高考物理一轮复习 专题十三 热学 第1讲 分子动理论 内能课件.ppt

专题十三热学 第1讲 分子动理论内能 考点1 分子动理论 1 物体是由大量分子组成的 10 10 10 26 1 分子直径大小的数量级为 m 2 一般分子质量的数量级为 kg 3 阿伏加德罗常数na 1mol的任何物质所含的分子数 na mol 1 6 02 1023 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微小颗粒的永不停息的无规则运动 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 越激烈 高 液体分子 小 高 3 分子力 引力 斥力 合力 1 分子间同时存在着 和 实际表现的分 子力是它们的 减小 快 2 引力和斥力都随着距离的增大而 但分子间距离变化相等时斥力比引力变化得 3 分子间的作用力随分子间距离r变化的关系如图13 1 1所示 当r r0时 表现为 当r r0时 分子力为 当r r0时 表现为 当r 10r0时 分子 力变得十分微弱 可忽略不计 斥力 零 引力 图13 1 1 考点2 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 是分子平均动能的标志 物体温度升高 表明分子热运动的 增大 温度 平均动能 间距 2 分子势能 与分子 有关 分子势能的大小随分子间距离的变化曲线如图13 1 2所示 规定分子间距离无穷远时分子势能为零 图13 1 2 3 物体的内能 物体中所有分子热运动的 与 的总和 物体的内能跟物体的 及物体的 都有关系 动能 分子势能 温度 体积 摩尔数 或分子数 考点3 用油膜法估测分子的大小 将油酸滴在水面上 让油酸尽可能散开 可认为油酸在水面上形成 油膜 如果把分子看成 单层分子油膜的厚度就可以看成油酸分子的直径 如图13 1 3所示 测出油酸的体积v和油膜的面积s 就可以算出分子的直径d 单层分子 球形 vs 图13 1 3 说法不正确的是 基础自测 1 多选 2016年山东威海模拟改编 下列关于分子运动的 a 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数 仅与单位体积内的分子数有关b 布朗运动是液体分子的运动 它说明分子永不停息地做无规则热运动c 当分子间的引力和斥力平衡时 分子势能最小d 如果气体分子总数不变 而气体温度升高 气体的平均动能一定增大 因此压强也必然增大e 内能不同的物体 它们分子热运动的平均动能可能相同答案 abd 2 多选 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 质量相等的两个物体 温度高的内能不一定大c 分子间作用力的合力总是随分子间距离的增大而减小d 即使制冷技术不断提高 绝对零度也不能达到e 用打气筒向篮球充气时需要用力 说明气体分子间有斥力答案 abd 3 多选 对于分子动理论和物体内能的理解 下列说法正确 的是 a 温度高的物体内能不一定大 但分子平均动能一定大b 外界对物体做功 物体内能一定增加c 温度越高 布朗运动越显著d 当分子间的距离增大时 分子间作用力的合力就一直减小e 当分子间作用力表现为斥力时 分子势能随分子间距离的减小而增大答案 ace 4 实验发现 在水深300m处 二氧化碳将变成凝胶状态 当水深超过2500m时 二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体 设在某状态下二氧化碳气体的密度为 摩尔质量为m 阿伏加德罗常量为na 将二氧化碳分子看做直径为d的球 球的体积 硬胶体后体积为多少 解 二氧化碳气体变成硬胶体后 可以看成是分子一个个紧密排列在一起的 故体积为v的二氧化碳气体质量为m v 则 热点1 利用阿伏加德罗常量进行微观量的估算 热点归纳 1 物质有固态 液态和气态三种情况 不同物态下应将分子看成不同的模型 1 固体 液体分子一个一个紧密排列 可将分子看成球形或立方体形 如图13 1 4所示 分子间距等于小球的直径或立 图13 1 4 2 气体分子不是一个一个紧密排列的 它们之间的距离很大 所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间 如图13 1 5所示 此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体 所以d 图13 1 5 2 宏观量与微观量的转换桥梁 作为宏观量的摩尔质量m 摩尔体积vm 密度 与作为微观量的分子直径d 分子质量m0 