高考物理大一轮复习 专题十二 热学 第1讲 分子动理论 内能课件.ppt

专题十二热学 续表 第1讲 分子动理论内能 分子 一 物体是由大量分子组成的 空隙 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 分子体积和质量都很小 分子直径的数量级是 m 分子质量的数量级是 kg 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 10 27 10 26 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 二 分子永不停息地做无规则热运动 高 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 中的微粒的无规则运动 颗粒越 运动越明显 温度越 运动越剧烈 小 高 3 扩散现象和布朗运动的区别 1 扩散现象不仅说明物质分子在不停地运动着 同时还说明分子与分子之间有空隙 扩散现象是分子永不停息地做无规则运动的直接表现 2 布朗运动是固体微粒的无规则运动 但它说明分子在不停地做无规则运动 布朗运动是液体 或气体 分子无规则运动的间接表现 1 多选 下列关于布朗运动的说法 错误的是 基础检测 a 布朗运动是液体分子的无规则运动b 液体温度越高 悬浮颗粒越小 布朗运动越剧烈c 布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的d 布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的e 扩散现象就是布朗运动 解析 布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动 不是液体分子的运动 选项a e错误 液体的温度越高 悬浮颗粒越小 布朗运动越剧烈 选项b正确 布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的 选项c错误 选项d正确 答案 ace 三 分子间存在着相互作用力1 分子间同时存在相互作用的 和 合力叫分子力 2 特点 分子间的引力和斥力都随分子间 的增大而减小 随分子间距离的减小而增大 但斥力比引力变化得 引力 斥力 距离 更快 基础检测 2 多选 如图12 1 1所示 纵坐标表示两个分子间引力 斥力的大小 横坐标表示两个分子间的距离 图中两条曲线分别表示两分子间引力 斥力的大小随分子间距离的变化关系 e为两曲线的交点 则下列说法正确的是 图12 1 1 a ab为斥力曲线 cd为引力曲线 e点横坐标的数量级 为10 10m b ab为引力曲线 cd为斥力曲线 e点横坐标的数量级 为10 10m c 若两个分子间距离增大 则分子势能也增大 d 由分子动理论可知 温度相同的氢气和氧气 分子平 均动能相同 e 质量和温度都相同的氢气和氧气 视为理想气体 氢气 的内能大 答案 bde 四 物体的内能1 分子的平均动能 物体内分子动能的平均值叫分子平均动能 是分子平均动能的标志 温度越高 分子平均 动能 温度 越大 相对位置 2 分子势能 由分子间的相互作用和 决定的能量叫分子势能 分子势能的大小与物体的体积有关 1 当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 当r r0时 分子势能最小 3 物体的内能 物体内所有分子的 和 的总和叫物体的内能 动能 分子势能 基础检测 3 多选 下列说法中正确的是 a 当分子间的距离增大时 分子间的引力和斥力都变小b 布朗运动反映了悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动c 气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的d 随着低温技术的发展 我们可以使温度逐渐降低 并最终达到绝对零度e 物体的内能是组成物体的所有分子热运动的动能与分子势能的总和答案 ace 考点1 微观量的估算 重点归纳作为宏观量的摩尔质量mmol 摩尔体积vmol 密度 与作为微观量的分子直径d 分子质量m 每个分子的体积v0 都可通过阿伏加德罗常数联系起来 其关系如下所示 考题题组 考点2 对分子间作用力的理解 重点归纳1 分子间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 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12 1 2所示 图12 1 2 4 分子力是一种短程作用力 当分子间距离的数量级大于 10 9m时 即分子之间的距离是分子直径的10倍以上 r 10r0 时 分子间的相互作用力已变得很小 可以忽略不计 可以认 为此时分子间相互作用的引力和斥力都为零 这时物体处于气 态并可以当成理想气体 在标准状态下 