教科版选修33 2.2温度　内能　气体的压强 学案.doc

2温度内能气体的压强学习目标 1.知道温度是分子热运动平均动能的标志，渗透统计的方法.2.知道分子势能随分子间距离变化的关系，理解分子势能与物体的体积有关.3.知道什么是内能，知道物体的内能跟物体的物质的量、温度和体积有关，知道内能和机械能的区别与联系.4.理解气体压强的微观意义一、分子动能温度导学探究分子处于永不停息的无规则运动中，因而具有动能(1)为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能？(2)物体温度升高时，物体内每个分子的动能都增大吗？(3)物体运动的速度越大，其分子的平均动能也越大吗？答案(1)分子动能是指单个分子热运动的动能，但分子是无规则运动的，因此各个分子的动能以及一个分子在不同时刻的动能都不尽相同，所以研究单个分子的动能没有意义，我们主要关心的是大量分子的平均动能(2)温度是大量分子无规则热运动的集体表现，含有统计的意义，对于个别分子，温度是没有意义的所以物体温度升高时，个别分子的动能可能减小，也可能不变(3)不是分子的平均动能与宏观物体运动的动能无关知识梳理1分子动能：由于分子永不停息地做无规则运动而具有的能量2温度：温度标志着物体内部大量分子做无规则热运动的剧烈程度，可以作为物体分子热运动的平均动能的量度3分子动能的理解(1)由于分子热运动的速率大小不一，因而重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值，即分子热运动的平均动能(2)温度是大量分子平均动能的标志，但对个别分子没有意义同一温度下，各个分子的动能不尽相同(3)分子的平均动能取决于物体的温度(4)分子的平均动能与宏观上物体的运动速度无关(填“有”或“无”)即学即用判断下列说法的正误(1)某物体的温度是0，说明物体中分子的平均动能为零()(2)物体温度升高时，每个分子的动能都增大()(3)物体温度升高时，分子的平均动能增大()(4)物体的运动速度越大，则物体的温度越高()二、分子势能内能导学探究(1)功是能量转化的量度，分子力做功对应什么形式的能量变化呢？(2)若分子力表现为引力，分子间距离增大时，分子力做什么功？分子势能如何变化？分子间距离减小时，分子力做什么功？分子势能如何变化？(3)若分子力表现为斥力，分子力做功情况以及分子势能的变化情况又如何呢？(4)分子动能和分子势能之和是机械能吗？答案(1)分子力做功对应分子势能的变化(2)负功分子势能增加正功分子势能减小(3)分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小；分子间距离减小时，分子力做负功，分子势能增大(4)不是物体中所有分子做热运动所具有的动能和分子势能的总和是内能知识梳理1分子势能(1)定义：分子间由分子力和分子间的相对位置决定的势能(2)决定因素宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关微观上：分子势能与分子之间的距离有关(3)分子力、分子势能与分子间距离的关系分子间距离rr0rr0，r增大rr0，r减小分子力等于零表现为引力表现为斥力分子力做功分子力做负功分子力做负功分子势能最小随分子间距离的增大而增大随分子间距离的减小而增大分子势能与分子间的距离的关系如图1所示图12内能(1)内能：物体中所有分子做热运动所具有的动能和分子势能的总和(2)任何物体在任何温度下都具有内能因为一切物体都是由做永不停息的无规则运动的分子组成的(3)内能的决定因素从微观上看，物体的内能大小由组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间距离三个因素决定从宏观上看，物体的内能由物体的物质的量、温度和体积三个因素决定(4)机械能与内能物体具有内能的同时也可以具有机械能当物体的机械能增加时，内能不一定(填“一定”或“不一定”)增加，但机械能与内能之间可以相互转化即学即用判断下列说法的正误(1)当分子间距离rr0时，分子间合力为0，所以分子势能为0.()(2)当r时，分子势能最小，且为0.()(3)当分子间距离由0逐渐增大到时，分子势能先减小后增大()(4)温度高的物体比温度低的物体内能多()(5)机械能越大的物体，内能也越大()(6)物体的内能与物体的温度和体积都有关系()三、气体的压强导学探究把一颗豆粒拿到台秤上方约10 cm的位置，放手后使它落在秤盘上，观察秤的指针的摆动情况如图2所示，再从相同高度把100粒或更多的豆粒连续地倒在秤盘上，观察指针的摆动情况使这些豆粒从更高的位置落在秤盘上，观察指针的摆动情况用豆粒做气体分子的模型，试说明气体压强产生的原理图2答案说明气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均动能，另一个是分子的密集程度知识梳理1气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的压力2产生原因：大量气体分子对器壁的碰撞引起的3决定因素：(1)微观上决定于分子的平均动能和分子的密集程度；(2)宏观上决定于气体的温度t和体积v.