83　第十四章　第74课时　分子动理论　内能　固体　液体

第十四章热学第十四章热学课程标准1．了解分子动理论的基本观点及相关的实验证据。通过实验，了解扩散现象，观察并能解释布朗运动。2．了解分子运动速率的统计分布规律，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；观察液体的表面张力现象，了解表面张力产生的原因；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，能进行相关的计算。5．知道热力学第一定律，理解能量守恒定律，体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律。第十四章热学考情分析

第74课时分子动理论内能固体液体[学习目标]

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。考点1微观量的估算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。10-106.02×1023

组成物体的分子很小，用肉眼无法直接观察，如图所示是用放大几亿倍的扫描隧道显微镜观察到的石墨表面原子的照片，每个亮点都是一个碳原子。(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)已知石墨的密度、摩尔质量以及阿伏加德罗常数，可以估算石墨分子的直径。 (

)×

√

√√

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。考点2扩散现象布朗运动与分子热运动不同越高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。微粒液体分子小

高无规则(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。 (

)×

√

×[典例2]

(人教版选择性必修第三册习题改编)某同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉微粒的运动。他把小微粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，并用折线依次连接各个记录点，如图所示，则该图直接体现了(

)A．在每个时间间隔内液体分子做直线运动B．在每个时间间隔内花粉微粒做直线运动C．花粉微粒的运动是无规则的D．液体分子的运动是无规则的√C

[题图中的折线是花粉微粒在不同时刻的位置的连线，既不是固体颗粒的运动轨迹，也不是液体分子的运动轨迹，题图中的折线没有规则，直接体现了花粉微粒的运动是无规则的，间接反映了液体分子的运动是无规则的，C正确，A、B、D错误。]归纳总结：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分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点(1)都是无规则运动；(2)都随温度的升高而更加剧烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动考点3分子间的作用力分子势能和物体的内能一、分子间的作用力1．物质分子间存在空隙。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。2．实际表现出的分子力是引力和斥力的______。二、温度和温标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。减小增大斥合力温度三、分子动能和分子势能1．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______。分子热运动温度总和2．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。相对位置分子间距离体积四、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______。动能分子势能温度体积无关做功传热(1)分子间同时存在引力与斥力，分子力是二者合力的表现。 (

)(2)温度、分子动能、分子势能或内能只对大量分子才有意义。 (

)(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)1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能。 (

)√

√

√

√[典例3]

(2025·山东卷)分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于r0时分子势能Ep为0，则(

)A．只有r大于r0时，Ep为正B．只有r小于r0时，Ep为正C．当r不等于r0时，Ep为正D．当r不等于r0时，Ep为负√C

[根据题图可知，当r＝r0时，分子间作用力为0，当r>r0时，分子间作用力表现为引力，当0<r<r0时，分子间作用力表现为斥力，所以随着分子间距离接近r0，分子间作用力做正功，分子势能减小，则当r＝r0时，分子势能最小，又此时分子势能为0，所以当r不等于r0时，分子势能Ep为正，C正确。]拓展思考

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，则图中分子力和分子势能会怎样变化?[解析]

分子从无限远靠近到距离为r0的过程中，分子间距离大于r0时，分子间表现为引力，分子力做正功，分子势能变小；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。[答案]见解析归纳总结：分子力及分子势能的规律项目分子力F分子势能Ep图像

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≈0一、固体1．分类：固体分为______和________两类。晶体又分为________和________。考点4固体、液体的性质晶体非晶体单晶体多晶体2．晶体和非晶体的比较项目晶体非晶体单晶体多晶体外形有规则的几何形状没有确定的几何形状没有确定的几何外形熔点确定______不确定物理性质各向异性各向同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______确定转化二、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(1)单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。 (

)×

×

√[典例4]

(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，水滴以椭球形分布在玻璃表面时，下列说法正确的是(

)A．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．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

[浸润即液体在与固体表面接触时能够润湿固体并附着在固体表面上的现象，水滴以椭球形分布在玻璃表面时，玻璃和水不浸润，故A错误；由于液体表面张力的作用，水滴呈球形，但在重力的作用下水滴呈椭球形，故B正确；水滴表面分子比水滴的内部稀疏，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，分子间作用力表现为引力，使表面层分子有收缩的趋势，从而形成球形，故C错误，D正确。][典例5]

(2025·山东济南模拟)对下列几种固体物质的认识正确的有(

)A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于石墨是非晶体，金刚石是晶体√A

[食盐熔化过程中，温度保持不变，即熔点一定，说明食盐是晶体，故A正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，只能说明云母片是晶体，故B错误；天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列规则，故C错误；组成石墨和金刚石的化学元素是相同的，都是碳原子，它们的物理性质不同，是由于碳原子排列结构不同，故D错误。]课时作业(七十四)分子动理论内能固体液体题号135246879101．(人教版选择性必修第三册习题改编)石墨烯是一种由碳原子紧密堆积成单层二维六边形晶格结构的新材料，一层层叠起来就是石墨，1毫米厚的石墨约有300万层石墨烯。下列说法正确的是(

