高考物理一轮复习课件151分子动理论内能固体和液体

第十五章

热学第1讲

分子动理论内能固体和液体考情分析第十五章

热学第十五章

热学考情分析1.了解分子动理论的基本观点，了解物体内能的决定因素，掌握分子间距与分子势能的关系。2.了解气体分子运动的特点，能够从微观的角度解释气体压强。3.知道晶体和非晶体的特点，了解液体和液晶性质。第1讲

分子动理论内能固体和液体

【目标要求】0201目录CONTENTS0304分子动理论温度和内能分子运动速率分布规律

气体压强固体液体第1讲

分子动理论内能固体和液体一、分子动理论1.物质是由大量分子构成NA=6.02×1023mol-12.分子在不停的运动①扩散

②布朗运动3.分子间存在引力和斥力r0r0F斥F引rEpr0r第1讲

分子动理论内能固体和液体

3.改变内能的方式_______、_____________。1.EK=

2.EpA=

r0r0F斥F引rEpr0r∆U=W+Q一、分子动理论第1讲

分子动理论内能固体和液体

二、内能U分子力做正功Ep_______减小分子力做负功Ep_______增加=分子动能EK+分子势能Ep与分子距离r有关气体体积变小，外界对气体做____功，W____0，内能_____气体体积变大，外界对气体做____功，W____0，内能_____做功热传递正>增加负<减小三、分子运动速率分布规律

气体压强1.气体d≥10r0分子力忽略不计，无EP一、分子动理论第1讲

分子动理论内能固体和液体

二、内能U=分子动能EK+分子势能EpSvv3.这个分布状态与温度有关，温度升高时，速率大的分子所占比例较大，平均速率会增大。2.分子沿各个方向运动的机会均等，分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布。4.大量分子频繁碰撞器壁产生持续而稳定的压力。压强如何计算？Svv压强如何计算？②决定式:-F∆t=-Nmv-Nmv

N=ρ·v∆tSP=F=

·2mv

=-2Nmv三、分子运动速率分布规律

气体压强一、分子动理论第1讲

分子动理论内能固体和液体

二、内能U=分子动能EK+分子势能Ep5.气体压强①产生原因:气体分子持续撞击容器壁③决定因素:分子数密度

分子平均动能体积V温度T碰撞次数单个分子碰撞力注意:(1)微观上分子的平均动能、密集程度决定压强(2)宏观上气体的温度T和体积V决定压强(3)计算上可由单位时间单位面积上单个分子撞击力和碰撞次数决定压强③决定因素:分子数密度

分子平均动能体积V温度T碰撞次数单个分子碰撞力三、分子运动速率分布规律

气体压强第1讲

分子动理论内能固体和液体

Svv(4)P增大，单位时间内单位面积上碰撞次数N必然增多。大气压强宏观来看是由于大气层的重力产生。液体压强由液体的重力产生，完全失重状态下液体压强消失。气体压强由气体分子的无规则运动持续撞击容器壁产生，与气体状态无关。思考：气体、液体压强与大气压强的区别①深度越深，压强越大②同一高度压强相等①深度越深，压强越大②地球表面P0=1.01x105Par0四、固体

液体1.固体:d<r0①单晶体②多晶体③非晶体固定熔点各向异性规则形状有有有有无无无无无2.液体:d=r0①液晶：既有流动性，也具有各向异性。②液体表面d>r0，有表面张力汽表面层液体第1讲

分子动理论内能固体和液体

主题一、分子动理论(一)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1mol的任何物质都含有相同的分子数，通常可取NA＝

mol-1。一、分子动理论10-106.02×1023

一、分子动理论

一、分子动理论固体液体dddd气体dd

一、分子动理论1.铜的摩尔体积Vmol＝单个铜分子的体积V0＝

得:直径d≈2.84×10－10m

2.Vmol＝NAL3

≈3.34×10－9m(二)分子永不停息地做无规则运动1.扩散现象(1)定义：

种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物质迁移现象，温度

，扩散得越快。2.布朗运动(1)定义：悬浮

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

，运动越明显；温度越

，运动越明显。3.热运动(1)分子永不停息的

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。不同越高一、分子动理论微粒液体分子小高无规则(三)分子之间存在着相互作用力1.物质分子间存在空隙。2.分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而

