1第一讲　分子动理论　内能

第十四章热学[新高考课程标准]1．了解分子动理论的基本观点及相关的实验证据。2．通过实验，了解扩散现象。观察并能解释布朗运动。了解分子运动速率分布的统计规律，知道分子运动速率分布图像的物理意义。3．了解固体的微观结构。知道晶体和非晶体的特点。了解液晶的性质及应用，了解材料科学的有关知识及应用。观察液体的表面张力现象，了解其原因。知道毛细现象。4．通过实验，了解气体实验定律。知道理想气体模型。能用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律。5．知道热力学第一定律。理解能量守恒定律，能用能量守恒的观点解释自然现象。体会能量守恒定律是最基本、最普通的自然规律之一。6．通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律。实验十九：用油膜法估测油酸分子的大小实验二十：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系[考情分析及命题规律]第一讲分子动理论内能知识梳理辨析PART01第一部分一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子的直径：数量级为__________m。②分子的质量：数量级为10－26kg。(2)阿伏加德罗常数①1mol的任何物质都含有相同的粒子数。通常可取NA＝____________mol－1。②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。10－10

6.02×10232．分子在做永不停息的无规则运动(1)扩散现象①定义：__________物质能够彼此进入对方的现象。②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的。温度__________，扩散得越快。不同越高(2)布朗运动①定义：悬浮在液体或气体中的__________的无规则运动。②实质：布朗运动反映了________________________的无规则运动。③特点：微粒越________，布朗运动越明显；温度越________，悬浮微粒的运动越激烈。(3)热运动①分子的永不停息的____________运动叫作热运动。②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。③温度是分子热运动剧烈程度的标志。微粒液体分子或气体分子小高无规则3．分子之间存在着相互作用力(1)物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是__________存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的__________。(2)分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而____________，随分子间距离的减小而__________，但斥力比引力变化得________。同时合力减小增大快(3)分子力与分子间距离的关系①当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为___________________。②当r＞r0时，F引＞F斥，分子力表现为__________。③当r＜r0时，F引＜F斥，分子力表现为__________。④当分子间距离大于10r0(约为10－9m)时，分子力很弱，可以忽略不计。零引力斥力【正误判断】1．(1)只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以估算出气体分子的直径。(

)(2)布朗运动是液体分子的无规则运动。(

)(3)温度越高，布朗运动越明显。(

)(4)扩散现象和布朗运动都是分子热运动。(

)×√××二、分子运动速率分布规律1．气体分子运动的特点(1)气体分子间距很大，分子力很弱，通常认为气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，气体充满它能达到的整个空间。(2)分子的数密度巨大，碰撞频繁，分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向任一方向运动的分子数目几乎相等。2．分子运动速率分布规律(1)分子做无规律运动，速率有大有小，但大量分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布规律。(2)温度升高，速率大的分子比例增多，速率分布规律不变。三、分子动能和分子势能1．分子的动能(1)分子动能是____________________所具有的动能。(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值，__________是分子热运动的平均动能的标志。(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的__________。温度总和做热运动的分子2．分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的______________________决定的能。(2)分子势能的决定因素①微观上：决定于________________和分子排列情况；②宏观上：决定于________________和状态。分子间距离体积相对位置3．物体的内能(1)定义：物体中所有分子的热运动________和______________的总和。(2)决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的______________和____________决定，即由物体内部状态决定。(3)影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小__________。(4)改变物体内能的两种方式：____________和__________。分子势能温度体积无关做功传热动能【正误判断】2．(1)运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动剧烈。(

)(2)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大。(

)(3)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大。(

)(4)内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同。(

)(5)1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能。(

)×√××√考点深度探究PART02第二部分1．分子模型考点一微观量估算的“两种建模方法”√√考点二布朗运动与分子热运动1．扩散现象、布朗运动与热运动的比较现象扩散现象布朗运动热运动活动主体分子微小固体颗粒分子区别分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间比分子大得多的微粒的运动，只能在液体、气体中发生

分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到现象扩散现象布朗运动热运动共同点(1)都是无规则运动；(2)都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动2.气体的分子动理论(1)气体分子间的作用力：气体分子之间的距离远大于分子直径，气体分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计，气体分子间除碰撞外无相互作用力。(2)气体分子的速率分布：表现出“中间多，两头少”的统计分布规律。(3)气体分子的运动方向：气体分子的运动是杂乱无章的，但向各个方向运动的机会均等。(4)气体分子的运动与温度的关系：温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的，温度升高，气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大。(2024·北京延庆区一模)1827年，英国植物学家布朗首先在显微镜下研究了悬浮在液体中的小颗粒的运动。某同学做了一个类似的实验，用显微镜观察炭粒的运动得到某个观测记录如图所示。图中记录的是(

