2027届高三物理一轮复习课件第15章 第1讲 分子动理论 内能

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第1讲　分子动理论　内能
目 录 索 引
一、分子动理论的基本观点和实验依据、阿伏加德罗常数
二、分子运动速率分布规律1.气体分子运动的特点:气体分子间距较　　　,分子力可以忽略,因此可以认为气体分子间除碰撞外不受其他力的作用,故气体能充满　　 　。2.气体的压强(1)产生原因:由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁,形成对器壁各处均匀、持续的作用力。(2)决定因素:气体分子的　　　　　　　　和　　　　　　　　　。
2.宏观量、微观量以及它们之间的关系的理解
3.气体的分子动理论(1)气体分子间的作用力:气体分子之间的距离远大于分子直径,气体分子之间的作用力十分微弱,可以忽略不计,气体分子间除碰撞外无相互作用力。(2)气体分子的速率分布:表现出“中间多,两头少”的统计分布规律。(3)气体分子的运动方向:气体分子的运动是杂乱无章的,但向各个方向运动的机会均等。(4)气体分子的运动与温度的关系:温度一定时,某种气体分子的速率分布是确定的,速率的平均值也是确定的,温度升高,气体分子的平均速率增大,但不是每个分子的速率都增大。
考向一　微观量的估算典题1 肺活量检测是中学生体质检测中的一项重要内容。肺活量指一次尽力吸气后,再尽力呼出的气体量。在某次体质检测中发现某男同学肺活量为3 500 mL,在呼出的气体中水蒸气大约占总体积的6%。已知水蒸气的密度ρ=0.6 kg/m3,水蒸气的摩尔质量M=18 g/ml,阿伏加德罗常数NA=6×1023 ml-1。关于该学生这次呼出的气体,下列说法正确的是(　　)A.水蒸气的体积为2.1×10-3 m3B.含有的水分子的物质的量为0.07 mlC.含有的水分子的数量为4.2×1021个D.含有的水蒸气的质量为1.26×10-2 g
典题2 纯净的氯化钠晶体是无色透明的立方晶体,在氯化钠晶体中,每个氯离子周围有6个钠离子,每个钠离子周围也有六个氯离子,其分子结构如图所示。已知氯化钠的摩尔质量为M,两个氯离子的最近距离为d,阿伏加德罗常数为NA。求:(1)质量为m的氯化钠晶体中所含的分子个数n;(2)氯化钠晶体的密度ρ。
考向二　扩散现象、布朗运动与热运动典题3 福建南平茶文化久负盛名,“风过武夷茶香远”“最是茶香沁人心”。人们在泡茶时茶香四溢,下列说法正确的是(　　)A.茶香四溢是扩散现象,说明分子间存在着相互作用力B.茶香四溢是扩散现象,泡茶的水温度越高,分子热运动越剧烈,茶香越浓C.茶香四溢是布朗运动现象,说明分子间存在着相互作用力D.茶香四溢是布朗运动现象,说明分子在永不停息地做无规则运动
解析 茶香四溢是扩散现象,故C、D错误;茶香四溢是因为茶水的香味分子不停地做无规则的运动,扩散到空气中,故A错误;物体温度越高,分子的无规则运动越剧烈,所以茶水温度越高,分子的热运动越剧烈,茶香越浓,故B正确。
典题4 (2026湖北襄阳模拟)如图甲、乙是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片,记录炭粒位置的时间间隔均为30 s,两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知(　　)A.图中连线是炭粒的运动径迹B.炭粒的位置变化是分子间斥力作用的结果C.若水温相同,甲中炭粒的颗粒较大D.若炭粒大小相同,甲中水分子的热运动较剧烈
解析 图中连线不是炭粒的运动径迹,故A错误;炭粒的位置变化是水分子的撞击不平衡产生的结果,故B错误;若水温相同,较大炭粒的布朗运动的剧烈程度较弱,炭粒在30 s始、末时刻所在位置连线的距离就较短,故甲中炭粒的颗粒较大,故C正确;若炭粒大小相同,温度越高分子的热运动越剧烈,做布朗运动的炭粒运动也越剧烈,故乙中水分子的热运动较剧烈,故D错误。故选C。
规律总结扩散现象、布朗运动与热运动的比较
1.分子的动能(1)分子间存在着相互作用力,分子间的作用力所做的功与　　 　　无关,分子组成的系统具有分子势能。(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　　　　。
2.分子的势能(1)分子间存在着相互作用力,分子间的作用力所做的功与　　　　无关,分子组成的系统具有分子势能。(2)分子势能的影响因素微观上:分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的;宏观上:分子势能与物体的　　　　有关。3.物体的内能(1)物体的内能等于物体中所有分子的热运动的　　　与分子　　　　的总和。(2)对于给定的物体,其内能大小与　　　　和　　　有关。(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小　　　　。
1.分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线
2.分子动能、分子势能、内能、机械能的比较
考向一　分子力与分子势能典题5 (2025天津模拟)分子间存在着相互作用的引力和斥力,分子间实际表现出的作用力是引力与斥力的合力。如图是实际分子力F随分子间距离r的变化图像(斥力以正值表示,引力以负值表示)。将两分子从相距r=r2处由静止释放,仅考虑这两个分子间的作用力,下列说法正确的是(　　)A.从r=r2到r=r0分子力表现为斥力B.从r=r2到r=r1分子间的作用力的大小先减小后增大C.从r=r2到r=r0分子势能先减小后增大D.从r=r2到r=r1分子动能先增大后减小
解析 由题图可知,从r=r2到r=r0分子间作用力表现为引力,且分子间作用力大小先增大后减小;从r=r0到r=r1分子力表现为斥力,且分子间作用力大小逐渐增大,故A、B错误。从r=r2到r=r0分子力表现为引力,分子间作用力做正功,分子势能逐渐减小,故C错误。从r=r2到r=r1分子间作用力先表现为引力,后表现为斥力,分子间作用力先做正功,后做负功,分子动能先增大后减小,故D正确。
典题6 (2026山西大同模拟)如图是两孤立分子间的引力、斥力和合力随分子间距离的变化图像。若规定无限远处分子势能为零,下列说法正确的是(　　)A.当rr0时,随着r的增大,分子间作用力先增大后减小C.当r>r0时,随着r的增大,斥力比引力减小得快D.从无穷远处到r=r0,分子势能增大
解析 当rr0时,分子间作用力表现为引力,随着r的增大,分子间作用力先增大后减小,故B正确;由图像可知r>r0时,分子间作用力先增大后减小,说明斥力先比引力减小得快,后比引力减小得慢,故C错误;若分子间距离从无穷远减小到r0,该过程分子间作用力表现为引力,分子间作用力做正功,分子势能减小,故D错误。故选B。
考向二　物体的内能典题7 关于物体的内能,下列说法正确的是(　　)A.铁块缓慢熔化成铁水的过程中,温度不变,内能也不变B.物体运动的速度增大,则物体中分子热运动的平均动能增大,物体的内能增大C.A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B,这说明物体A的内能大于物体B的内能D.A、B两物体的温度相同时,A、B两物体的内能可能不同,分子的平均速率也可能不同