高三物理总复习 13.1分子动理论 内能课件 鲁科版.ppt

第一节分子动理论内能 一 分子动理论1 物体是由大量分子组成的 1 分子直径大小的数量级为 m 油膜法测分子直径 d v s v是油滴体积 s是单分子油膜的面积 2 一般分子质量的数量级为10 26kg 3 阿伏加德罗常数 na 6 02 1023mol 1 是联系微观世界和宏观世界的桥梁 10 10 2 分子永不停息地做无规则热运动 1 扩散现象 相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象 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中的 的永不停息地无规则运动 布朗运动反映了 的无规则运动 颗粒越 运动越明显 温度越 运动越剧烈 3 分子间存在着相互作用力 1 分子间同时存在 和 实际表现的分子力是它们的 2 引力和斥力都随着分子间距离的增大而 但斥力比引力变化得 高 固体颗粒 分子 小 高 引力 斥力 合力 减小 快 二 物体的内能1 分子的平均动能 物体内所有分子动能的平均值叫分子的平均动能 是分子平均动能的标志 温度越高 分子做热运动的平均动能越 2 分子势能 由分子间的相互作用和相对位置决定的势能叫分子势能 分子势能的大小与物体的 有关 温度 大 体积 3 物体的内能 物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能 物体的内能跟物体的 和 都有关系 三 温度和温标1 温度温度在宏观上表示物体的 程度 在微观上表示分子的 温度 体积 冷热 平均动能 2 两种温标 1 比较摄氏温标和热力学温标 两种温标温度的零点不同 同一温度两种温标表示的数值 但它们表示的温度间隔是相同的 即每一度的大小相同 t t 2 关系 t 不同 t 273 15k 课堂互动讲练 一 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 即时应用1 铜的摩尔质量为m 密度为 若用na表示阿伏加德罗常数 则下列说法正确的是 二 布朗运动与分子热运动1 布朗运动 1 研究对象 悬浮在液体 气体中的小颗粒 2 特点 永不停息 无规则 颗粒越小 现象越明显 温度越高 运动越激烈 肉眼看不到 3 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关系 1 布朗运动与扩散现象是不同的两个现象 但也有相同之处 首先 它们都反映了分子永不停息地做无规则运动 其次 它们都随着温度的升高而表现得愈加明显 2 扩散是两种不同物质接触时 没有受到外界的影响而彼此能够进入对方的现象 气体 液体 固体都有扩散现象 扩散的快慢除了和温度有关外 还和物体的密度差 溶液的浓度有关 密度差 浓度差 越大 扩散进行得越快 布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规则运动 其运动的激烈程度与微粒的大小和液体的温度有关 这是两者的不同之处 3 布朗运动和分子热运动的比较 名师点睛 1 扩散现象直接反映了分子的无规则运动 并且可以发生在固体 液体 气体任何两种物质之间 2 布朗运动不是分子的运动 是液体分子无规则运动的反映 即时应用2 关于布朗运动的下列说法中正确的是 a 布朗运动就是分子的无规则运动b 布朗运动是组成固体颗粒的分子无规则运动的反映c 布朗运动是液体或气体分子无规则运动的反映d 阳光从缝隙射入教室 从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动 解析 选c 布朗运动是在显微镜下观察到的微小颗粒的运动 这种现象间接的反映了液体或气体分子的运动 故a b d错误 c正确 三 物体内能的理解1 分子力与分子势能 1 分子间的相互作用力 分子力是引力与斥力的合力 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 但总是斥力变化得较快 如图13 1 1所示 图13 1 1 当r r0时 f引 f斥 f 0 当rr0时 f引和f斥都随距离的增大而减小 但f引 f斥 f表现为引力 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 2 分子势能分子势能是由分子间相对位置而决定的势能 它随着物体体积的变化而变化 与分子间距离的关系为 当r r0时 分子力表现为引力 随着r的增大 分子引力做负功 分子势能增大 当r r0时 分子力表现为斥力 随着r的减小 分子斥力做负功 分子势能增大 当r r0时 分子势能最小 但不为零 为负值 因为选两分子相距无穷远时分子势能为零 分子势能曲线如图13 1 2所示 图13 1 2 2 温度温度在宏观上表示物体的冷热程度 在微观上表示分子的平均动能 即温度是物体分子平均动能大小的标志 对个别分子来说温度是没有意义的 3 物体的内能和机械能的比较 名师点睛 1 物体分子的平均动能与温度有关 温度越高 平均动能越大 物体的分子势能和体积有关 但体积越大 分子势能不一定就越大 如0 的水结成0 的冰后体积变大 但分子势能却减小了 2 理想气体分子间相互作用力为零 故分子势能忽略不计 一定质量的理想气体内能只与温度有关 3 内能是对物体的大量分子而言的 不存在某个分子的内能的说法 即时应用3 2010年高考全国卷 改编 图13 1 3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 图13 1 3 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引力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 选c 在ep r图中 当r r2时ep最小 说明r2 r0 即分子力为零时的分子间距 再利用f r图即可知正确答案为c 经典题型探究 2010年高考江苏卷 已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1 3kg m3和2 1kg m3 空气的摩尔质量为0 029kg mol 阿伏加德罗常数na 6 02 1023mol 1 若潜水员呼吸一次吸入2l空气 试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数 结果保留一位有效数字 思路点拨 解决此题把握以下两点 1 海岸上和海底吸入相同体积的空气 但密度不同 2 用阿伏加德罗常数建立宏观量和微观量的联系 答案 3 1022个 如图13 1 4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13 1 4 a ab为斥力曲线 cd为引力曲线 e点横坐标的数量级为10 10mb ab为引力曲线 cd为斥力曲线 e点横坐标的数量级为10 10mc 若两个分子间距离大于e点的横坐标 则分子间作用力表现为斥力d 若两个分子间距离越来越大 则分子势能亦越来越大 思路点拨 明确分子力概念及分子力 引力和斥力 随分子间距离变化而变化的规律是解题的关键 解析 e点横坐标等于分子平衡距离r0 应为10 10m 因平衡距离之内 分子斥力大于分子引力 分子力表现为斥力 则ab为引力曲线 cd为斥力曲线 b对 两分子间距离大于e点的横坐标 即r r0时 作用力的合力表现为引力 c错 若r r0时 当两分子间距离增大时 合力做正功 分子势能减小 d错 答案为b 答案 b 规律总结 引力和斥力都随分子间距离变化而变化 但总是斥力变化得快 当r 10 10m时引力和斥力相等 这是分子力变化的转折点 下列说法正确的是 a 物体的温度升高时 其内部每个分子热运动动能一定都增大b 一切物体的内能都是物体内所有分子热运动动能的总和c 当液体被压缩时 液体内分子的引力和斥力同时增大 但斥力增大得较快d 一定质量的气体被压缩时 其内能一定增大 思路点拨 根据物体内能的概念及温度与分子平均动能的关系 分子力做功与分子势能变化的关系分析判断 解析 物体的温度升高是指分子的平均动能增大 并不是每个分子的动能都增大 故a不正确 物体的内能是所有分子的动能和势能的总和 故选项b不正确 分子间的作用力随距离的减小而增大 但斥力增大得较快 故选项c是正确的 改变