每个分子的体积v0都可通过阿伏加德罗常量联系起来 如下所示 典题1 2017年江苏卷 科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子 资料显示 某种蛋白的摩尔质量为 66kg mol 其分子可视为半径为3 10 9m的球 已知阿伏加 留1位有效数字 德罗常数为6 0 1023mol 1 请估算该蛋白的密度 计算结果保 热点2 布朗运动与分子热运动 热点归纳 布朗运动与分子热运动的比较 典题2 多选 关于布朗运动 下列说法正确的是 a 布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动b 布朗运动就是悬浮微粒的固体分子的无规则运动c 气体分子的运动是布朗运动d 液体中的悬浮微粒越大 布朗运动就越不明显e 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 布朗运动是液体分子撞击的不平衡引起的 间接反映了液体分子的无规则运动 选项b错误 a e正确 气体分子的运动不是布朗运动 选项c错误 布朗运动的剧烈程度与液体的温度以及颗粒的大小有关 液体中的悬浮微粒越大 布朗运动就越不明显 选项d正确 答案 ade 热点3考向1 分子间的作用力与分子势能分子间的相互作用力 热点归纳 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 但斥力总是变化得较快 如图13 1 6所示 图13 1 6 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 即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 典题3 多选 2017年安徽淮北第一中学检测 分子间同时存在相互作用的引力和斥力 分子力则是它们的合力 即表 现出来的力 关于分子间的引力 斥力说法正确的是 a 分子间的引力总是随分子间距的增大而减小b 分子间的斥力总是随分子间距的增大而减小c 分子力 合力 总是随分子间距的增大而减小d 分子间同时存在相互作用的引力和斥力 所以分子力不可能为零e 分子力表现为引力时 其大小有限 分子力表现为斥力时 可以很大 解析 分子间的引力总是随分子间距的增大而减小 选项a正确 分子间的斥力总是随分子间距的增大而减小 选项b正确 当分子间距大于r0时 分子斥力和引力的合力随着分子间距的增大先增大后减小 故c错误 分子间同时存在相互作用的引力和斥力 当r r0时 引力和斥力相等 此时分子力表现为零 选项d错误 分子力表现为引力时 其大小有限 分子力表现为斥力时 当r趋近于零时 斥力可以很大 选项e正确 答案 abe 考向2 分子势能 热点归纳 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 但不一定为零 可为负值 因为可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13 1 7所示 图13 1 7 典题4 多选 两个相距较远的分子仅在分子力的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 分子力f与分子间距r的关系是 当r r0时f为斥力 当r r0时f 0 当r r0时f为引力 综上可知 当两分子由相距较远逐渐达到最近的过程中分子力是先变大再变小后又变大 a项错误 分子力为引力时做正功 分子势能减小 分子力为斥力时做负功 分子势能增大 故b项正确 d项错误 因仅有分子力作用 故只有分子动能与分子势能之间发生转化 即分子势能减小时分子动能增大 分子势能增大时分子动能减小 其总和不变 c e项均正确 答案 bce 方法技巧 1 分子势能在平衡位置有最小值 无论分子间距离如何变化 靠近平衡位置 分子势能减小 反之增大 2 判断分子势能的变化有两种方法 看分子力的做功情况 直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断 但要注 意其和分子力与分子间距离的关系图线的区别 热点4 物体的内能 热点归纳 1 物体的内能与机械能的比较 2 内能和热量的比较 a 温度相等的1kg和100g的水内能相同b 物体内能增加 一定要从外界吸收热量c 热量只能从内能多的物体转移到内能少的物体d 在相同物态下 同一物体温度降低 它的内能会减少e 物体运动时的内能不一定比静止时的内能大 解析 影响内能大小的因素是体积 温度和分子总数 1kg水和100g水的质量不同 水分子总数不同 所以内能不同 故选