高考物理一轮复习 11.1分子动理论 内能课件.ppt

选考部分选修3 3第十一章热学 复习目标定位 1 分子动理论的基本观点和实验依据 2 阿伏加德罗常数 3 气体分子运动速率的统计分布 4 温度是分子平均动能的标志 内能 5 固体的微观结构 晶体和非晶体 6 液晶的微观结构 7 液体的表面张力现象 8 气体实验定律 9 理想气体 10 饱和汽 未饱和汽和饱和汽压 11 相对湿度 12 热力学第一定律 13 能量守恒定律 14 热力学第二定律 15 要知道中学物理中涉及到的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位 包括摄氏度 标准大气压 16 实验 用油膜法估测分子的大小 解读 阿伏加德罗常数是一个考查重点 常结合实例对分子热运动进行考查 分子间作用力也经常考查 能够运用气体实验定律进行定量计算 会根据图象分析气体的状态变化 理解气体压强的微观解释 结合气体的状态变化理解热力学第一定律 知道理解气体内能 知道晶体和非晶体的特点 知道液体表面张力形成的原因 并能解释相关现象 了解油膜法测分子直径的原理 操作步骤和数据处理 该模块往往把热学知识综合在一起进行考查 题目多以选择题或填空题形式出现 在考查理想气体状态方程的应用时多以计算题的形式出现 分子动理论 热力学定律 能量守恒定律 气体实验定律等内容是高考考查的重点 新课标省区的高考 对热学部分的考查不会面面俱到 一般情况下只重点考查某几个知识点 如分子动理论 阿伏加德罗常数的应用 理想气体及其实验定律 物态变化 热力学第一定律 热力学第二定律 能量守恒与转化定律等 根据新课标考纲要求 高中气体实验定律仍是考查的热点 气体实验定律包括等温变化的玻意耳定律 等容变化的查理定律和等压变化的盖 吕萨克定律 理想气体的状态方程则是在这三个实验定律的基础上总结出来的 热力学第一定律与理想气体的状态方程的结合应用 用来考查气体压强 温度和体积三个参量的变化也是高考命题的热点 对本部分内容的复习应抓好以下几个方面 1 加强对基本概念和基本规律的理解和记忆 通过复习在理解的基础上记住本部分的基本概念和基本规律 如布朗运动 分子动能 分子势能 物体内能 分子力等概念 分子力随分子间距离变化的关系 分子势能随分子间距离的变化关系 分子动能和温度的关系 晶体与非晶体的特点 热力学第一定律 热力学第二定律 理想气体三个实验定律及理想气体状态方程等 2 重视概念及规律间的内在联系要将有关的宏观现象和微观本质联系起来 如分子的动能和物体的温度 分子势能与物体的体积 物体的内能变化与做功 热传递过程的对应等 3 实用物理知识解决实际问题的能力 加强贴近高考 贴近实际的典型题训练 重视热学知识与生产技术 生活实际 高科技紧密联系 理论联系实际 第一讲分子动理论内能 回扣教材夯实基础落实考点 基础自主温故 一 分子动理论的基本内容 考点自清 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 分子质量 数量级是 测量方法 10 10m 10 27kg 10 26kg 油膜法 3 阿伏加德罗常数 1mol的任何物质都含有的粒子数 na mol 1 阿伏加德罗常数是联系物理量和物理量的桥梁 6 02 1023 相同 微观 宏观 2 分子的热运动 1 扩散现象 定义 相互接触的不同物质能够彼此进入对方的现象 扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明 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 定义 在显微镜下看到的悬浮在液体中的微粒的永不停息的无规则运动 特点 微粒 温度 布朗运动越显著 布朗运动是由成千上万个分子组成的 分子集团 即物质微粒的运动 微粒运动的无规则性是液体 气体 分子的反映 成因 布朗运动是由于分子不停地做无规则运动 对微粒撞击作用的性引起的 由于微粒做无规则运动 从而间接反映了液体分子也做无规则运动 越小 越高 无规则运动 液体 不平衡 3 布朗运动与扩散现象的异同 它们都反映了分子在永不停息地做无规则运动 它们都随温度的升高而表现得更明显 布朗运动只能在液体 气体中发生 而扩散现象可以发生在任何状态的两种物质之间 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 如右图所示 1 当r r0时 f引 f斥 f 0 减小 增大 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 基础自测 1 下列关于布朗运动的说法 正确的是 a 布朗运动是液体分子的无规则运动b 布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动c 