高考物理总复习 1分子动理论课件 新人教版选修33.ppt

选修3 3热学 第1单元分子动理论 一 物质是由大量分子组成的1 分子的大小 1 直径的数量级为10 10m 名师点拨 1a 10 10m 非常小 反之说明物质是由 大量 分子组成的 学法指导 学习油膜法重在掌握这种测量方法及在其他方面知识的能力迁移 这里涉及到分子的模型 球形 这一设想符合卢瑟福的原子结构模型 有些参考书上说 也可以看成立方体模型 这是早期 人们还没有揭示原子结构模型 因此适应于解决问题 即使使用现代的扫描隧道电子显微镜 我们也无法真正看到分子的形状 3 分子质量的数量级为10 26kg 2 分子间是有空隙的 1 实验依据之一 水和酒精混合 混合后体积小于原来体积之和 原因 由于分子重新分布 原来的分子间的空隙有一部分被分子占据了的缘故 注意不要理解成 互钻 而是重新分布 2 实验依据之二 物体可以被压缩 特别是气体 对于固 液可以认为v总 vi 对气体不成立 答案 b 易错 a d项 错误点在于审题不对 忘记研究对象是 气体 3 阿伏加德罗常数物质是由大量分子组成的 分子数目极多 用阿伏加德罗常数表示na 6 02 1023mol 1 估算时取6 1023mol 1 阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁 此处所指的微观物理量 分子的体积v0 分子的直径d 分子的质量m 宏观量是指 物质的体积v 摩尔体积va 物质的质量m 摩尔质量ma 物质的密度 名师点拨 所谓宏观量是指可以用宏观测量仪器进行测量的物理量 否则为微观量 二 分子在永不停息地做无规则运动1 实验依据 扩散现象和布朗运动 2 扩散现象相互接触的物体彼此进入对方的现象 3 布朗运动 1 概念 1827年英国植物学家布朗用显微镜观察水中悬浮的花粉 发现这些花粉颗粒不停地无规则运动 这种现象后来叫布朗运动 2 布朗微粒 三个相同概念 小颗粒 微粒 布朗微粒 微粒 小 小到肉眼看不见 在显微镜下能看到 凡是能用肉眼直接看到的粒子所做的运动 都不能称为布朗运动 布朗微粒的大小约10 6m 分子直径约10 10m 说明布朗微粒中包含大量的分子 约1021个分子 3 布朗运动不只是在液体中 在静止的气体中也能形成布朗运动 该知识点是对布朗运动的外延 在此注意必须是 静止 气体 流动气体属对流 不是布朗运动 要区分开 例2 有时我们在较暗的房间里 观察到阳光射入的光柱中有悬浮在空气里的颗粒在飞舞着 这可以说是布朗运动吗 为什么 答案 不是 布朗运动的微粒肉眼不能直接观察到 这种运动是空气的对流占主导因素 4 布朗运动不是分子的运动 而是分子运动的反映 布朗运动的主体是 布朗微粒 不是分子运动 布朗微粒虽小 但它又比分子大许多倍 在显微镜下 光学显微镜 是观察不到分子的 从布朗运动的成因上分析 是小颗粒受到分子撞击的不平衡性造成的 故布朗运动不是分子运动 但却是分子运动的间接反映 例3 做布朗运动实验 得到某个观测记录如图 图中记录的是 a 分子无规则运动的情况b 某个微粒做布朗运动的轨迹c 某个微粒做布朗运动的速度 时间图线d 按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 解析 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动 而非分子的运动 故a项错误 既然无规则 所以微粒没有固定的运动轨迹 故b项错误 对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的 所以无法确定其在某一个时刻的速度 故也就无法描绘其速度 时间图线 故c项错误 d项正确 答案 d 名师点拨 本题易错选b项 5 影响布朗运动的因素 颗粒越小 布朗运动越显著 温度越高 布朗运动越显著 例4 2012 全国 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 液体温度越高 悬浮粒子越小 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 解析 布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动 a项错误 它是因为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 