人教版高考物理一轮复习第13章热学第1讲分子动理论内能课件

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第1讲　分子动理论　内能
一、分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数1．物体是由大量分子组成的(1)分子很小①直径数量级为 m。②质量数量级为 kg。(2)分子数目特别大阿伏加德罗常数NA＝ ml－1。
10－27～10－26
2．分子的热运动(1)扩散现象：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象。温度越 ，扩散越快。(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的 永不停息地做无规则运动。其特点是：①永不停息、 运动；②颗粒越小，运动越 ；③温度越高，运动越 。
3．分子间存在着相互作用力(1)分子间同时存在 和 ，实际表现的分子力是它们的 。(2)引力和斥力都随分子间距离的增大而 ，但斥力比引力变化得 。
二、温度是分子平均动能的标志、内能1．温度一切达到 的系统都具有相同的温度。2．两种温标摄氏温标和热力学温标。关系：T＝ K。
3．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的动能的平均值， 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 。
4．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微观上——决定于 和分子排列情况；宏观上——决定于 和状态。
5．物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动的 与分子 的总和，是状态量。(2)对于给定的物体，其内能大小由物体的 和 决定。(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小 。(4)改变内能的方式
1．微观量和宏观量(1)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。(2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vml、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。
2．科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示，某种蛋白的摩尔质量为66 kg/ml，其分子可视为半径为3×10－9 m的球，已知阿伏加德罗常数为6.0×1023 ml－1，则该蛋白的密度_________kg/m3。(假设蛋白分子为球形，计算结果保留一位有效数字)
3．某一体积为V的密封容器，充入密度为ρ、摩尔质量为M的理想气体，阿伏加德罗常数为NA，则该容器中气体分子的总个数N＝________。现将这部分气体压缩成液体，体积变为V0，此时分子间的平均距离d＝________。(将液体分子视为立方体模型)
易错警示 微观量估算的3点注意(1)微观量的估算应利用阿伏加德罗常数的桥梁作用，依据分子数N与摩尔数n之间的关系N＝n·NA，并结合密度公式进行分析计算。(2)注意建立正方体分子模型或球状分子模型。(3)对液体、固体物质可忽略分子之间的间隙；对气体物质，分子之间的距离远大于分子的大小，气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值不等于气体分子的体积，仅表示一个气体分子平均占据的空间大小。
1．布朗运动(1)研究对象：悬浮在液体或气体中的小颗粒。(2)运动特点：无规则、永不停息。(3)影响因素：颗粒大小、温度。(4)物理意义：说明液体或气体分子做永不停息地无规则运动。2．扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象。产生原因是分子永不停息地做无规则运动。
3．扩散现象、布朗运动与热运动的比较
4．(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是(　　 )A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
解析：扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项A正确。扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项B错误，C正确。扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项D正确。
5．(2021·福建省三明市一中高三检测)关于布朗运动，下述正确的有(　　 )A．布朗运动就是液体分子的热运动B．温度降低了，布朗运动也不会停息C．布朗运动说明了悬浮小颗粒内部分子是不停地无规则运动的D．悬浮在液体中的颗粒越大，撞击它的分子数越多，布朗运动越激烈
解析：布朗运动是悬浮在液体内部的固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故A错误；分子在永不停息地做无规则运动，温度降低了，布朗运动也不会停息，故B正确；布朗运动是悬浮在液体内部的固体小颗粒的运动，是液体分子做无规则运动的反映，不能说明悬浮小颗粒内部分子是不停地无规则运动，故C错误；悬浮在液体中的颗粒越大，撞击它的分子数越多，但液体分子对颗粒的碰撞越平衡，布朗运动越不明显，当悬浮在液体中的颗粒越小，液体分子对它的撞击越不平衡，布朗运动越激烈，故D错误。
6．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
解析：水流的速度是机械运动的速度，不同于水分子无规则热运动的速度，故A错误；分子永不停息地做无规则运动，故B错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的热运动越剧烈，故C正确；水的温度升高，水分子的平均动能增大，即水分子的平均运动速率增大，但不是每一个水分子的运动速率都增大，故D错误。
7．(多选)用显微镜观察水中的花粉，追踪某一个花粉颗粒，每隔10 s记下它的位置，得到了a、b、c、d、e、f、g等点，再用直线依次连接这些点，如图所示，则下列说法正确的是(　　 )A．连接这些点的折线就是这一花粉颗粒运动的径迹B．花粉颗粒的运动是水分子无规则运动的反映C．在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小相等D．从a点计时，经36 s，花粉颗粒可能不在d、e连线上
解析：根据题意，每隔10 s把观察到的花粉颗粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线，此图象是每隔10 s花粉颗粒的位置，而不是花粉颗粒的运动轨迹，故A错误；由图线的杂乱无章说明花粉颗粒做无规则运动，故B正确；在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小不一定相等，故C错误；从a点开始计时，经36 s，花粉颗粒可能在任意一点，可能不在d、e连线上，当然也可能在d、e连线上，故D正确。
易错警示 对扩散现象和布朗运动的3点注意(1)布朗运动可通过显微镜观察，分子热运动不能用显微镜直接观察。(2)扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。(3)布朗运动不是分子的运动，是分子无规则运动的反映。
2.物体的内能与机械能的比较
8．(多选)(2021·河北唐山一模)关于分子间的相互作用力，以下说法正确的是(　　 )A．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B．分子力随分子间距离的变化而变化，当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C．当分子间的距离r10－9 m时，分子间的作用力可以忽略不计
解析：当分子间的距离为r0时，引力等于斥力，分子力为零，并不是分子间无引力和斥力，A错误；当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力，B错误；当r＜r0时，随着分子距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，C正确；当分子间的距离r＞10－9 m时，分子间的作用力可以忽略不计，D正确。
9．(2021·福建省永安一中高三检测)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示，设分子间在移动过程中所具有的总能量为0。则下列说法正确的是(　　 )A．乙分子在P点时加速度最大B．乙分子在Q点时分子势能最小C．乙分子在Q点时处于平衡状态D．乙分子在P点时分子动能最大
解析：由图象可知，乙分子在P点(x＝x2)时，分子势能最小，此时分子处于平衡位置，分子引力与分子斥力大小相等，合力为零，加速度为零，A错误；由图象可知，乙分子在Q点时分子势能为零，大于分子在P点的分子势能，因此在Q点分子势能不是最小，B错误；乙分子在Q点(x＝x1)时，分子间距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，在Q点分子不处于平衡状态，C错误；乙分子在P点(x＝x2)时，分子势能最小，由能量守恒定律可知，分子的动能最大，D正确。
10．(2020·高考全国卷Ⅰ)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能________(选填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能________(选填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能________(选填“大于”“等于”或“小于”)零。
解析：分子势能与分子间距离变化的关系图象如图乙所示，两分子间距减小到r2的过程中和由r2减小到r1的过程中，分子力做正功，分子势能减小；在间距等于r1处，分子势能最小，小于零。答案：减小　减小　小于
规律总结1．判断分子动能变化的两种方法方法1：利用分子力做功判断。仅受分子力作用时，分子力做正功，分子势能减小，分子动能增加；分子力做负功，分子势能增加，分子动能减小。方法2：利用分子势能Ep与分子间距离r的关系图线判断。如图所示，仅受分子力作用时，分子动能和势能之和不变，根据Ep变化可判知Ek变化，而Ep变化根据图线判断。