广西田阳高中高考物理总复习 分子动理论 内能课件.ppt

选考内容 第1讲分子动理论内能 物质是由大量分子组成的 分子做永不停息的热运动 2 布朗运动在相同温度下 悬浮颗粒越小 它的线度越小 表面积亦小 在某一瞬间跟它相撞的分子数越少 颗粒受到来自各个方向的撞击力越不平衡 另外 颗粒线度小 它的体积和质量比表面积减小得更快 因而冲击力引起的加速度更大 因此悬浮颗粒越小 布朗运动就越显著 3 相同的颗粒悬浮在同种液体中 液体温度升高 分子运动的平均速率大 对悬浮颗粒的撞击作用也越大 颗粒受到来自各个方向的撞击力越不平衡 由撞击力引起的加速度更大 所以温度越高 布朗运动就越显著 由此可见影响布朗运动是否剧烈的因素是温度高低及颗粒的大小 分子间存在着相互作用力 1 当r r0时 f引 f斥 对外表现的分子力f 0 分子处于平衡位置 其中r0大约为10 10m 2 当r r0时 f引 f斥 对外表现的分子力f为斥力 3 当r r0时 f引 f斥 对外表现的分子力f为引力 4 当分子间距离的数量级大于10 9m时 分子力已变得十分微弱 可以忽略不计 4 用分子运动论看物体的固 液 气三态分子的无规则运动将使它们散开 是分子之间的相互作用力使分子聚集在一起 1 固体中 分子的作用力比较强大 绝大部分分子被束缚在平衡位置附近做微小振动 2 液态中 分子力的作用已不能把分子束缚在固定的平衡位置附近 平衡位置是变化的 分子还不能分散远离 3 气态中 分子无规则运动剧烈 分子的作用力微弱 分子可以到处移动 温度与温标 3 平衡态 对于一个不受外界影响的系统 无论其初始状态如何 经过足够长的时间后 必将达到一个宏观性质不再随时间变化的状态 这种状态叫平衡态 物体的内能 分子势能的大小与物体的体积有关 1 当分子间的距离r r0时 分子势能随分子间的距离增大而增大 2 当r r0时 分子势能随分子间的距离减小而增大 3 r r0时 分子势能最小 2 温度是物体分子平均动能大小的标志 如有甲乙两个物体 若甲的温度高于乙的温度 则甲物体分子的平均动能大于乙物体分子的平均动能 若温度相等则它们分子的平均动能是相等的 至于速率的大小 还要看它们分子质量的大小才能比较 3 温度是一个 统计 概念 它的对象是组成物体的分子整体 对单个分子说温度高低是没有意义的 故说此分子的温度升高是不科学的 4 分子平均动能与物体的机械运动状态无关 物体速度大 分子平均动能不一定大 1 当分子力为零时 即r r0时 分子势能不是为零 而是最小 2 当r r0 分子力表现为引力时 随着分子间的距离增大 分子需要不断克服分子力做功 分子势能增大 3 r r0 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一样 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 如果选r r0处为零势能点 则分子势能只能大于等于零 但是无论选哪个位置为零分子势能点 r r0处分子势能都最小 物体体积改变 物体的分子势能必定发生改变 大多数物质是体积越大 分子势能越大 也有少数反常物质 如冰 铸铁等 体积大 分子势能反而小 用油膜法估测分子的直径 式中的s是滴入水中后纯油酸形成的油膜面积 其大小用坐标纸上对应的格数来计算 以1cm为边长的坐标纸上占了多少个格 其面积就是多少平方厘米 数格时 不足半个格的舍去 多于半格的算1个格 这样就可粗略地计算出油酸分子的直径 4 利用坐标纸求油膜面积时 以边长1cm的正方形为单位 计算轮廓内正方形的个数时 大于半个的均算一个 5 当重做实验时 水从盘的一侧边缘倒出 在这侧面会残留油酸 用少量酒精清洗 并用脱脂棉擦去再用清水冲洗 这样可保持盘的清洁 微观量的估算 命题规律阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁 运用相应的公式求解或估算有关物理量 只要知道下列哪一组物理量 就可以估算出气体分子间的平均距离 a 阿伏加德罗常数 该气体的摩尔质量和质量b 阿伏加德罗常数 该气体的摩尔质量和密度c 阿伏加德罗常数 该气体的摩尔质量和体积d 该气体的密度 体积和摩尔质量 答案 b 命题规律对布朗运动的理解和通过布朗运动 