（天津专用）2020届高考物理一轮复习 基础课30 分子动理论与统计观点课件 新人教版

基础课30分子动理论与统计观点-2-知识点一知识点二分子动理论、阿伏加德罗常数1.物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子的直径(视为球模型):数量级为m;②分子的质量:数量级为kg。(2)阿伏加德罗常数①1mol的任何物质都含有相同的粒子数。通常取NA=mol-1;②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。10-1010-266.02×1023-3-知识点一知识点二2.分子永不停息地做无规则运动(1)扩散现象①物质能够彼此进入对方的现象叫扩散;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,而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象,温度,扩散现象越明显。(2)布朗运动①定义:悬浮在液体中的的永不停息的无规则运动;②实质:布朗运动反映了的无规则运动;③特点:颗粒越,运动越明显;温度越,运动越剧烈。(3)热运动①分子永不停息地做运动叫作热运动;②特点:分子的无规则运动和温度有关,温度,分子运动越激烈。不同越高小颗粒液体分子小高无规则越高-4-知识点一知识点二3.分子间同时存在引力和斥力(1)物质分子间存在空隙,分子间的引力和斥力是存在的,实际表现出的分子力是引力和斥力的;(2)分子力随分子间距离变化的关系: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,但斥力比引力变化得;同时合力减小增大快-5-知识点一知识点二(3)分子力与分子间距离的关系图线由分子间的作用力与分子间距离关系图线(如图所示)可知:①当r=r0时,F引=F斥,分子力为;②当rr0时,F引F斥,分子力表现为;③当rr0时,F引F斥,分子力表现为;④当分子间距离大于10r0(约为10-9m)时,分子力很弱,可以忽略不计。零引力斥力-6-知识点一知识点二物体的内能1.温度一切达到热平衡的系统都具有相同的。2.两种温标摄氏温标和热力学温标。关系:T=t+273.15K。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。温度分子热运动温度总和-7-知识点一知识点二4.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①微观上:决定于和分子排列情况;②宏观上:决定于和状态。5.物体的内能(1)概念理解:物体中所有分子的热运动与的总和,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,即由物体内部状态决定;(3)影响因素:物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小;(4)改变物体内能的两种方式:和。相对位置分子间距离体积动能分子势能温度体积无关做功热传递-8-考点一考点二考点三考点四扩散现象、布朗运动与热运动的比较(自主悟透)现象扩散现象布朗运动热运动活动主体分子微小固体颗粒分子区别分子的运动,发生在固体、液体、气体任何两种物质之间比分子大得多的微粒的运动,只能在液体、气体中发生分子的运动,不能通过光学显微镜直接观察到共同点①都是无规则运动;②都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动-9-考点一考点二考点三考点四思维训练1.(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E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的ACD解析根据分子动理论,温度越高,扩散进行得越快,A正确;扩散现象是由物质分子无规则运动产生的,不是化学反应,B错误,C正确;扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,D正确;液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的,是液体分子无规则运动产生的,E错误。-10-考点一考点二考点三考点四2.(2018·山东莱阳摸底)做布朗运动实验,得到某个观测记录如图所示。图中记录的是()A.分子无规则运动的情况B.某个微粒做布朗运动的轨迹C.某个微粒做布朗运动的速度—时间图线D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线D解析图中记录的是某个微粒在等时间间隔的位置连线,并不是微粒的运动轨迹,也不是做布朗运动的速度—时间图线,B、C错误,D正确。该图反映了液体分子的无规则运动情况,但它并不是分子无规则运动的情况,A错误。-11-考点一考点二考点三考点四3.(2017·北京卷)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C解析水分子热运动的剧烈程度与温度有关,与水流速度无关,故A项错。水分子的热运动永不停息,故B项错。温度越高,水分子热运动越剧烈,故C项正确。水温度升高,水分子平均速率增大,不是每一个分子速率都增大,故D项错误。