布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力d 观察布朗运动会看到 悬浮的颗粒越小 温度越高 布朗运动越剧烈 解析 布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动 小颗粒是由许多分子组成的 所以布朗运动并不是分子的无规则的运动 也不是悬浮小颗粒内固体分子的无规则运动 故选项a b错误 布朗运动虽然是由液体分子与悬浮颗粒间相互作用引起的 但其重要意义是反映了液体分子的无规则运动 而不是反映了分子间的相互作用 故选项c错误 悬浮颗粒越小 温度越高 布朗运动越剧烈 选项d正确 答案 d 2 分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生 并随着分子间距的变化而变化 则 a 分子间引力随分子间距的增大而增大b 分子间斥力随分子间距的减小而增大c 分子间相互作用力随分子间距的增大而增大d 分子间相互作用力随分子间距的减小而增大 解析 根据分子动理论 分子间的引力和斥力是同时存在的 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 所以选项b正确 a错误 分子间作用力指的是引力和斥力的合力 当分子间距离r r0时 分子间作用力为0 在r r0时分子间相互作用力 表现为斥力随分子间距离的减小而增大 在r r0时分子间作用力表现为引力 随着分子间距离的增大先增大后减小 故选项c d错误 答案 b 二 内能 考点自清 1 温度和温标 1 温度 从宏观上看 温度是表示物体的物理量 当两个系统达到时必然有共同的温度 从微观上看 温度是分子热运动的的标志 2 温标 如果要定量地描述温度 就必须有一套方法 这套方法就是温标 常见的温标有温标和温标 冷热程度 热平衡 平均动能 摄氏 热力学 3 热力学温度与摄氏温度的关系热力学温度 t 的单位 开尔文 符号 k 摄氏温度 t 的单位 摄氏度 符号 换算关系 t t k t t 273 15 2 分子平均动能所有分子的动能的 分子的平均动能在宏观上只与物体的有关 3 分子势能由分子间的决定的能 分子势能在宏观上与物体的有关 在微观上与分子间的距离有关 4 物体的内能 1 内能 物体中所有分子的与的总和 2 决定因素 和物质的量 即摩尔数 平均值 温度 相互位置 体积 热运动动能 分子势能 温度 体积 基础自测 3 1g100 的水和1g100 的水蒸气相比较 下列说法正确的是 a 分子的平均动能和分子的总动能相同b 分子的平均动能相同 分子的总动能不同c 内能相同d 1g100 水的内能小于1g100 水蒸气的内能 解析 温度相同则它们的分子平均动能相同 又因为1g水和1g水蒸气的分子数相同 因而它们的分子总动能相同 选项a正确 选项b错误 当100 的水变成100 的水蒸气时 分子间距离增大 分子力做负功 分子势能增加 该过程吸收热量 所以1g100 的水的内能小于1g100 水蒸气的内能 选项d正确 选项c错误 答案 ad 三 实验 用油膜法测分子大小 考点自清 1 实验目的 1 估测油酸分子的大小 2 学会间接测量微观量的原理和方法 3 实验器材注射器 或胶头滴管 量筒 痱子粉 或细石膏粉 盛水浅盘 试剂瓶 油酸酒精溶液 坐标纸 玻璃板 彩笔 4 实验步骤 1 用注射器或胶头滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中 记下量筒内增加1ml时的滴数 2 往盛水浅盘里倒入约2 3cm深的水 然后将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上 5 数据处理根据上面记录的数据 完成以下表格内容 3 痱子粉的用量不要太大 否则不易成功 4 测1滴油酸酒精溶液的体积时 滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数 应多滴几毫升 数出对应的滴数 这样求平均值误差较小 5 浅盘里水离盘口面的距离应较小 并要水平放置 以便准确地画出薄膜的形状 画线时视线应与板面垂直 6 要待油膜形状稳定后 再画轮廓 7 本实验只要求估算分子的大小 实验结果的数量级符合即可 8 做完实验后 把水从盘的一侧边缘倒出 并用少量酒精清洗 然后用脱脂棉擦去 最后用水冲洗 以保持盘的清洁 7 误差分析 1 油酸酒精溶液配制后长时间放置 溶液的浓度会改变 会给实验带来较大误差 2 纯油酸体积的计算误差 3 油膜面积的测量误差 油膜形状的画线误差 数格子法本身是一种估算的方法 自然会带来误差 8 实验改进在做本实验时 把痱子粉均匀撒在水面上是很关键的一步 在实际操作时常撒的不均匀或撒多 因痱子粉溶于水不能搅拌 