【创新设计】2016高考物理一轮复习-第1课时-分子动理论-内能课件(选修3-3)

考点内容要求命题规律复习策略分子动理论的基本观点阿伏加德罗常数Ⅰ(1)以选择题的形式考查分子动理论、气体压强的微观解释、晶体和非晶体的特点、液体的表面张力、饱和汽与饱和汽压、热力学第二定律的理解等；(1)建立宏观量和微观量的对应关系，如分子动能与温度相对应，分子势能与体积相对应，物体的内能与温度、体积、物质的量相对应等；布朗运动Ⅰ气体分子运动速率的统计分布规律Ⅰ气体压强的微观解释Ⅰ温度和内能Ⅰ晶体和非晶体晶体的微观结构Ⅰ(2)以计算和问答题的形式结合气体考查内能、气体实验定律、理想气体状态方程、热力学第一定律等；(3)考查油膜法测分子直径的实验原理、操作步骤和数据处理(2)强化基本概念与基本规律的理解和记忆；(3)建立统计的观点；(4)理解热力学第一定律，会进行简单的计算和分析液晶Ⅰ液体的表面张力Ⅰ气体实验定律Ⅰ理想气体Ⅰ热力学第一定律Ⅰ能源与可持续发展Ⅰ实验：用油膜法估测分子的大小Ⅰ第1课时分子动理论内能[知识梳理]知识点一、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＝mol－1。10－26～10－276.02×102310－102．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的永不停息地无规则运动。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。高固体颗粒无规则明显激烈提示：①运动轨迹不确定，只能用不同时刻的位置连线确定微粒做无规则运动。②不能直接观察分子的无规则运动，而是用悬浮的固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无规则运动。(3)热运动：物体分子永不停息地无规则运动，这种运动跟温度有关。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。引力斥力合力减小快知识点二、温度和内能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。热平衡t＋273.15分子热运动温度总和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。相对位置分子间距离体积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。动能势能温度体积思维深化判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)布朗运动是固体小颗粒中固体分子的运动。()(2)分子间同时存在引力与斥力，分子力是二者合力的表现。()(3)温度、分子动能、分子势能或内能只对大量分子才有意义。()(4)任何物体都有内能。()(5)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。()答案(1)×(2)√(3)√(4)√(5)√[题组自测]题组一分子动理论的基本观点1．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠。这一物理过程中，水分子间的()A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大解析因为空气中水汽凝结成水珠时水分子间距离减小，再根据分子力与分子间距离的关系可知，当分子间距离减小时斥力、引力同时增大，所以只有D项正确。答案D2．关于布朗运动，以下说法正确的是()A．布朗运动就是液体分子的扩散现象B．布朗运动就是固体小颗粒中分子的无规则运动，它说明分子永不停息地做无规则运动C．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，它是液体分子无规则运动的反映D．扫地时，在阳光照射下，看到尘埃飞舞，这是尘埃在做布朗运动解析布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，而不是固体分子的运动，但它是液体分子无规则热运动的反映，B项错误，C项正确；扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质的过程，不是布朗运动，A项错误；能做布朗运动的颗粒非常小，用肉眼看不到，空中飞舞的尘埃颗粒要大得多，所以不是布朗运动，D项错误。答案C3．(多选)以下关于分子动理论的说法中正确的是()A．物质是由大量分子组成的B．－2℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动C．分子势能随分子间距离的增大，可能先减小后增大D．分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小解析物质是由大量分子组成的，A正确；分子是永不停息地做无规则运动的，B错误；在分子间距离增大时，如果先是分子斥力做正功，后是分子引力做负功，则分子势能是先减小后增大的，C正确；分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力变化得快，D正确。答案ACD题组二物体的内能4．(多选)关于对内能的理解，下列说法正确的是()A．系统的内能是由系统的状态决定的B．做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能C．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D．