南方新高考高考物理一轮总复习 专题十一 第1讲 分子动理论 内能课件 新人教版.ppt

专题十一 热学 第1讲 分子动理论 内能 一 物体是由大量分子组成的 分子 10 10 10 27 10 26 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 基础检测 1 从下列哪一组数据可以计算出阿伏加德罗常数 a 水的密度和水的摩尔质量b 水的摩尔质量和水分子的体积c 水分子的体积和水分子的质量d 水分子的质量和水的摩尔质量答案 d 二 分子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 高 小 高 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 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 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 引力 斥力 距离 更快 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 基础检测 2 2015年山西四校联考 下列叙述正确的是 a 扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动b 布朗运动就是液体分子的运动c 分子间距离增大 分子间作用力一定减小d 物体的温度越高 分子运动越剧烈 每个分子的动能都一定越大答案 a 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 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 相对位置 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 2014年北京卷 下列说法中正确的是 a 物体温度降低 其分子热运动的平均动能增大b 物体温度升高 其分子热运动的平均动能增大c 物体温度降低 其内能一定增大d 物体温度不变 其内能一定不变答案 b 考点1微观量的估算 重点归纳 典例剖析 思维点拨 先计算v0所含的汞分子数 再计算1 0cm3的 汞蒸气所含的分子数为多少 考点练透 1 多选 2015年辽宁大连模拟 某气体的摩尔质量为mmol 摩尔体积为vmol 密度为 每个分子的质量和体积分别为m和 v0 则阿伏加德罗常数na不可表示为 答案 cd 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11 1 1所示 图11 1 1 3 分子间存在一个平衡距离r0 分子间距离为r0的位置就 叫做平衡位置 数量级为10 10m 1 当r r0时 f引 f斥 对外表现的分子力f为引力 2 当r r0时 f引 f斥 对外表现的分子力f 0 3 当r r0时 f引 f斥 对外表现的分子力f为斥力 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 典例剖析例2 多选 2013年新课标卷 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 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 解析 两个分子相距较远时表现为引力 相互靠近时分子力先增大后减小 减小到零后分子力变为斥力 分子减速至不再靠近 因此分子力经历了增大 减小再反向增大的过程 故a错误 分子不断靠近 分子力先做正功后做负功 分子动能先增大后减小 b c正确 分子力做正功分子势能减小 分子力做负功分子势能增大 故d错误 整个过程中只有分子力做功 动能和势能之和不变 e正确 故选bce 答案 bce 考点练透 3 2015年北京月考 如果将两个分子看成质点 当这两个分子之间的距离为r0时分子力为零 则分子力f及分子势能ep 随着分子间距离r的变化而变化的情况是 a 当r r0时 随着r变大 f变小 ep变小b 当r r0时 随着r变大 f变大 ep变大c 当r r0时 随着r变小 f变大 ep变小d 当r r0时 随着r变小 f变大 ep变大 解析 据题意 当r r0时 r变大 则分子力f先变大后变小 而分子势能增大 所以a b错误 当r r0时 r变小 则分子力f变大而分子势能也一直在变大 所以d正确 答案 d 4 2016年山东师范大学附属中学模拟 由于分子间存在着分子力 而分子力做功与路径无关 因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能 如图11 1 2所示为分子势能ep随分子间距离r变化的图象 取r趋近于无穷大时ep为零 通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息 则下列说 法正确的是 图11 1 2 a 假设将两个分子从r r2处释放 它们将相互远离b 假设将两个分子从r r2处释放 它们将相互靠近c 假设将两个分子从r r1处释放 它们的加速度先增大 后减小 d 假设将两个分子从r r1处释放 当r r2时它们的速 度最大 答案 d 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 分子势能的大小随距离的变化如图11 1 3所示 图11 1 3 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 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 典例剖析例3 2014年重庆卷 重庆出租车常以天然气作为燃料 加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中 若储气罐 内气体体积及质量均不变 则罐内气体 可视为理想气体 a 压强增大 内能减小b 吸收热量 内能增大c 压强减小 分子平均动能增大d 对外做功 分子平均动能减小 思维点拨 质量一定的气体 体积不变 当温度升高时 是一个等容变化 据压强的微观解释 1 温度升高 气体的平均动能增加 2 单位时间内撞击单位面积的器壁的分子数增多 可知压强增大 据热力学第一定律判断即可 解析 由于温度升高 所以分子平均动能增大 物体的内能变大 单位时间内撞击单位面积的器壁的分子数增多 可知压强增大 体积不变 对内外都不做功 内能增大 根据热力学第一定律知气体只有吸收热量 故acd错误 b正确 答案 b 备考策略 解有关 内能 的题目 应把握以下几点 1 温度是分子平均动能的标志 而不是分子平均速率的标志 它与单个分子的动能及物体的动能无任何关系 2 内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能量形式 与物体宏观有序的运动状态无关 它取决于物质的量 温度 体积及物态 考点练透 5 2015年山东潍坊一模 下列说法正确的是 a 0 的冰与0 的水分子的平均动能相同b 温度高的物体内能一定大c 分子间作用力总是随分子间距离的增大而减小d