，随分子间距离的减小而

，

力变化得较快。3.实际表现出的分子力是引力和斥力的

。分子力与分子间距离的关系图线如图所示。由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知：(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。减小增大斥一、分子动理论合力零引力斥力【判断正误】1.扩散现象和布朗运动都是分子热运动。(

)2.温度越高，布朗运动越明显。(

)3.在布朗运动中，固态或液态颗粒越大，布朗运动越明显。(

)4.当分子间的距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力。(

)5.当分子间距离r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力。(

)6.当分子间的距离r<r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表现为斥力。(

)×√×一、分子动理论×√×

B一、分子动理论

ABC一、分子动理论【典例3】下列说法正确的是()A.扩散现象是外界作用引起的B.布朗运动是液体分子的运动C.悬浮微粒越小，布朗运动越明显D.温度越低，分子热运动的平均动能越大C一、分子动理论主题二、温度和内能二、温度和内能1.温度一切达到热平衡的系统都具有相同的

。2.两种温标摄氏温标和热力学温标。摄氏温度与热力学温度的关系：T＝t＋273.15K。3.分子动能(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

。温度分子热运动温度总和4.分子势能(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：

和分子排列情况；②宏观上：

和状态。5.物体的内能(1)概念理解：物体中所有分子热运动

和

的总和，是状态量；(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)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

。相对位置分子间距离体积二、温度和内能动能分子势能温度体积无关做功传热【讨论交流】1.(1)请在如图所示坐标系中定性画出分子间的作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线。(2)根据图线完成下列问题：①当r>r0时，当r增大，分子间的作用力做

(填“正功”或“负功”)，分子势能

(填“减小”“不变”或“增大”)。②当r<r0时，当r减小，分子间的作用力做

(填“正功”或“负功”)，分子势能

(填“减小”“不变”或“增大”)。③当r＝r0时，分子势能

(填“最大”或“最小”)。2.一定质量的某种理想气体的内能由什么决定？质量和温度相同的不同理想气体内能相同吗？讨论交流二、温度和内能负功增大负功增大最小

只决定于温度质量和温度相同的不同理想气体分子个数不同，故内能不同。【典例4】(2023·海南卷·5)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C二、温度和内能【典例5】(2021·北京卷·4)比较45℃的热水和100℃的水蒸气，下列说法正确的是()A.热水分子的平均动能比水蒸气的大B.热水的内能比相同质量的水蒸气的小C.热水分子的速率都比水蒸气的小D.热水分子的热运动比水蒸气的剧烈B二、温度和内能主题三、分子运动速率分布规律气体压强的微观解释三、分子运动速率分布规律气体压强的微观解释1.气体分子运动的速率分布图像当气体分子间距离大约是分子直径的10倍时，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，速率大的分子所占比例较大，平均速率会增大，如图所示。2.气体压强的微观解释(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。(2)决定因素(一定质量的某种理想气体)①宏观上：决定于气体的温度和体积。②微观上：决定于分子的平均动能和分子的数密度。三、分子运动速率分布规律气体压强的微观解释【讨论交流】如图，为一定质量的某种理想气体在不同温度下的分子速率分布曲线。则：(1)

表示高温分布曲线(选填“A”或“B”)；图中两条曲线下面积

(选填“A大”“B大”或“相等”)。

B相等三、分子运动速率分布规律气体压强的微观解释(2)曲线A和B对应的气体内能U1

U2(选填“大于”“小于”或“等于”)。小于【典例6】关于气体压强的产生，下列说法正确的是()A.气体对器壁产生的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B.气体对器壁的压强是由于气体的重力产生的C.气体的温度越高，每个气体分子与器壁碰撞的冲力越大D.气体分子的平均动能增大，气体的压强一定增大A三、分子运动速率分布规律气体压强的微观解释主题四、固体

液体四、固体液体1.固体(1)分类：固体分为

和

两类。晶体又分为

和

。(2)晶体和非晶体的比较晶体非晶体分类比较晶体非晶体单晶体多晶体外形有规则的几何形状无确定的几何形状无确定的几何外形熔点确定______不确定单晶体多晶体确定分类比较晶体非晶体单晶体多晶体物理性质各向异性_________各向同性典型物质石英、云母、明矾、食盐各种金属玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青转化晶体和非晶体在一定条件下可以相互______各向同性转化四、固体液体1.固体(1)分类：固体分为

