高中物理电磁感应选修3-3热学第1讲分子动理论内能.ppt

1、选修3-3 热学,2014高考导航,第1讲分子动理论内能,本节目录,基础再现对点自测,知能演练轻巧夺冠,考点探究讲练互动,技法提炼思维升华,要点透析直击高考,知识清单 一、分子动理论 1物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小 一般分子直径的数量级：_m； 估测的方法_. (2)一般分子质量的数量级：_kg； (3)阿伏加德罗常数：1 mol任何物质所含有的粒子数，用符号NA表示，NA_mol1.,1010,1026,油膜法,6.021023,2分子永不停息地做无规则热运动 一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动 (1)扩散现象 相互接触的不同物质彼此进入对方的现象温度_，扩散越快，可在固体

2、、液体、气体中进行 (2)布朗运动 悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒_，温度_，布朗运动越显著 3分子间存在着相互作用力 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_，但总是斥力变化得较快,越高,越小,越高,减小,增大,二、温度 1意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小) 2两种温标 (1)摄氏温标t：单位，在1个标准大气压下，水的_作为0 ，沸点作为100 ,在0 100 之间等分100份，每一份表示1 . (2)热力学温标T：单位K，把_作为0 K. (3)就每一度表示的冷热差别来说，两种温度是相同的，即Tt.只是零

3、值的起点不同，所以二者关系式为_. (4)绝对零度(0 K)：是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值,凝固点,273.15,Tt273.15,三、内能 1分子平均动能 所有分子动能的平均值_是分子平均动能的标志 2分子势能 由分子间_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 3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,温度,相对位置,体积,距离,热运动动能,分子势能,温度,体积,热身体验,12.下列关于布朗运动的说法，正确的是() A布朗运动是液体分子的无规则运动 B液体温度越高，悬浮粒子越大，布朗运动越剧烈

4、C布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的 D布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的,13.关于分子间的作用力，下列说法中错误的是(r0为分子平衡位置之间的距离)() A当分子间距离为r0时,它们之间既没有引力,也没有斥力 B分子间的平衡距离r0可以看成分子直径的大小，其数量级为1010 m C两个分子间的距离由较大逐渐减小到rr0的过程中，分子力先增大后减小，分子力为引力 D两个分子间的距离由极小逐渐增大到rr0的过程中，引力和斥力都同时减小，分子力为斥力,2关于热力学温度与摄氏温度，下列说法正确的是() A33.15 小于33.15 K B温度变化1 ，也就是温度

5、变化1 K C摄氏温度和热力学温度的零度是相同的 D温度由t 升到2t 时，对应的热力学温度由T K升至 2T K,31.关于物体的内能，下列说法中正确的是() A温度升高时，每个分子的动能都增大 B温度升高时，分子的平均动能增大 C机械能越大，分子的平均动能就越大 D机械能越大，物体的内能就越大 32.关于物体的内能，以下说法正确的是() A不同物体，温度相等，内能也相等 B所有分子的势能增大，物体内能也增大 C温度高的物体，分子平均动能大，内能不一定大 D只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等,热身体验答案与解析 11.解析：选B.分子直径的数量级是1010 m,是指一般分

6、子,不包括高分子化合物 12.解析：选D.布朗运动是悬浮在液体中的粒子的无规则运动,而不是液体分子的无规则运动，A项错误液体温度越高,分子热运动越剧烈，液体分子对悬浮粒子撞击力越大；悬浮粒子越小，对其撞击的液体分子数越少，悬浮粒子受到液体分子撞击作用的平衡性越弱，因而布朗运动越剧烈，所以B、C项错误，D正确 13.解析：选A.分子引力与斥力同时存在，rr0时，引力斥力，分子力为零，故A错；由分子力与分子间距离的关系知B、C、D正确,2解析：选B.由摄氏温标与热力学温标的关系可知33.15 240 K，B正确，A、C、D错误. 31.解析：选B.温度升高时，物体内分子的平均动能增加,但并不是每个

7、分子的动能都会增加，有的分子的动能可能会减小，所以A错误，B正确；物体的内能由物体内所有分子的动能和所有分子间的势能决定，和物体的机械运动无关，分子动能和势能与机械能无关，所以C、D均错误 32.解析：选C.物体的内能在宏观上是由温度、体积和物质的量决定的，所以A、D错C对；物体内能包括分子动能和势能两部分，故B错,解析：选C.M/(NA)是每个分子平均占据的空间并不一定是一个分子的体积，C选项错,二、微观分子热运动与其宏观表现的关系 1布朗运动的理解 (1)研究对象：悬浮在液体、气体中的小颗粒 (2)特点：永不停息无规则颗粒越小，现象越明显温度越高，运动越激烈肉眼看不到 (3)成因：布朗运动

8、是由于液体分子无规则运动对小颗粒撞击力的不平衡引起的，是分子无规则运动的反映 2布朗运动与扩散现象的异同 (1)它们都反映了分子在永不停息地做无规则运动 (2)它们都随温度的升高而表现得更明显 (3)布朗运动只能在液体、气体中发生，而扩散现象可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间,3布朗运动和分子热运动的比较,即时应用2下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中，错误的是() A扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动 B扩散现象与布朗运动没有本质的区别 C扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律 D扩散现象和布朗运动都与温度有关 解析：选B.扩散现

