型 固体与液体分子通常用球模型 气体分子通常用立方体模型 2 分子的大小 分子直径 数量级是 m 分子质量 数量级是 kg 测量方法 3 阿伏加德罗常数1mol任何物质所含有的粒子数 na mol 1 10 10 10 26 油膜法 6 02 1023 2 分子热运动分子永不停息地做无规则运动 1 扩散现象相互接触的不同物质彼此进入对方的现象 温度 扩散越快 可在固体 液体 气体中进行 2 布朗运动悬浮在液体 或气体 中的微粒的无规则运动 微粒 温度 布朗运动越显著 3 分子力分子间同时存在引力和斥力 且都随分子间距离的增大而 随分子间距离的减小而 但总是斥力变化得较快 如图所示 越高 越小 越高 减小 增大 1 当r r0时 f引 f斥 f 0 2 当r r0时 f引和f斥都随距离的减小而增大 但f斥比f引增大得更快 f表现为斥力 3 当r r0时 f引和f斥都随距离的增大而减小 但f斥比f引减小得更快 f表现为引力 4 当r 10r0 10 9m 时 f引和f斥都已经十分微弱 可以认为分子间没有相互作用力 f 0 二 内能1 分子平均动能 1 物体里所有分子动能的 2 是分子平均动能的标志 2 分子势能由分子间 决定的能 在宏观上分子势能与物体 有关 在微观上与分子间的 有关 3 物体的内能 1 内能 物体中所有分子做 和 的总和 2 决定因素 和物质的量 平均值 温度 相对位置 体积 距离 热运动的动能 分子势能 温度 体积 三 温度1 意义 宏观上表示物体的冷热程度 微观上标志物体中分子平均动能的大小 2 两种温标 1 摄氏温标t 单位 在1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 2 热力学温标t 单位k 把 作为0k 3 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 4 绝对零度 0k 是低温极限 只能接近不能达到 所以热力学温度无负值 273 15 t t 273 15 即时应用1假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数 每人每小时可以数5000个 不间断地数 则完成任务所需时间最接近 阿伏加德罗常数na取6 1023mol 1 a 10年b 1千年c 10万年d 1千万年第八章 二 微观分子热运动与其宏观表现的关系1 布朗运动的理解 1 研究对象 悬浮在液体 气体中的小颗粒 2 特点 永不停息 无规则 颗粒越小 现象越明显 温度越高 运动越激烈 肉眼看不到 3 成因 布朗运动是由于液体分子无规则运动对小颗粒撞击力的不平衡引起的 是分子无规则运动的反映 2 布朗运动与扩散现象的异同 1 它们都反映了分子在永不停息地做无规则运动 2 它们都随温度的升高而表现得更明显 3 布朗运动只能在液体 气体中发生 而扩散现象可以发生在固体 液体 气体任何两种物质之间 3 布朗运动和分子热运动的比较 特别提醒 1 布朗运动不是固体分子的运动 也不是液体分子的运动 而是小颗粒的运动 是液体分子无规则运动的反映 2 布朗运动中的颗粒很小 肉眼看不见 需用显微镜才能观察到 即时应用2 2013 石家庄一检 关于布朗运动 下列说法正确的是 a 布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动b 布朗运动反映了固体分子永不停止的无规则运动c 悬浮微粒越大 布朗运动越显著d 液体温度越高 布朗运动越显著解析 选d 布朗运动是指悬浮在液体中微粒的无规则运动 它反映了液体分子的无规则运动 液体温度越高 悬浮微粒越小 布朗运动越显著 故d正确 三 分子力与分子势能1 分子间的相互作用力分子力是引力与斥力的合力 分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小 随分子间距离的减小而增大 但总是斥力变化得较快 如图所示 1 当r r0时 f引 f斥 f 0 2 当r r0时 f引和f斥都随距离的减小而增大 但f引 f斥 f表现为斥力 3 当r r0时 f引和f斥都随距离的增大而减小 但f引 