高考物理总复习第十一章热学选修第31讲分子动理论内能市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

热学(选修3－3)第十一章第31讲分子动理论内能1/37考纲要求考情分析命题趋势1.微观量估算Ⅰ2．分子力、分子势能与分子间距关系Ⅰ3．物体内能·全国卷Ⅲ，33(1)·广东卷，17·山东卷，37(1)·福建卷，29(1)·海南卷，17(1)高考对本部分知识考查主要以选择题或填空题形式出现，且为选考内容．高考只要求了解物理概念和物理规律确实切含义，了解物理规律适用条件.2/37栏目导航板块一板块二板块三板块四3/371．分子动理论基本观点和试验依据、阿伏加德罗常数(1)物体是由大量分子组成①分子大小a．分子直径(视为球模型)：数量级为_________m：b．分子质量：数量级为10－26kg.考点分子动理论内能10－104/37②阿伏加德罗常数a．1mol任何物质都含有相同粒子数．通常可取NA＝___________mol－1；b．阿伏加德罗常数是联络宏观物理量和微观物理量桥梁．(2)分子永不停息地做无规则运动①扩散现象a．定义：_________物质能够彼此进入对方现象；b．实质：扩散现象并不是外界作用引发，也不是化学反应结果，而是由分子无规则运动产生物质迁移现象，温度_________，扩散现象越显著．6.02×1023不一样越高5/37②布朗运动a．定义：悬浮在液体中_________永不停息地无规则运动；b．实质：布朗运动反应了_________无规则运动；c．特点：颗粒越_____，运动越显著，温度越______，运动越猛烈．③热运动a．分子永不停息地做_________运动叫做热运动；b．特点：分子无规则运动和温度相关，温度越高，分子运动越激烈．小颗粒液体分子小高无规则6/37(3)分子间同时存在引力和斥力①物质分子间存在空隙，分子间引力和斥力是______存在，实际表现出分子力是引力和斥力_______；②分子力随分子间距离改变关系：分子间引力和斥力都随分子间距离增大而_______，随分子间距离减小而_______，但斥力比引力改变得______；③分子力与分子间距离关系图线由分子间作用力与分子间距离关系图线(如图所表示)可知：a．当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为______；b．当r>r0时，F引>F斥，分子力表现为______；c．当r<r0时，F引<F斥，分子力表现为______；d．当分子间距离大于10r0(约为10－9m)时，分子力很弱，能够忽略不计．同时协力减小增大快零引力斥力7/372．温度是分子平均动能标志内能(1)温度一切到达热平衡系统都含有相同______．(2)两种温标摄氏温标和热力学温标．关系：T＝t＋273.15K.(3)分子动能①分子动能是_______________所含有动能；②分子热运动平均动能是全部分子热运动动能平均值，______是分子热运动平均动能标志；③分子热运动总动能是物体内全部分子热运动动能______．温度分子热运动温度总和8/37(4)分子势能①意义：因为分子间存在着引力和斥力，所以分子含有由它们____________决定能．②分子势能决定原因a．微观上：决定于_______________和分子排列情况，b．宏观上：决定于______和状态．相对位置分子间距离体积9/37(5)物体内能①概念了解：物体中全部分子热运动_____与_________总和，是状态量；②决定原因：对于给定物体，其内能大小由物体______和______决定，即由物体内部状态决定；③影响原因：物体内能与物体位置高低、运动速度大小______．④改变物体内能两种方式：______和___________．动能分子势能温度体积无关做功热传递10/371．判断正误(1)温度越高，扩散现象越显著．(

)(2)布朗运动是液体分子无规则运动．(

)(3)分子间引力和斥力都随分子间距减小而增大．(

)(4)－33℃＝240K．(

)(5)物体温度降低，其分子热运动平均动能增大．(

)(6)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离增大而增大．(

)(7)物体温度不变，其内能一定不变．(

)11/372．(微观量估算)已知地球半径为6.4×103km，水摩尔质量为1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol－1.构想将1kg水均匀地分布在地球表面，则1cm2地球表面上分布水分子数目约为()A．7×103个 B．7×106个C．7×1010个 D．7×1012个3．(多项选择)(内能了解)关于对内能了解，以下说法正确是(

)A．系统内能是由系统状态决定B．做功能够改变系统内能，不过单纯地对系统传热不能改变系统内能C．不计分子之间分子势能，质量和温度相同氢气和氧气含有相同内能D．1g100℃水内能小于1g100℃水蒸气内能BAD12/37一微观量预计13/3714/37微观量求解方法(1)分子大小、分子体积、分子质量属微观量，直接测量它们数值非常困难，能够借助较易测量宏观量结合摩尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量，其中阿伏加德罗常数是联络宏观量和微观量桥梁和纽带．(2)建立适当物理模型，通常把固体、液体分子模拟为球形或小立方体形．气体分子所占据空间则建立立方体模型．15/37[例1](·江苏盐城模拟)年2月，美国科学家创造出一个利用细菌将太阳能转化为液体燃料“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能．假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－6g水分解为氢气和氧气．已知水密度ρ＝1.0×103kg/m3，摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)被分解水中含有水分子总数N；(2)一个水分子体积V.16/37答案：