即学即用判断下列说法的正误(1)密闭容器中气体的压强是由气体的重力而产生的()(2)密闭容器中气体的压强是由于分子间的相互作用力而产生的()(3)温度越高，气体的压强越大()(4)气体压强由气体的体积和气体的密度决定()(5)气体分子的平均动能越大，分子越密集，气体压强越大()一、分子动能温度1温度是分子平均动能的标志温度越高，分子的平均动能越大，但个别分子的动能可能减小，也可能不变2由于分子永不停息地做无规则运动，所以分子平均动能不能为零3分子的平均动能与宏观物体运动的动能无关例1下列说法正确的是()a只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同b分子动能指的是由于分子定向移动具有的动能c100个分子的动能和分子势能的总和就是这100个分子的内能d温度高的物体中每一个分子的运动速率大于温度低的物体中每一个分子的运动速率答案a解析温度相同，物体分子的平均动能相同，a正确；分子动能是由于分子无规则运动而具有的动能，b错误；物体内能是对大量分子而言，对100个分子毫无意义，c错误；相同物质，温度高的物体分子平均速率大，温度是分子平均动能大小的标志，对单个分子没有意义，d错误二、分子势能内能1(1)如果取两个分子间相距无穷远时(此时分子间作用力可忽略不计)的分子势能为零，分子势能ep与分子间距离r的关系可用如图3所示的实线表示(分子力f与分子间距离r的关系如图中虚线所示)图3由图可知，当rr0时，f0，此时分子势能最小，且小于0；当rr0，随着r的增大，分子势能增大；当rr0，随着r的减小，分子势能增大(2)分子势能的变化情况只与分子力做功相联系分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大分子力做功的值等于分子势能的变化量2内能和机械能的区别与联系内能机械能对应的运动形式微观分子热运动宏观物体机械运动常见的能量形式分子动能、分子势能物体动能、重力势能或弹性势能影响因素物质的量、物体的温度和体积及物态物体的机械运动的速度、相对于零势能面的高度或弹性形变量大小永远不等于零一定条件下可以等于零联系在一定条件下可以相互转化例2(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不能再靠近在此过程中，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分子势能和分子动能之和不变答案bce解析由分子动理论的知识，当两个分子相互靠近，直至不能再靠近的过程中，分子力先是表现为引力且先增大后减小，之后表现为分子斥力，一直增大，所以a选项错误；分子引力先做正功，然后分子斥力做负功，分子势能先减小再增大，分子动能先增大后减小，所以b、c正确，d错误；因为只有分子力做功，所以分子势能和分子动能的总和保持不变，e选项正确针对训练(多选)图4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4a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答案bc解析当rr1时，r减小，ep增大，说明克服分子间作用力做功，也说明分子间作用力表现为斥力，因此选项b正确r1rr2时，分子势能随分子间距离的增大而减小，说明分子力做正功，因此分子间作用力表现为斥力，所以选项a、d均错rr2时分子间作用力为零，故选项c正确分子势能图象问题的解题技巧(1)要明确分子势能、分子力与分子间距离关系图象中拐点的不同意义.分子势能图象的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离r0，分子力图象与r轴交点的横坐标表示平衡距离r0.(2)要把图象上的信息转化为分子间距离，再求解其他问题.例3下列说法正确的是()a铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变b物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大ca、b两物体接触时有热量从物体a传到物体b，这说明物体a的内能大于物体b的内能da、b两物体的温度相同时，a、b两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同答案d解析解答本题的关键是对温度和内能这两个概念的理解温度是分子平均动能的标志，内能是所有分子热运动动能和分子势能的总和，故温度不变时，内能可能变化，a项错误；两物体温度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，但由km2知，分子的平均速率可能不同，故d项正确；最易出错的是认为有热量从a传到b，a的内能肯定大，其实有热量从a传到b，只说明a的温度高，内能大小还要看它们的总分子数和分子势能这些因素，故c项错误；机械运动的速度与分子热运动的平均动能无关，故b项错误故选d.