和

两类。晶体又分为

和

。(2)晶体和非晶体的比较晶体非晶体单晶体多晶体2.液体(1)液体的表面张力①作用效果：液体的表面张力使液面具有

的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，

形表面积最小。②方向：表面张力跟液面

，跟这部分液面的各条分界线

。③形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为

。收缩球相切垂直引力四、固体液体(2)浸润和不浸润①当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固体。反之，液体不浸润固体。②毛细现象：浸润液体在细管中

，不浸润液体在细管中

。四、固体液体玻璃面蜡面水银水(2)浸润和不浸润①当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固体。反之，液体不浸润固体。②毛细现象：浸润液体在细管中

，不浸润液体在细管中

。上升下降四、固体液体3.液晶(1)液晶的物理性质①具有液体的

。②具有晶体的

。(2)液晶的微观结构从某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的。流动性光学各向异性四、固体液体【判断正误】1.晶体的所有物理性质都是各向异性的。(

)2.液晶是液体和晶体的混合物。(

)3.在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用。(

)××√四、固体液体【典例7】“嫦娥六号”探测器胜利完成月球采样任务并返回地球。探测器上装有用石英制成的传感器，其受压时不同表面会产生不同的压电效应(即由压力产生电荷的现象)。如图所示，则下列说法正确的是()A.石英是非晶体B.石英没有确定的熔点C.石英内部分子按照一定的规律排列，具有空间上的周期性D.其导热性在不同表面也一定不同C四、固体液体【典例8】(多选)喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是防水剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果，水滴以椭球形分布在玻璃表面，无法停留在玻璃上，从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，如图所示，下列说法正确的是()A.图中的玻璃和水滴之间发生了浸润现象B.水滴呈椭球形是液体表面张力和重力共同作用的结果C.图中水滴表面分子比水滴的内部密集D.水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大BD四、固体液体【练习1】福建南平茶文化久负盛名，“风过武夷茶香远”“最是茶香沁人心”。人们在泡大红袍茶时茶香四溢，下列说法正确的是()A.茶香四溢是扩散现象，说明分子间存在着相互作用力B.茶香四溢是扩散现象，茶水温度越高，分子热运动越

剧烈，茶香越浓C.茶香四溢是布朗运动现象，说明分子间存在着相互作用力D.茶香四溢是布朗运动现象，说明分子在永不停息地做

无规则运动B课堂练习【练习2】关于液体和固体的一些现象，下列说法正确的是()A.图甲中水黾停在水面上是因为浮力作用B.图乙中石英晶体像玻璃一样，没有固定的熔点C.图丙中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴

说明水银不浸润玻璃D.图丁中组成晶体的微粒对称排列，形成很规则的几何空间点阵，

因此表现为各向同性C课堂练习【练习3】(多选)(下列说法中正确的是()A.压紧的铅块会“粘”在一起，说明分子间有引力B.气体难压缩，说明气体分子间存在斥力C.随着物体运动速度的增大，物体的分子动能也增大D.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，

其分子之间的势能增加AD课堂练习【练习4】通电雾化玻璃能满足玻璃的通透性和保护隐私的双重要求，被广泛应用于各领域。如图所示，通电雾化玻璃是将液体高分子晶膜固化在两片玻璃之间，未通电时，看起来像一块毛玻璃不透明；通电后，看起来像一块普通玻璃透明。可以判断一通电雾化玻璃中的液晶()A.是液态的晶体B.具有光学性质的各向同性C.不通电时，入射光在液晶层发生了

全反射，导致光线无法通过D.通电时，垂直玻璃入射的入射光在通过液晶层后按原有方向传播D课堂练习

A课堂练习【练习6】将一个分子固定在坐标原点O，另一个分子从无穷远处沿r轴逐渐向坐标原点O靠近，两分子之间的分子力F随分子间距r的变化关系如图所示。若规定两分子相距无穷远时，它们间的分子势能为零，下列说法正确的是()A.分子间距为r2时，两分子间的势能最小B.分子间距在O~r1之间，分子之间只存在斥力C.分子间距从r3减小到r1的过程中，分子间的引力一直在增大D.分子间距从r3减小到r1的过程中，分子间的势能先减小后增大C课堂练习【练习7】石墨烯中碳原子呈单层六边形结构。南京大学的科学家将多层石墨烯叠加，得到了一种