9、象与布朗运动都能说明分子做永不停息地无规则运动，故A对扩散是物质分子的迁移，布朗运动是宏观颗粒的运动,是两种完全不同的运动，故B错两个实验现象说明了分子运动的两个不同规律，则C正确两种运动随温度的升高而加剧，所以都与温度有关,三、分子力、分子势能和分子动能 1分子间的相互作用力 分子力是引力与斥力的合力分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小、随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快，如图所示 (1)当rr0时，F引F斥，F0； (2)当rr0时，F引和F斥都随距离的减小 而增大，但F引F斥，F表现为斥力； (3)当rr0时，F引和F斥都随距离的增大 而减小，但F引F斥，F表现为引力

10、； (4)当r10r0(109 m)时，F引和F斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F0),2分子势能 分子势能是由分子间相对位置而决定的势能，它随着物体体积的变化而变化，与分子间距离的关系为： (1)当rr0时，分子力表现为引力，随着r的增大，分子引力做负功，分子势能增大； (2)当rr0时，分子力表现为斥力，随着r的减小，分子斥力做负功，分子势能增大； (3)当rr0时，分子势能最小，但不为零，为负值，因为可选两分子相距无穷远时分子势能为零 (4)分子势能曲线如图所示,即时应用3(2013北京四中高三模拟)如图所示，用F表示两分子间的作用力，Ep表示分子间的分子势能，在两个分子

11、之间的距离由10r0变为r0的过程中() AF不断增大，Ep不断减小 BF先增大后减小，Ep不断减小 CF不断增大，Ep先增大后减小 DF、Ep都是先增大后减小 解析：选B.分子间的作用力是矢量，分子势能是标量，由图象可知F先增大后减小，Ep则不断减小，B正确,四、物体的内能和机械能的比较,特别提醒：(1)物体的体积越大，分子势能不一定就越大，如0 的水结成0 的冰后体积变大,但分子势能却减小了. (2)理想气体分子间相互作用力为零，故分子势能忽略不计,一定质量的理想气体内能只与温度有关 (3)机械能和内能都是对宏观物体而言的，不存在某个分子的内能、机械能的说法,即时应用4(2013泉州模拟)

12、下列说法中正确的是() A物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大 B物体的机械能为零时内能也为零 C物体的体积减小温度不变时，物体内能一定减小 D气体体积增大时气体分子势能一定增大 解析：选D.物体的机械能和内能是两个完全不同的概念物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定分子动能不可能为零(温度不可能达到绝对零度)，而物体的动能可能为零，所以A、B不正确物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能不一定减小，所以C也不正确由于气体分子间距离一定大于r0，体积增大时分子间距离增大,分子力做负功，分子势能增大，所以D正确.,5误差分析 (1)纯油酸体积的计算引起误

13、差 (2)油膜面积的测量引起误差主要是有两个方面： 油膜形状的画线误差； 数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差,【答案】B 【方法总结】由宏观量通过阿伏加德罗常数作桥梁，便可求出微观量应用公式时一定要注意各量的物理意义,考点2分子力、分子力做功和分子势能 (2012高考海南卷改编)两分子间的 斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系 如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标 为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法错误的是() A在rr0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小 B在rr0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小 C

14、在rr0时，分子势能最小，动能最大 D分子动能和势能之和在整个过程中不变,【解析】由Epr图可知：在rr0阶段， 当r减小时F做正功，分子势能减小，分子 动能增加，故选项A正确在rr0阶段， 当r减小时F做负功，分子势能增加，分子 动能减小，故选项B错误在rr0时，分 子势能最小，动能最大，故选项C正确在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变，故选项D正确 【答案】B,考点3对物体内能的认识 (1)气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子势能分别取决于气体的() A温度和体积 B体积和压强 C温度和压强 D压强和温度 (2)1 g

15、 100 的水和1 g 100 的水蒸气相比较，下列说法是否正确？ 分子的平均动能和分子的总动能都相同 它们的内能相同,【解析】(1)由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能是由分子间作用力和分子间距离共同决定的，宏观上取决于气体的体积因此选项A正确 (2)温度相同则说明它们的分子平均动能相同；又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同,所以说法正确； 当100 的水变成100 的水蒸气时，该过程吸收热量，内能增加，所以1 g 100 的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能，故说法错误 【答案】(1)A(2)见解析,考点4油膜法估

16、测分子大小 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： 往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定 将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小. 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积,将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是_(填写步骤前面的数字) (2)将1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为_m.(结果保留1位有效数字),【答案】 (1)(2)51010,思维建模建立分子模型估算分子大小 【范例】(14分)某房间的地面面积是15 m2，高3 m.已知空气的平均摩尔质量为2.9102 kg/mol.若房间内所有水蒸气凝化成水后的体积为103 cm3，已知水的密度1.0103 kg/m3，水的摩尔质量Mmol1.8102 kg. (1)求房间内空气的质量