只好重做 在实际应用中 可用印刷碳粉代替痱子粉 因为印刷碳粉不溶于水且漂浮在水面上 若学生撒的太多 可将水和碳粉一起倒出 然后用玻璃棒搅拌 直至碳粉在水面薄且均匀 考点深析拓展延伸详讲精练 考点探究讲练 1 宏观量与微观量及相互关系 1 微观量 分子体积v0 分子直径d 分子质量m0 2 宏观量 物体的体积v 摩尔体积vm 物体的质量m 摩尔质量m 物体的密度 2 微观分子热运动与其宏观表现的关系 1 布朗运动的理解 研究对象 悬浮在液体 气体中的小颗粒 特点 a 永不停息b 无规则c 颗粒越小 现象越明显d 温度越高 运动越激烈e 肉眼看不到 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 它们都反映了分子在永不停息地做无规则运动 它们都随温度的升高而表现得更明显 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 教育部办公厅和卫生部办公厅日前联合发布了 关于进一步加强学校控烟工作的意见 意见 中要求 教师在学校的禁烟活动中应以身作则 带头戒烟 通过自身的戒烟 教育 带动学生自觉抵制烟草的诱惑 试估算一个高约2 8m 面积约10m2的两人办公室 若只有一人吸了一根烟 求 1 估算被污染的空气分子间的平均距离 2 另一不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子 人正常呼吸一次吸入气体300cm3 一根烟大约吸10次 例1 思路指导 计算吸烟者吸一根烟吸入气体的总体积 从而计算 被污染的空气分子数 确定单位体积内被污染的空气分子数 由此求得每个污染的空气分子所占的体积 而且认为每个被污染的空气分子占据一个正方体 最后求出被污染的空气分子之间的距离 变式训练1 答案 b 1 对温度 温标的三点说明 1 热力学温度的零值是低温的极限 永远达不到 即热力学温度无负值 2 温度是大量分子热运动的集体行为 对个别分子来说温度没有意义 3 两种温标温度的零点不同 同一温度两种温标表示的数值不同 但它们表示的温度间隔是相同的 即 t t 2 分子力与分子势能 3 对物体内能的理解 1 关于内能的决定因素一般说来 物体的内能的决定因素可以分为 微观决定因素与宏观决定因素 微观决定因素 分子的势能 分子的平均动能 分子的个数 宏观决定因素 物体的体积 物体的温度 物体所含物质的多少 即物质的量 2 内能和机械能的比较 2013年全国卷 两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动 直至不再靠近 在此过程中 下列说法正确的是 填正确答案标号 a 分子力先增大 后一直减小b 分子力先做正功 后做负功c 分子动能先增大 后减小d 分子势能先增大 后减小e 分子势能和动能之和不变 例2 思路指导 分子间作用力是分子间引力和分子间斥力的合力 分子间距离的不同 分子间作用力有时表现为引力 有时表现为斥力 如果分力做负功 分子势能就增加 如果分力做正功 分子势能就减小 解析 分子力f与分子间距离的关系是 当rr0时 f为引力 综上可知 当两个分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小后又变大 故选项a错误 分子力为引力时 随着分子间距离的减小 分子力做正功 分子势能减小 分子力为斥力时 随着分子距离减小 分子力做负功 分子势能增大 故选项b正确 选项d错误 因为仅有分子力作用 故只有分子动能和分子势能之间转化 即分子势能减小时分子动能增大 分子势能增大时分子动能减小 其总和不变 故选项c e正确 答案 bce 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 变式训练2 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分子势能减少解析 由题图可知r1为分子间引力和斥力相等的位置 当分子间距离大于r1 分子间作用力表现为引力 所以r3到r1分子受到引力作用加速 分子势能减小 分子间距离小于r1 表现为斥力 从r1到o分子受斥力作用减速 分子势能增加 故选项a d正确 选项b c错误 答案 ad 思想方法技巧运用提升素养 学科素养提升 对布朗运动的理解1 布朗运动是指悬浮小颗粒的运动 布朗运动不是一个单一的分子的运动 单个分子是看不见的 悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子 形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体 气体分子无规则的撞击 各个方向的碰撞效果的不平衡 因此 布朗运动不是分子运动 但它间接证明了周围液体 气