气体分子间的相互作 用力可以忽略不计 就是因为这时气体分子间的距离远大于分 子直径的缘故 考题题组 2 多选 2017年汕头模拟 如图12 1 3所示是分子间引力 或斥力大小随分子间距离变化的图象 由此可知 a ab表示引力图线b cd表示引力图线c 当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时 分子力一定为零d 当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时 分子势能一定最小 图12 1 3 e 当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时 分子势能一定为零答案 acd 3 多选 2016年东北三省三市联考 分子力比重力 引力等要复杂得多 分子势能跟分子间的距离的关系也比较复杂 如图12 1 4所示为分子势能与分子间距离的关系图象 用r0表示分子引力与分子斥力平衡时的分子间距 设r 时 ep 0 则下列说法正确的是 图12 1 4 a 当r r0时 分子力为零 ep 0b 当r r0时 分子力为零 ep为最小c 当r0 r 10r0时 ep随着r的增大而增大d 当r0 r 10r0时 ep随着r的增大而减小e 当r r0时 ep随着r的减小而增大 考点3 对内能的理解 重点归纳1 分子平均动能 1 物体内所有分子动能的平均值叫分子的平均动能 2 温度是物体分子平均动能大小的标志 温度是个统计概念 是针对组成物体的大量分子而言的 对于单个分子或数量有限的分子 说温度高低是没有意义的 3 分子平均动能与物体的机械运动状态无关 2 分子势能分子势能与分子之间的距离 宏观表现为物体的体积 有关 分子势能的大小随分子间距离的变化如图12 1 5所示 1 当r r0时 分子力为零 分子势能不为零 而是最小 2 当r r0时 分子力表现为引力 随着分子间距离的增大 分子需要不断克服分子力做功 分子势能增大 3 当r r0时 分子力表现为斥力 随着分子间距离的减小 分子需要不断克服分子力做 功 分子势能增大 图12 1 5 3 内能的决定因素 1 微观决定因素 分子势能 分子的平均动能和分子个数 2 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 3 与物态有关 考题题组 4 多选 2016年新课标 卷 关于气体的内能 下列说法 正确的是 a 质量和温度都相同的气体 内能一定相同b 气体温度不变 整体运动速度越大 其内能越大c 气体被压缩时 内能可能不变d 一定量的某种理想气体的内能只与温度有关e 一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中 内能一定增加 解析 质量和温度都相同的气体 虽然分子平均动能相同 但可能是不同的气体 则其摩尔质量不同 即分子个数不同 所以分子动能不一定相同 a错误 宏观运动和微观运动没有 关系 所以宏观运动动能大 内能不一定大 b错误 根据 pvt c可知如果等温压缩 则内能不变 等压膨胀 温度增大 内能一定增大 c e正确 理想气体的分子势能为零 所以理想气体的内能等于分子动能之和 而分子动能和温度有关 d正确 答案 cde 5 多选 对于分子动理论和物体内能的理解 下列说法正 确的是 a 温度高的物体内能不一定大 但分子平均动能一定大b 外界对物体做功 物体内能一定增加c 温度越高 布朗运动越显著d 当分子间的距离增大时 分子间作用力就一直减小e 当分子间作用力表现为斥力时 分子势能随分子间距离的减小而增大答案 ace 考点4 布朗运动与分子热运动 两种运动的比较 考题题组 6 多选 2017年保定期末 我国已开展空气中pm2 5浓度的监测工作 pm2 5是指空气中直径等于或小于2 5 m的悬浮颗粒物 其飘浮在空中做无规则运动 很难自然沉降到地面 吸入后对人体形成危害 矿物燃料燃烧的排放物是形成pm2 5 的主要原因 下列关于pm2 5的说法中正确的是 a pm2 5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当b pm2 5在空气中的运动不属于分子热运动c pm2 5的运动轨迹只是由大量空气分子对pm2 5无规则碰撞的不平衡决定的d 倡导低碳生活 减少煤和石油等燃料的使用 能有效减小pm2 5在空气中的浓度e pm2 5必然有内能答案 bde 7 多选 根据分子动理论 下列说法正确的是 a 水和酒精混合后的体积小于原来体积之和 说明分子间存在引力b 在一定条件下 可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素c 一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比d 分子势能随着分子间距离的增大 可能先减小后增大e 墨水中小炭粒在不停地做无规则运动 反映液体分子在做无规则