)A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体B．石墨烯中的碳原子始终静止不动C．石墨烯熔化过程中碳原子的平均动能不变D．石墨烯中的碳原子对称排列，表现为各向同性√C

[石墨有规则的几何形状是晶体，石墨烯是石墨中提取出来的新材料，也有规则的几何形状，石墨烯是晶体，故A错误；石墨烯中的碳原子是一直运动的，故B错误；石墨烯是晶体，在熔化过程中，温度不变，碳原子的平均动能不变，故C正确；石墨烯中的碳原子有规则对称排列，石墨烯是晶体，表现为各向异性，故D错误。]题号135246879102．(2025·辽宁大连一模)关于热现象，下列说法正确的是(

)A．温度是分子热运动剧烈程度的标志B．液体分子永不停息的无规则运动称为布朗运动C．内能是物体中所有分子热运动动能的总和D．一定质量的理想气体，压强仅与气体分子的平均动能有关√题

[温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大，故A正确；悬浮在液体中小微粒的无规则运动称为布朗运动，液体分子的无规则运动称为热运动，故B错误；根据内能的定义可知，内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和，故C错误；从微观角度可知气体压强不仅与分子的平均动能有关，还与分子的密集程度有关，故D错误。]题号135246879103．(人教版选择性必修第三册习题改编)如图所示为模拟气体压强产生机理的实验，在一定时间内将100颗豆粒从秤盘上方20cm高度处均匀连续倒在秤盘上，观察指针摆动情况。关于该实验，下列说法正确的是(

)A．仅将释放位置升高，指针示数不变B．仅将释放位置升高，可模拟温度升高对气体压强的影响C．仅增加豆粒数量，可模拟温度降低对气体压强的影响D．仅增加豆粒数量，可模拟体积增大对气体压强的影响√题

[仅将释放位置升高，则豆粒到达秤盘上的速度变大，即豆粒到达秤盘后的动量变化量变大，由动量定理有Ft＝Δp，所以其作用力变大，即指针示数变大，故A错误；仅将释放位置升高，豆粒到达秤盘的速度变大，即气体分子的速率变大，所以可模拟温度升高对气体压强的影响，故B正确；仅增加豆粒的数量，即气体分子的数密度增大，所以可模拟体积减小对气体压强的影响，故C、D错误。]135246879104．(2025·黑吉辽蒙卷)某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体(

)A．内能变小B．压强变大C．分子的数密度变大D．每个分子动能都变大√题/p>

题号题号135246879105．(2025·广东广州模拟)关于下列各图所对应现象的描述，正确的是(

)

A．图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用B．图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力C．图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯D．图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来√题

[水黾可以停在水面是因为水的表面张力，故A错误；水银的表面张力比较大，同时水银不浸润玻璃，这就导致了水银在玻璃容器中会尽可能地减少表面积，从而形成球状，故B正确；当一根内径很细的管垂直插入液体中，浸润液体在管内上升，而不浸润液体在管内下降，故C错误；拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细现象减少水分蒸发，故D错误。]题/p>

√

题号135246879107．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√题

[液晶是介于晶体和液体之间的中间状态，既具有液体流动性又具有晶体光学性质的各向异性，故A、B错误；不通电时，即在自然条件下，液晶层中的液晶分子无规则排列，入射光在液晶层发生了漫反射，穿过玻璃的光线少，所以像毛玻璃不透明，通电时，液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列，垂直玻璃入射的入射光在通过液晶层后按原方向传播，故C错误，D正确。]题号135246879108．某同学制作了一个小型喷泉装置，如图甲所示，两个瓶子均用瓶塞密闭，两瓶用弯管连通，左瓶插有两端开口的直管。左瓶装满水，右瓶充满空气。用沸水浇右瓶时，左瓶直管有水喷出，如图乙所示，水喷出的过程中，装置内的气体(

)A．内能比浇水前大B．压强与浇水前相等C．所有分子的动能都比浇水前大D．对左瓶中水做的功等于水重力势能的增量√题

[用沸水浇右瓶时，装置内气体的温度升高，所以内能增大，故A正确；水能喷出的原因是装置内气体的压强增大，故B错误；装置内气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大，故C错误；水喷出时有动能，故装置内气体对水做的功等于水动能的增量和重力势能增量之和，故D错误。]题号135246879109．(2025·江苏卷)一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与甲状态相比，该气体在乙状态时(

)A．分子的数密度较大B．分子间平均距离较小C．分子的平均动能较大D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少√题

[根据题意，一定质量的理想气体，甲、乙两个状态下气体的体积相同，所以分子数密度相同、分子的平均距离相同，故A、B错误；根据题图可知，乙状态下气体速率大的分子占比较