扩散现象说明分子的热运动 分子热运动 a 图中记录的是分子无规则运动的情况b 图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹c 实验中可以看到 微粒越大 布朗运动越明显d 实验中可以看到 温度越高 布朗运动越激烈 解析 布朗运动是指悬浮在液体中的微粒不停地做无规则的运动 它是分子无规则热运动的反映 而分子无规则热运动是产生布朗运动的原因 温度越高 分子运动越激烈 因而布朗运动也越激烈 可见a错误 d正确 微粒越小 某一瞬间 跟它相撞的分子数越少 撞击作用的不平衡表现得越明显 即布朗运动越显著 故c错误 图中每个拐点记录的是微粒每隔一定时间的位置 在一段时间内微粒做的也是无规则运动 而不是直线运动 故b错误 答案 d 总结评述 布朗运动是肉眼直接看不到的 凡是肉眼直接看到的都不是布朗运动 像我们看到的空气中尘埃的运动就不是布朗运动 布朗运动不是分子的运动 扩散是分子的运动 关于布朗运动 下列说法中正确的是 a 布朗运动就是液体分子的无规则运动b 显微镜下观察到墨水中的小碳粒在不停地做无规则运动 这反映了液体分子运动的无规则性c 液体的温度越高 布朗运动越激烈d 随着时间的推移 布朗运动逐渐变慢 最终停止 答案 bc 解析 布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动 显微镜下观察到的布朗运动不是液体分子的无规则运动 微粒的运动反映了液体分子的无规则运动 a错误 b正确 微粒越小 布朗运动越显著 液体的温度越高 布朗运动越激烈 c正确 布朗运动永不停息 d错误 命题规律根据分子间的作用力与分子间距离的关系图线 确定分子间作用力随分子间距离的变化情况 同时判定分子力做功的情况 确定分子势能的变化 分子与分子势能 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 本题考查了分子 分子势能与分子间距离的关系 识别图象是解题的关键点 当rr2时 分子势能随分子间距离的增大而增大 说明分子力做负功 因此分子间作用力表现为引力 所以选项a d均错 r r2是分子间斥力与引力的临界点 此时分子间作用力为零 故选项c正确 答案 bc 如图所示 甲分子固定在坐标原点o 乙分子位于r轴上距原点r3的位置 虚线分别表示分子间斥力f斥和引力f引的变化情况 实线表示分子间的斥力与引力的合力f合的变化情况 若把乙分子由静止释放 则乙分子 a 从r3到r1做加速运动 从r1向o做减速运动b 从r3到r2做加速运动 从r2到r1做减速运动c 从r3到r1分子势能先减少后增加d 从r3到r1分子势能减少 答案 ad 解析 r1为斥力和引力相等的位置 大于r1表现为引力 所以r3到r1乙分子受引力作用加速 势能减少 从r1向o表现为斥力 做减速运动 则a d正确 命题规律根据分子平均动能 分子势能概念的理解以及内能的决定因素 判断有关说法或观点是否正确 物体内能的理解 解析 物体内能的多少除了与温度有关之外 还与物体的质量 体积等因素有关 仅根据某一个方面不能比较两个物体内能的大小 因此热水的内能不一定比冷水大 选项a的说法错误 0 是人为规定的一个温度标准 即使在零摄氏度以下 分子也在不停地做无规则运动 因此零摄氏度时分子动能不会等于零 选项b的说法错误 分子势能是相对的 零势能点的选取是任意的 在理论分析和计算中都以无穷远为零势能点 因此当分子间距离为r0时 分子势能不一定为零 选项c的说法错误 选项d的说法是正确的 因为 温度是分子平均动能的标志 这个结论在中学的知识范围内还不能严格的证明 要把它作为一个结论记住 这是一个非常有用的结论 在很多问题中要利用它进行判断 答案 d 容器中盛有冰水混合物 冰的质量和水的质量相等且保持不变 则容器内 a 冰的分子平均动能大于水的分子平均动能b 水的分子平均动能大于冰的分子平均动能c 水的内能大于冰的内能d 冰的内能大于水的内能 答案 c 解析 冰水混合物温度为0 冰 水温度相同 故二者分子平均动能相同 a b错 水分子势能大于冰分子势能 故等质量的冰 水内能相比较 水的内能大于冰的内能 c对 d错 用油膜法测分子直径 答案 5 10 10m 2011 石家庄模拟 在 用油膜法