2027年高考物理一轮复习 课件 15-第十五章 热学-第一讲 分子动理论与统计观点

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第1讲 分子动理论与统计观点
考点三 分子运动速率分布规律 气体压强的微观解释
课标要求 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；了解分子运动速率分布的统计规律，知道分子运动速率分布图像的物理意义；能用分子动理论和统计观点解释气体压强。
阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。四个重要关系如下：
（4）求解分子直径或棱长时的两种模型
2. 分子热运动：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。温度越____，扩散得越快。
（2）布朗运动①研究对象：悬浮在______________________。②运动特点：无规则、永不停息。③影响因素：__________、______。④物理意义：间接反映液体或气体分子永不停息地做无规则的热运动。
（3）热运动①分子永不停息的________运动叫作热运动；②特点：分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越____，分子热运动越剧烈。
（1）分子间同时存在引力和斥力，实际表现出来的分子间作用力是引力和斥力的______。（2）分子间的引力和斥力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。
（3）分子力与分子间距离的关系图线如图所示。
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，颗粒越大，布朗运动越明显。( )
例1 （2026·辽宁沈阳模拟）关于布朗运动和扩散现象，下列说法正确的是( )
A. 扩散现象是重力作用引起的B. 布朗运动就是液体分子的无规则运动C. 布朗运动是在显微镜下看到的悬浮颗粒分子的无规则运动D. 扩散现象直接证明了“物质分子在永不停息地做无规则运动”，而布朗运动间接证明了这一观点
[解析] 扩散现象由分子热运动引起，与重力无关，故A错误；布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，故B、C错误；扩散现象直接证明了物质分子在永不停息地做无规则运动，布朗运动通过悬浮颗粒运动间接证明了这一观点，故D正确。
例2 把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观察，可以看到悬浮在液体中的小炭粒在不同时刻的位置，每隔一定时间把炭粒的位置记录下来，最后按时间先后顺序把这些点进行连线，得到如图所示的图像，对于这一现象，下列说法正确的是 ( )
A. 炭粒的无规则运动，说明碳分子运动也是无规则的B. 越小的炭粒，受到撞击的分子越少，作用力越小，炭粒的不平衡性表现得越不明显C. 观察炭粒运动时，可能有水分子扩散到载物片中D. 将水的温度降至0摄氏度，炭粒会停止运动
[解析] 图中的折线是每隔一定的时间炭粒的位置的连线，炭粒的无规则运动是由于水分子撞击，说明水分子的运动是无规则的，不能说明碳分子运动也是无规则的，A错误；炭粒越小，在某一瞬间跟它相撞的水分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，B错误；扩散可发生在液体和固体之间，故观察炭粒运动时，可能有水分子扩散到载物片中，C正确；将水的温度降低至0摄氏度，炭粒的运动会变慢，但不会停止，D错误。
1. 温度 一切达到热平衡的系统都具有相同的______。
3. 分子动能（1）定义：做热运动的分子具有的动能叫分子动能。（2）特点：物体中分子热运动的速率大小不一，所以各个分子的动能也有大有小，而且在不断改变。（3）分子热运动的平均动能：系统中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。
（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）定义：物体中所有分子的热运动______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。（3）改变物体内能的两种方式：______和________。（4）特点：不可测量；任何物体都具有内能。
思考交流 完成下列问题：
A. 热水中的分子平均动能比水蒸气中的分子平均动能大B. 质量相同时，热水的内能比水蒸气的内能大C. 热水中的每个分子的速率一定比水蒸气中的分子速率小D. 水蒸气中的分子热运动比热水中的分子热运动剧烈
[解析] 温度是分子平均动能的标志，温度越低，分子的平均动能越小，故A错误；对于相同质量的题述的热水和水蒸气来说，热水的温度比水蒸气的低，所以热水中分子的总动能小于水蒸气中分子的总动能，同时，热水中分子的平均距离小于水蒸气中分子的平均距离，热水中分子的总势能小于水蒸气中分子的总势能，所以热水的内能比水蒸气的内能小，故B错误；热水中分子的平均动能比水蒸气中分子的平均动能小，也就是热水中分子的平均速率比水蒸气中分子的平均速率小，但热水中某个分子的速率可能比水蒸气中的分子速率大，故C错误；温度越高，分子热运动的平均速率越大，分子热运动越剧烈，故D正确。
总结归纳分析物体的内能问题应当明确以下四点（1）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）决定内能大小的因素为温度、体积、质量，内能还与物态有关系。（3）通过做功或热传递可以改变物体的内能。（4）温度是分子平均动能的标志，温度相同的任何物体，分子的平均动能相同。
1. 气体分子运动的特点 分子的运动杂乱无章，对大量分子而言，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目___________。
几乎相等
2. 气体分子运动速率分布图像 分子速率按“________________”的规律分布，且这个分布状态与______有关，温度升高时，速率____的分子所占比例较大，平均速率会______，如图所示。
3. 气体压强的微观解释
（1）产生原因：由于气体分子________________，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______和______。②微观上：决定于________________和______________。
例8 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