c项错误 d项正确 液体温度越高 悬浮颗粒越小 布朗运动越激烈 b项正确 答案 bd 三 分子间同时存在着引力和斥力1 分子力即分子引力和斥力的合力 2 实验依据拉伸 压缩物体都要用力 实际上都是克服分子力 3 短程力分子是一种性质力 具有短程力的特点 即分子间距达分子直径的10倍时 分子力很小 可视为零 4 分子力的特点分子力同时存在引力和斥力 这是其他性质力所没有的 且引力和斥力都与分子间距离有关 且距离的变化对斥力的影响大 如图所示 当r r0时 约几个埃 1 10 10m f引 f斥 分子力f 0 当r r0时 f引 f斥 分子力f表现为斥力 当r r0时 f引 f斥 分子力f表现为引力 当r 10r0时 f引 f斥迅速减弱 几乎为零 分子力f 0 名师点拨 上面 的情况下 f 0是分子力表现为0 此时f引 f斥 不是说没有引力和斥力了 为斥力或引力 是分子力表现为斥力或引力 此时 斥力和引力仍存在 中分子力f 0 此情况下 既无引力 也无斥力 正是分子力的作用使分子聚集在一起 而分子的无规则运动使它们趋于分散 正是这两个因素决定了物体的气 液 固三种不同的状态 例5 分子间同时存在的吸引力和排斥力 下列说法正确的是 a 固体分子间的吸引力总是大于排斥力b 气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力c 分子间的吸引力和排斥力都随分子间距离的增大而减小d 分子间吸引力随分子间距离的增大而增大 而排斥力随距离的增大而减小 解析 固体分子间距几乎等于平衡距离r0 引力与斥力平衡 a项错 气体分子间距离很大 引力和斥力可以认为零 气体能充满任何容器是分子热运动的结果 b项错 引力和斥力都随分子间距离的增大而减小 只是斥力减小得更快 c项对 d项错 答案 c 学法指导 对于理想气体来说 分子间没有引力和斥力 要能把固体 液体 气体分子间的距离与平衡距离r0联系起来 答案 b 有人说水在任何温度下都能蒸发 这是在空气中发生的现象 因为空气的流动性 水的蒸发与凝结很难达到平衡状态 因此水可以一直在蒸发 若在密闭环境中 达到平衡状态 0度时 水的蒸气压只有0 6kpa 也就是在标准状况下 水的蒸气压不可能是101kpa 例2 已知水的密度 1 0 103kg m3 水的摩尔质量m 1 8 10 2kg mol 求 1 1cm3的水中有多少个水分子 2 估算一个水分子的直径多大 答案 3 3 10223 9 10 10m或3 1 10 10m 2 气体分子占据的空间体积 例3 求质量为2g的氢气在标准状态下氢气分子间的平均距离 答案 3 3 10 9m 名师点拨 无论是将分子看成球体还是立方体 都只是一种简化的模型 是一种近似处理的方法 由于建立的模型不同 得出的结果稍有不同 但数量级都是10 10 处理这类问题 我们遵循的原则是 在估算固体或液体分子线度或分子间距离时 一般采用球模型 在估算气体分子间的距离时 一般采用立体模型 一 分子力及其做功特点分子力属于短程力 做功与路径无关 因此分子力做正功 分子势能减小 分子力做负功 分子势能增加 例1 2010 全国 下图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 分子间距等于r0时分子势能最小 即r0 r2 当r小于r1时分子力表现为斥力 当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力 当r大于r2时分子力表现为引力 a项错 b c项对 在r由r1变到r2的过程中 分子斥力做正功 分子势能减小 d项错误 答案 bc 触类旁通 如图所示 甲分子固定在坐标原点o 乙分子位于x轴上 甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示 f 0表示斥力 f 0表示引力 a b c d为x轴上四个特定的位置 现把乙分子从a处静止释放 则 a 乙分子从a到b做加速运动 由b到c做减速运动b 乙分子由a到c做加速运动 到达c时速度最大c 乙分子由a到b的过程中 两分子间的分子势能一直增加d 乙分子由b到d的过程中 两分子间的分子势能一直增加 解析 乙分子从a到d一直做加速运动 分子力做正功 分子势能减小 c到d做减速运动 分子力做负功 分子势能增大 在c点时速度最大 所以正确选项是b 答案 b 名师点拨 对f x图象中包含的信息不能完全理解是造成失误的主要原因 而 图象