第十五章第1讲分子动理论内能

第十五章热学

分子间作用力与分子

2020•北京卷T10

间距离的关系

固体2020•江苏卷T13A(1)

2022・山东卷・T152022・广东卷・T15(2)2022•湖南

卷T15Q)

气体实验定律、理想

2022•河北卷-T152021・广东卷-T152021•湖南

气体状态方程

考情卷T15(2)

分析2021•河北卷-T15(2)2020•山东卷T15

2022•北京卷732022•江苏卷472022•辽宁卷・T6

热力学图像、热力学2022・湖北卷・T32022•山东卷-T52021•湖南

定律卷T15(l)

202卜河北卷・T15(1)2020•江苏卷T13A(3)

实验：用油膜法估测

2019全国卷IHT33(1)

油酸分子的大小

雾霾天气、高压锅、气压计、蛟龙号深海探测器、喷

生活实践类

雾器、拔罐、保温杯、输液瓶、氧气分装等

试题

分子动理论、固体和液体的性质、气体实验定律、然

情境

学习探究类力学定律、用油膜法估测油酸分子的大小、探究等温

情况下一定质量气体压强与体枳的关系

第1讲分子动理论内能

【目标要求】I.掌握分子模型的构建与分子直径的估算方法，了解分子动理论的基本观点2

了解犷散现象并能解释布朗运动.3.知道分子间作用力随分了•间距离变化的图像.4.了解物体内

能的决定因素.

考点一微观量估算的两种“模型”

■梳理必备知识

1.分子的大小

(1)分子的直径(视为球模型)：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

(1)1mol的任何物质都含有相同的粒子数.通常可取NA=mol-'；

(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.

■判断正误,

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.已知铜的密度、摩尔质量以及阿伏加德罗常数，可以估算铜分子的直径.()

■提升关键能力

1.微观量与宏观量

(1)微观量：分子质量mo、分子体积％、分子直径4等.

(2)宏观量：物体的质量〃八摩尔质量M、物体的密度小物体的体积人摩尔体积匕nol等.

2.分子的两种模型

(1)球模型：得直径"=\华常用于固体和液体).

(2)立方体模型：%=力,得边长"=砺(常用于气体).

3.几个重要关系

(1)一个分子的质量：〃?o=M.

NA

(2)一个分子的体积：匕=学生注意：对于气体，匕)表示一个气体分子占有的空间).

NA

(3)1mol物体的体积：入»]=".

P

考向1微观量估算的球体模型

【例I】(2023•宁夏根川二中质检)浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝

胶，它刷新了目前世界上最轻材料的记录，弹性和吸油能力令人惊喜.这种固态材料密度仅

为空气密度的1,设气凝胶的密度为〃，摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则下列说法不

6

正确的是（）

A.〃千克气凝胶所含分子数为N="NA

M

B.气凝胶的摩尔体积为看“="

P

C.每个气激胶分子的体积为h=M

N\p

D.每个气凝胶分子的直径为

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考向2微观量估算的立方体模型

m2]（2023•河北衡水市月考）轿车中的安全气囊能有效保隙驾乘人员的安全.轿车在发生一

定强度的碰撞时，叠氮化钠（亦称“三氮化钠”，化学式NaN3）受撞击完全分解产生钠和氮气

而充入气囊.若充入氮气后安全气囊的容积P=56L,气囊中氮气的密度p=1.25kg/m3,已

知氮气的摩尔质量M=28g/mol,阿伏加德罗常数M=6X1（）23]桢口，请估算：（结果均保留

一位有效数字）

（1）一个氮气分子的质量〃，

⑵气囊中氮气分子的总个数M

（3）气囊中氮气分子间的平均距离r.

m4］以下关于热运动的说法正确的是()

A.水流速度越大，水分子的热运动越剧烈

B.水凝结成冰后，水分子的热运动停止

C.水的温度越高，水分子的热运动越剧烈

D.水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大

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考点三分子间作用力、分子势能和内能

■梳理必备知识

1.分子间的作用力

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

，但斥力变化得较快.

2.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

①所有分子动能的.

②是分子热运动的平均动能的标志.

3.分子势能

(1)分子势能的定义

由分子间的决定的能，在宏观上分子势能与物体有关，在微观上

与分子间的有关.

(2)分子势能与分子间距离的关系

分子间的作用力人分子势能却与分子间距离厂的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能

Ep=O).

①当〃＞八)时，分子间的作用力表现为引力，当〃增大时，分子间的作用力做负功，分子势能

增大.

②当,•〈7,0时，分子间的作用力表现为斥力，当厂减小时，分子间的作用力做负功，分子势能

增大.

③当/“时，分子势能最小.

4.物体的内能

(1)内能：物体中所有分子的与的总和.

(2)决定因素：、和物质的量.

(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.

5.温度

(1)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：7=/+273.15K.

■判断正误--------------------------------------------------------------------------

1.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而增大.()

2.分子动能指的是由于分子定向移动具有的能.()

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，它们的平均分子动能一定相同.()

5.若不计分子势能，则质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能.()

■提升

分析物体内能问题的五点提醒

(I)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法.

(2)内能的大小与温度、体积、物质的量和物态等因素有关.

(3)通过做功或传热可以改变物体的内能.

(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能都相同.

(5)内能由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关.任何物体都具有内能,

恒不为零.

m5］关于内能，下列说法正确的是()

A.1克100℃的水的内能等于1克100c的水蒸气的内能

B.质量、温度、体积都相等的物体的内能一定相等

C.内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能把等

D.一个木块被举高，组成该木块的所有分子的分子势能都增大

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［例6］(2023•北京市顺义区统练)如图，这是两分子系统的分子势能昂与两分子间距离，的关

系图像，下列说法正确的是（）

A.当,•=〃时，分子间的作用力为零

B.当心时，分子间的作用力表现为引力

C.当尸由门变到，，2的过程中，分子势能逐渐变大

D.当，,由门变到的过程中，分子间的作用力做正功

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[例7]（202。全国卷IS3。））分子间作用力/与分子间距r的关系如图所示，r=n时