(1)3×1016个(2)3×10－29m317/371．热运动(1)定义：分子永不停息无规则运动．(2)特点：温度越高，分子无规则运动越猛烈．2．布朗运动在显微镜下看到悬浮在液体中小颗粒永不停息无规则运动．布朗运动间接反应了分子无规则运动，微粒越小，运动越显著；温度越高，运动越猛烈．二分子热运动与布朗运动18/373．布朗运动与分子热运动比较布朗运动分子热运动共同点都是无规则运动，都随温度升高而变得愈加猛烈不一样点小颗粒运动分子运动使用光学显微镜观察使用电子显微镜观察联络布朗运动是因为小颗粒受到周围分子热运动撞击力而引发，反应了分子做无规则运动19/37[例2](多项选择)以下哪些现象属于热运动(

)A．把一块平滑铅板叠放在平滑铝板上，经相当长一段时间再把它们分开，会看到与它们相接触面都变得灰蒙蒙B．把胡椒粉末放人菜汤中，最终胡椒粉末会沉在汤碗底，但我们喝汤时尝到了胡椒味道C．含有泥沙水经一定时间会变澄清D．用砂轮打磨而使零件温度升高解析：热运动在微观上是指分子运动，如扩散现象，在宏观上表现为温度改变，如“摩擦生热”、物体热传递等，而水变澄清过程是泥沙在重力作用下沉淀，不是热运动，C错误．ABD20/37对分子势能了解分子势能与分子间距离(宏观表现为物体体积)相关，分子势能大小随距离改变如图所表示，由图可知：三分子与分子势能1．当分子力为零时，即r＝r0时，分子势能不是零，而是最小．2．当r>r0时，分子力表现为引力，伴随分子间距离增大，分子需要不停克服分子力做功，分子势能增大．21/373．当r<r0时，分子力表现为斥力，伴随分子间距离减小，分子需要不停克服分子力做功，分子势能增大．4．分子势能数值和其它势能－样，也含有相对意义，由图可知，选无穷远处为零分子势能时，分子势能能够大于零，能够小于零，也能够等于零；但假如选r＝r0处为零势能点，则分子势能只能大于零．不过不论选哪个位置为零势能点，在r＝r0处罚子势能都是最小．5．物体体积改变，物体分子势能必定发生改变．22/37[例3](多项选择)(·福建福州市模块验收测试)两分子间斥力和引力协力F与分子间距离r关系如图中曲线所表示，曲线与r轴交点横坐标为r0.相距很远两分子在分子力作用下，由静止开始相互靠近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，以下说法正确是(

)A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．在r＝r0时，分子势能为零E．分子动能和势能之和在整个过程中不变ACE23/37解析：由Ep－r图可知：在r>r0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故A正确；在r<r0阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故B错误；在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，动能最大，故C正确，D错误；在整个相互靠近过程中，分子动能和势能之和保持不变，故E正确．24/37C25/372．(·上海青浦质检)因为两个分子间距离发生改变而使得分子势能变小，则能够判定在这一过程中()A．分子间相互作用力一定做了功B．两分子间相互作用力一定增大C．两分子间距离一定变大D．两分子间相互作用力一定是引力A26/373．如图所表示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处由静止释放，在分子力作用下靠近甲，图中点b是引力最大处，点d是两分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是()A．点a

B．点b

C．点c

D．点d解析：由分子力与分子之间距离图象能够看出．在a、b、c、d四点中，乙分子在点d时分子力最大，依据牛顿第二定律知在点d时乙分子加速度最大．D27/374．(多项选择)(·浙江宁波质检)以下说法正确是(

)A．温度低物体内能一定小B．温度低物体分子运动平均速率小C．温度升高，分子热运动平均动能一定增大，但并非全部分子速率都增大D．外界对物体做功时，物体内能不一定增加CD28/37解析：因为内能大小与物体温度、质量和体积都相关，如一杯热水内能必定小于一座冰山，温度低物体内能不一定小，故A错误；温度是分子平均动能标志，温度低物体分子运动平均动能一定小，但温度低物体内分子运动平均速率不一定比温度高物体内分子运动平均速率小，这是因为温度低物体分子可能质量较小，其平均速率反而更大，故B错误；温度越高，分子热运动平均动能越大，分子平均速率增大，这是统计规律，详细到少数个别分子，其速率改变不确定，所以仍可能有分子运动速率是非常小，故C正确；外界对物体做功时，若同时散热，由热力学第一定律知物体内能不一定增加，故D正确．29/37[例1](·福建厦门质检·6分)做布朗运动试验，得到某个观察统计如图所表示．图中统计是(

)A．分子无规则运动情况B．某个微粒做布朗运动轨迹C．某个微粒做布朗运动速度－时间图线D．按等时间间隔依次统计某个运动微粒位置连线30/37[答题送检]····································来自阅卷名师汇报错误致错原因扣分A把布朗运动当成份子运动，错选A－6B把布朗运动当成有规律运动，错选B31/37[规范答题]

[解析]

图中轨迹不是微粒运动轨迹，是按等时间间隔依次统计某个运动微粒位置连线，D正确．[答案]

D32/371．(多项选择)(·山东卷)墨滴入水，扩而散之，渐渐混匀．关于该现象分析正确是(

)A．混合均匀主要是因为碳粒受重力作用B．混合均匀过程中，水分子和碳粒都做无规则运动C．使用碳粒更小墨汁，混合均匀过程进行得更快速D．墨汁扩散运动是因为碳