1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能解析系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，B错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C错误；在1g100℃的水变成100℃水蒸气的过程中，分子间距增大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能，D正确。答案AD5．相同质量的氧气和氦气，温度相同，下列说法正确的是()A．每个氧分子的动能都比氦分子的动能大B．每个氦分子的速率都比氧分子的速率大C．两种气体的分子平均动能一定相等D．两种气体的分子平均速率一定相等解析温度是分子平均动能的标志，氧气和氦气的温度相同，其分子的平均动能相同，但分子的运动速率有的大，有的小，各个分子的动能并不相同，A、B错误，C正确；两种气体的分子质量不同，则平均速率不同，D错误。答案C考点一微观量的估算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Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。3．关系(1)分子的质量：m0＝MNA＝ρVmNA。(2)分子的体积：V0＝VmNA＝MρNA。(3)物体所含的分子数：N＝VVm·NA＝mρVm·NA或N＝mM·NA＝ρVM·NA。4．分子的两种模型(1)球体模型直径d＝36V0π。(常用于固体和液体)(2)立方体模型边长d＝3V0。(常用于气体)对于气体分子，d＝3V0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离。【例1】空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103cm3。已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1。试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N；(2)一个水分子的直径d。解析(1)水的摩尔体积为V0＝Mρ＝1.8×10－21.0×103m3/mol＝1.8×10－5m3/mol，水分子数：N＝VNAV0＝1.0×103×10－6×6.0×10231.8×10－5个≈3×1025个。(2)建立水分子的球体模型有V0NA＝16πd3，可得水分子直径：d＝36V0πNA＝36×1.8×10－53.14×6.0×1023m＝4×10－10m。答案(1)3×1025个(2)4×10－10m【变式训练】1．(多选)若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m0、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的有()A．NA＝ρVm0B．ρ＝μNAV0C．ρμNAV0D．m0＝μNA解析由于μ＝ρV，则NA＝μm0＝ρVm0，变形得m0＝μNA，故A、D正确；由于分子之间有空隙，所以NAV0V，水的密度为ρ＝μVμNAV0，故B错误，C正确。答案ACD考点二分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图1所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)图1(1)当rr0时，分子力为引力，若r增大，分子力做负功，分子势能增加。(2)当rr0时，分子力为斥力，若r减小，分子力做负功，分子势能增加。(3)当r＝r0时，分子势能最小。【例2】(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是()A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小解析由分子动理论的知识，当两个分子相互靠近，直至不能靠近的过程中，分子力先是表现为引力且先增大后减小，之后表现为分子斥力，一直增大，所以A选项错误；分子引力先做正功，然后分子斥力做负功，分子势能先减小再增大，分子动能先增大后减小，所以B、C正确，D错误。答案BC【变式训练】2．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是()解析分子间作用力f的特点是：rr0时，f为斥力；r＝r0时，f＝0；rr0时，f为引力。分子势能Ep的特点是：r＝r0时，Ep最小。因此只有B项正确。答案B考点三物体的内能改变内能的方式【例3】(2014·北京卷，13)下列说法中正确的是()A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C．物体温度降低，其内能一定增大D．物体温度不变，其内能一定不变解析温度是物体分子平均动能的标志，故A错，B对；内能大小由物质的量、温度及体积共同决定，故C、D错。答案B【变式训练】3．(多选)下列说法正确的是()A．对于一定量的理想气体，若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B．一定质量0℃水的分子势能比同质量0℃冰的分子势能小C．物体吸收热量后，内能一定增加D．把物体缓慢举高时，物体的机械能增加，内能不变解析一定质量的理想气体的内能仅决定于气体的温度，若气体的压强和体积都不变，则其温度也不变，故内能不变，选项A正确；一定质量0℃水放出热量凝固成0℃的冰，所以一定质量0℃水的分子势能比同质量0℃冰的分子势能大，选项B错误；物体吸收热量后，若对外做功，内能不一定增加，选项C错误；缓慢举高物体，物体的重力势能增加，机械能增加，物体的体积、温度、质量不变，内能不变，选项D正确。答案AD