f斥 f表现为引力 4 当r 10r0 10 9m 时 f引和f斥都已经十分微弱 可以认为分子间没有相互作用力 f 0 2 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化 与分子间距离的关系为 1 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 分子势能增大 2 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 分子势能增大 3 当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分子势能为零 4 分子势能曲线如图所示 即时应用3 2010 高考大纲全国卷 如图所示为两分子系统的势能ep与两分子间距离r的关系曲线 下列说法正确的是 a 当r大于r1时 分子间的作用力表现为引力b 当r小于r1时 分子间的作用力表现为斥力c 当r等于r2时 分子间的作用力为零d 在r由r1变到r2的过程中 分子间的作用力做负功 解析 选bc 当分子间距离r r2时 分子间势能ep最小 此时分子间的作用力为零 c正确 当r大于r2时 分子间的作用力表现为引力 当r1 r r2时表现为斥力 a错 当r小于r1时 分子力表现为斥力 b正确 在r由r1变到r2的过程中 分子力表现为斥力 分子力方向与运动方向相同 分子力做正功 d错 四 物体的内能和机械能的比较 特别提醒 1 物体的体积越大 分子势能不一定就越大 如0 的水结成0 的冰后体积变大 但分子势能却减小了 2 理想气体分子间相互作用力为零 故分子势能忽略不计 一定质量的理想气体内能只与温度有关 3 机械能和内能都是对宏观物体而言的 不存在某个分子的内能 机械能的说法 即时应用4 2013 上海师大附中检测 关于物体的机械能和内能的说法中正确的是 a 物体重力势能大时分子势能一定大b 机械能增大时内能可能减小c 物体的动能增大 则物体内分子的平均动能一定增大d 内能增大时机械能可能减小解析 选bd 内能和机械能没有必然的联系 所以a c错 b d对 考点1宏观量与微观量之间的关系 2013 长沙模拟 钻石是首饰和高强度钻头 刻刀等工具中的主要材料 设钻石的密度为 单位为kg m3 摩尔质量为m 单位为g mol 阿伏加德罗常数为na 已知1克拉 0 2克 则 答案 c 考点2分子运动的特点及物体的内能分析下列关于分子运动和热现象的说法正确的是 a 气体如果失去了容器的约束就会散开 这是因为气体分子之间存在势能的缘故b 一定量100 的水变成100 的水蒸气 其分子之间的势能增加c 一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和d 如果气体温度升高 那么所有分子的速率都增加 解析 气体分子间的距离比较大 甚至可以忽略分子间的作用力 分子势能也就不存在了 所以气体在没有容器的约束下散开是分子无规则热运动的结果 所以a错 100 的水变成同温度的水蒸气 分子的平均动能不变 在质量不变的前提下分子的总动能也不变 水吸热汽化内能是要增加的 所以其增加的内能全部是分子势能 所以b正确 根据内能的定义可知c正确 如果气体的温度升高 分子的平均动能增大 热运动的平均速率也增大 这是统计规律 但就每一个分子来讲 速率不一定都增加 答案 bc 范例 分子甲和乙相距较远 时 它们之间的分子力可忽略 现在分子甲固定不动 将分子乙由较远处逐渐向甲靠近直到不能再靠近 在这一过程中 a 分子力总是对乙做正功b 分子乙总是克服分子力做功c 分子势能 先减小后增大d 分子势能先减小后增大 最后又减小 寻规探法批注 两分子靠近时首先表现为引力 故靠近过程中引力做正功 批注 不能靠近 表明分子间有很强的斥力作用 因此靠近过程应是先表现为引力 后表现为逐渐增大的斥力 批注 分子势能的变化可类比于重力势能的变化 解析 与重力 弹力相似 分子力做功与路径无关 可以引进分子势能的概念 分子间所具有的势能由它们的相对位置所决定 分子力做正功时分子势能减小 分子力做负功时分子势能增加 通常选取无穷远处 分子间距