)A．某个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．按相等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线√

以下现象中，主要是由分子热运动引起的是(

)A．菜籽油滴入水中后会漂浮在水面B．含有泥沙的浑水经过一段时间后会变清C．密闭容器内悬浮在水中的花粉颗粒移动D．荷叶上的水珠呈球形√[解析]

菜籽油滴入水中后会漂浮在水面主要是因为油的密度比水的密度小，A错误；含有泥沙的浑水经过一段时间后会变清是由于泥沙的平均密度大于水的密度，泥沙在重力的作用下向下沉，而上层水变清，B错误；密闭容器内悬浮在水中的花粉颗粒移动，是因为水分子热运动撞击花粉颗粒，造成了花粉颗粒受力不平衡，C正确；荷叶上的水珠呈球形是表面张力的作用，是分子间作用力的结果，D错误。(2024·广东揭阳市联考)夏季午后公路上地表温度可高达60℃，汽车在公路上高速行驶时，由于摩擦和高温的双重作用，汽车轮胎的温度会攀升得很快。图为空气分子在0℃和80℃时各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率变化的图像。根据图中提供的信息，图中曲线________是空气分子在80℃温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随分子速率的变化曲线；80℃时空气分子的平均速率比0℃

时空气分子的平均速率________(选填“大”或“小”)，导致空气分子与轮胎壁碰撞时作用力更大，很容易造成胎压过高，甚至导致爆胎，因此，夏季到来后需要及时对轮胎进行正确的检查。乙

大[解析]

由题图可知，80℃时具有最大比例的速率区间对应的速率大，则曲线乙是空气分子在80℃下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随分子速率的变化曲线。温度越高，大速率的分子所占的百分比越大，分子的平均动能越大，则80℃时空气分子的平均速率比0℃时空气分子的平均速率大，导致空气分子与轮胎壁碰撞时作用力更大，造成胎压过高。考点三分子力和物体内能分子力及分子势能项目分子力F分子势能Ep随分子间距离的变化情况r<r0F随r增大而减小，表现为斥力r增大，F做正功，Ep减小r＝r0F引＝F斥，F＝0Ep最小，但不为零r>r0r增大，F先增大后减小，表现为引力r增大，F做负功，Ep增大r>10r0引力和斥力都很微弱，F＝0Ep＝0(2023·高考海南卷，T5)两分子靠近过程中的示意图如图所示，r0为分子间的平衡距离，下列关于分子力和分子势能的说法正确的是(

)A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力B．分子从无限远靠近到距离r0处的过程中分子势能变大C．分子势能在r0处最小D．分子间距离在小于r0且减小时，分子势能在减小√[解析]

分子间距离大于r0时，分子间表现为引力，A错误；分子从无限远靠近到距离为r0的过程中，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能变小，B错误；分子间距离从r0开始减小的过程中，分子力表现为斥力，分子力做负功，分子势能变大，结合B项分析可知，分子势能在r0处最小，C正确，D错误。(2024·辽宁沈阳市质量监测三)设甲分子在坐标原点O处不动，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系如图中曲线所示，F＞0表现为斥力，F＜0表现为引力。a、b、c为r轴上三个特定的位置，若把乙分子从a处由静止释放(设无穷远处分子势能为零)，则(

)A．乙分子从a到c，分子力先减小后增大B．乙分子运动到c点时，动能最大C．乙分子从a到c，分子力先做正功后做负功D．乙分子运动到c点时，分子力和分子势能都是零√[解析]

由题图可知，乙分子从a到c，分子力先增大后减小，故A错误；从a到c，分子间作用力为引力，引力做正功，动能一直增加，当两分子间距离小于c时，表现为斥力，斥力做负功，所以乙分子运动到c点时，动能最大，故B正确；乙分子从a到c，分子力一直做正功，故C错误；乙分子运动到c点时，分子力为零，但由于分子力一直做正功，所以分子势能应小于零，故D错误。(2024·江苏苏北地区一模)如图所示，有一分子位于坐标原点O处不动，另一分子位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能Ep，分子间距离为无穷远时，分子势能E