选修3-3---第1节 (2).ppt

第一节分子动理论内能 1 布朗运动 1 定义 悬浮微粒做的无规则运动 2 3 产生的原因 由各方向的液体分子对微粒碰撞的不平衡引起的 2 布朗运动与热运动的比较 应用提示 1 布朗运动是分子永不停息的做无规则热运动的间接反映 是微观分子热运动造成的宏观现象 2 布朗运动只能发生在气体 液体中 而扩散现象在气体 液体 固体之间均可发生 做布朗运动实验 得到某个观测记录如图12 1 1 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 自主解答 本题考查对布朗运动的理解 微粒在周围液体分子无规则碰撞作用下 做布朗运动 轨迹是无规则的 实际操作中不易描绘出微粒的实际轨迹 而按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线的无规则 也能充分反映微粒布朗运动的无规则 本实验记录描绘的正是某一粒子位置的连线 故选D 答案 D 答案 C 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 但总是斥力比引力变化的较快 如图12 1 2所示 1 当r r0时 F引 F斥 F 0 2 当r r0时 F引和F斥都随距离的减小而增大 但F引 F斥 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引 F斥 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 3 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 1 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 2 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 3 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 4 分子势能曲线如图12 1 3所示 4 物体的内能和机械能的比较 应用提示 1 物体的体积越大 分子势能不一定就越大 如0 C的水结成0 C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 故分子势能可忽略不计 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 不存在某个分子内能的说法 4 摄氏温度和热力学温度间的关系 T t T t 273 15K 1 如图12 1 4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为斥力 F 0为引力 a b c d为x轴上四个特定的位置 现把乙分子从a处由静止释放 则A 乙分子由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c的过程 动能先增后减D 乙分子由b到d的过程 两分子间的分子势能一直增加 2 一颗炮弹在空中以某一速度v飞行 有人说 由于炮弹中所有分子都具有这一速度 所以分子具有动能 又由于分子都处于高处 所以分子又具有势能 因此分子的上述动能和势能的总和就是炮弹的内能 试分析这种说法是否正确 2 实验步骤 1 往盛水浅盘里倒入约2cm深的水 然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上 2 用注射器或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时所需的滴数 3 用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液滴在水面上一滴 油酸就在水面上散开 形成一层纯油酸薄膜 4 待油酸薄膜的形状稳定后 将玻璃板放在盛水浅盘上 然后在玻璃板上用彩笔画下油酸薄膜的形状 5 将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上 数出轮廓内的小格子数 计算薄膜面积S 6 根据配制的油酸酒精溶液的浓度 算出一滴溶液中纯油酸的体积V 7 根据一滴纯油酸的体积V和薄膜面积S 计算薄膜厚度 即油酸分子的直径 1 在做 用油膜法估测分子的大小 实验时 已经准备的器材有 油酸酒精溶液 滴管 浅盘和水 玻璃板 彩笔 要完成本实验 还欠缺的器材有 2 在用油膜法估测分子直径的实验中 在哪些方面做了理想化的假设 实验中滴在水面的是酒精油酸溶液而不是纯油酸 且只能滴一滴 这是因为 在将酒精油酸溶液滴向水面前 要先在水面上均匀撒些痱子粉 这样做是因为 3 下面4个图反映 用油膜法估测分子的大小 实验中的4个步骤 将它们按操作先后顺序排列应是 用符号表示 4 在做用油膜法估测分子大小的实验中 已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为A 又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V 将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上 在玻璃板上描出油膜的边界线 再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上 如图12 1 6所示 测得油膜占有的小正方形个数为X 用以上字母表示油酸分子的大小d 从图12 1 6中数得油膜占有的小正方形个数为X 阿伏加德罗常数的有关计算 2010 扬州模拟 已知汞的摩尔质量为M 200 5 10 3kg mol 密度为 13 6 103kg m3 阿伏加德罗常数NA 6 0 1023mol 1 求 1 一个汞原子的质量 用相应的字母表示即可 2 一个汞原子的体积 结果保留一位有效数字 3 体积为1cm3的汞中汞原子的个数 结果保留一位有效数字 1 分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质 据此可判断下列说法中错误的是 A 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动 这反映了液体分子运动的无规则性B 分子间的相互作用力随着分子间距离的增大 一定先减小后增大C 分子势能随着分子间距离的增大 先减小后增大D 在真空 高温条件下 可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素 解析 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动 这是布朗运动 它间接反映了液体分子运动的无规则性 A正确 在r r0时 r增大 分子间的相互作用力减小 在r r0时 分子间的相互作用力为零 在r r0时 r增大 分子间的相互作用力是先变到最大 然后开始变小 最后趋向于零 故B错误 只有在分子间距离从小于r0变到大于r0的过程中 分子势能才是先减小后增大 C错误 利用分子扩散可以向半导体材料掺入其他元素 D正确 答案 BC 2 如图11 1 9所示 用F表示两分子间的作用力 Ep表示分子间的分子势能 在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中 A F不断增大 Ep不断减小B F先增大后减小 Ep则不断减小C F不断增大 Ep先增大后减小D F Ep都是先增大后减小 解析 分子间的作用力是矢量 分子势能是标量 由图象可知F先增大后变小 Ep则不断减小 B正确 答案 B 3 关于物体的内能 下列说法正确的是 A 热水的内能一定比冷水的大B 当温度等于0 C时 分子动能为零C 分子间距离为r0时 分子势能为零D 温度相等的氢气和氧气 它们的分子平均动能相等 解析 物体内能的多少除了与温度有关之外 还与物质的量 体积等因素有关 仅根据某一个方面不能比较两个物体内能的大小 因此热水的内能不一定比冷水大 选项A的说法错误 0 C是人为规定的一个温度标准 即使在零摄氏度以下 分子也在不停地无规则运动 因此0 C时分子动能不会等于零 选项B的说法错误 分子势能是相对的 零势能点的选取是任意的 在理论分析和计算中都以无穷远处为零势能点 因此当分子间距离为r0时 分子势能不一定为零 选项C的说法错误 选项D的说法是正确的 因为 温度是分子平均动能的标志 这个结论在中学的知识范围内还不能严格地加以证明 要把它作为一个结论记住 这是一个非常有用的结论 在很多问题中都要利用它进行判断 答案 D 4 在 用油膜法估测分子的大小 实验中 现有按体积比为n m配制好的油酸酒精溶液置于容器中 还有一个盛有约2cm深水的浅盘 一支滴管 一个量筒 请补充下述估测分子大小的实验步骤 1 需测量的物理量自己用字母表示 2 用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘 等油酸薄膜稳定后 将薄膜轮廓描绘在坐标纸上 如图12 1 10所示 已知坐标纸上每个小方格面积为S 求油膜面积时 半个以上方格面积记为S 不足半个舍去 则油膜面积为 3 估算油酸分子直径的表达式为d 5 清晨 湖中荷叶上有一滴约为0 1cm3的水珠 已知水的密度 1 0 103kg m3 水的摩尔质量M 1 8 10 2kg mol 试估算 1 这滴水珠中约含有多少个水分子 2 一个水分子的直径多大