三、气体的压强例4下列说法正确的是()a气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力b气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力c气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小d单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大答案a解析气体压强为气体分子对器壁单位面积的撞击力，故a正确，b错误；气体压强的大小与气体分子的平均动能和气体分子密集程度有关，故c、d错误气体压强问题的解题思路(1)明确气体压强产生的原因大量做无规则运动的分子对器壁频繁持续的碰撞.压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力；(2)明确气体压强的决定因素气体分子的密集程度与平均动能；(3)只有知道了这两个因素的变化，才能确定压强的变化，任何单个因素的变化都不能决定压强是否变化.1下列关于分子力和分子势能的说法正确的是()a当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大b当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小c当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大d当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小答案c解析当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力减小，分子力做负功，分子势能增大，所以a、b不正确；当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，所以c正确，d不正确2关于物体的内能，下列说法中正确的是()a机械能可以为零，但内能永远不为零b温度相同、质量相同的物体具有相同的内能c温度越高，物体的内能越大d0 c的冰的内能与等质量的0 c的水的内能相等答案a解析机械能是宏观能量，当物体的动能和势能均为零时，机械能就为零；而物体内的分子在永不停息地做无规则运动，且存在相互作用力，所以物体的内能永不为零，a项对；物体的内能与物质的量、温度和体积有关，b、c、d错误，故选a.3(多选)两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种理想气体，已知容器中气体的压强不相同，则下列判断中正确的是()a压强小的容器中气体的温度比较高b压强大的容器中气体单位体积内的分子数比较少c压强小的容器中气体分子的平均动能比较小d压强大的容器中气体分子对器壁单位面积的平均作用力比较大答案cd解析相同的密闭容器分别装有等质量的同种理想气体，说明它们所含的分子总数相同，即分子数密度相同，b错；压强不同，一定是因为两容器气体分子平均动能不同造成的，压强小的容器中分子的平均动能一定较小，温度较低，故a错，c对；压强大的容器中气体分子对器壁单位面积的平均作用力比较大，故d正确一、选择题1关于温度与分子动能的关系，下列说法正确的是()a某物体的温度为0 ，说明物体中分子的平均动能为零b温度是分子热运动平均动能的标志c温度较高的物体，其分子平均动能较大，则分子的平均速率也较大d物体的运动速度越大，则物体的温度越高答案b解析某物体温度是0 ，物体中分子的平均动能并不为零，因为分子在永不停息地做无规则运动，a错误；温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，由km2，知分子平均速率不一定大，b正确，c错误；物体内分子无规则热运动的速度与机械运动的速度无关，物体的运动速度越大，不能代表物体内部分子的热运动越激烈，所以物体的温度不一定高，d错误2(多选)对于20 的水和20 的水银，下列说法正确的是()a两种物体的平均动能相同b水银的平均动能比水的大c两种物体的平均速率相同d水银分子的平均速率比水分子的平均速率小答案ad解析温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体的分子的平均动能相同，故a对，b错；由km2，水银的摩尔质量大于水的摩尔质量，知d对，c错3下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能ep随分子间距离r变化关系的图线是()答案b解析当rr0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能ep增大；当rr0时，分子力为零，此时分子势能最小故选项b正确4(多选)关于分子势能和物体体积的关系，下列说法中正确的是()a当物体体积增大时，其分子势能必定增大b当物体体积增大时，其分子势能不一定增大c当物体体积减小时，其分子势能必定减小d当物体体积不变时，其分子势能一定不变答案bd解析物体的分子势能与体积不是单值对应的关系，分子势能相同，体积不一定相同，而体积不变，分子势能一定不变5(多选)有两个分子，它们之间的距离大于10r0，其