-12-考点一考点二考点三考点四分子力、分子势能与分子间距离的关系(师生共研)比较项分子间的相互作用力F与分子间距的关系分子势能Ep随分子间距的变化情况图像rr0F引和F斥都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,F引F斥,F表现为斥力r增大,斥力做正功,分子势能减少r减小,斥力做负功,分子势能增加-13-考点一考点二考点三考点四比较项分子间的相互作用力F与分子间距的关系分子势能Ep随分子间距的变化情况rr0F引和F斥都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,F引F斥,F表现为引力r增大,引力做负功,分子势能增加r减小,引力做正功,分子势能减少r=r0F引=F斥,F=0分子势能最小,但不为零r10r0(10-9m)F引和F斥都已十分微弱,可以认为分子间没有相互作用力分子势能为零-14-考点一考点二考点三考点四例题(2018·河南洛阳统考)(多选)下列说法正确的是()A.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则热运动B.气体分子单位时间内与单位面积容器壁碰撞的次数、单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关C.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小D.如果气体分子总数不变,温度升高,气体分子的平均动能一定增大,因此压强也增大E.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小答案解析解析关闭布朗运动是固体颗粒的无规则运动,它说明了分子做永不停息的无规则热运动,A错误;气体分子单位时间与器壁单位面积的碰撞次数,与单位体积的分子数以及分子的冲撞速度有关,而分子的平均动能直接影响到冲撞速度,B正确;分子力表现为引力时,随分子间距减小,分子力做正功,分子势能减小;当分子力表现为斥力时,随分子间距减小,分子力做负功,分子势能增大,所以当分子间引力和斥力平衡时,分子势能最小,C正确;气体分子总数不变时,如果体积不变,气体分子的平均动能随温度的升高而增大,压强也增大,如果体积变大,压强就不一定增大,D错误;不管是分子间的引力还是斥力都是随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但斥力变化较快,E正确。答案解析关闭BCE-15-考点一考点二考点三考点四方法归纳判断分子势能变化的两种方法(1)根据分子力做功判断。分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增大。(2)利用分子势能与分子间距离的关系图线判断。但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似但意义不同,不要混淆。-16-考点一考点二考点三考点四思维训练下列四幅图中,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()答案解析解析关闭当rr0时,分子引力小于分子斥力,总分子力表现为斥力,若r增大,分子力做正功,分子势能减小;当rr0时,分子引力大于分子斥力,总分子力表现为引力,若r增大,分子力做负功,分子势能增大;当r=r0时,分子引力等于分子斥力,总分子力为0,分子势能达到最小值。答案解析关闭B-17-考点一考点二考点三考点四物体的内能(自主悟透)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.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。3.内能与机械能的比较比较项内能机械能定义物体内所有分子热运动动能与分子势能之和物体的动能、重力势能和弹性势能的统称决定由物体内部状态决定跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关量值任何物体都有内能可以为零本质微观分子的运动和相互作用的结果宏观物体的运动和相互作用的结果-18-考点一考点二考点三考点四思维训练(2018·全国Ⅱ卷)(多选)对于实际的气体,下列说法正确的是()A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时,其内能可能不变E.气体的内能包括气体分子热运动的动能BDE解析气体的内能是指所有气体分子热运动的动能和相互作用的势能之和,不包括分子的重力势能和气体整体运动的动能,选项A、C错误,B、E正确;气体体积变化时,其分子势能可能增加、可能减小,而分子的动能可能增加、可能减小,其内能可能不变,选项D正确。-19-考点一考点二考点三考点四液体、固体模型和气体分子模型(师生共研)1.描述物体的微观量和宏观量微观物理量有分子的体积V0,分子的直径d,分子的质量m0。宏观物理量有物体的体积V,摩尔体积Vm,物体的质量m,摩尔质量M,物体的密度ρ。2.各物理量间的关系(1)分子的质量:m0=MN𝐴=ρV𝑚N𝐴。(2)分子的体积:V0=V𝑚N𝐴=MρN𝐴(适用于固体和液体)。(3)物体所含的分子数:N=VV𝑚·NA=mρV𝑚·NA或N=mM·NA=ρVM·NA。-20-考点一考点二考点三考点四3.液体、固体分子的微观模型分子一个挨一个紧密排列,将物质的摩尔体积分成NA等份,每一等份就是一个分子占有的体积,每一个分子就是一个直径为d的小球。所以,分子的体积V0=V𝑚N𝐴=MρN𝐴,再由V0=16πd3,得分子的直径d=6V0𝜋3。-21-考点一考点二考点三考点四4.气体分子的微观模型气体分子均匀分布于某一容器或一个空间中,设气体的摩尔体积为Vm,则每个气体分子所占有的空间V0=V𝑚N𝐴,立方体边长就等于相邻两气体分子之间的距离d=V𝑚N𝐴3。特别说明:对气体而言,V0=V𝑚N𝐴表示气体分子平均占有的空间体积,而这与气体分子本身的大小是有区别的,因为标准状况下气体分子间的距离是分子本身直径大小的10倍左右,甚至更多。-22-考点一考点二考点三考点四例题一滴质量为1g的纯酒精洒落在桌面上,蒸发后经一段时间分布在高约为2.8m、面积约为10m2的办公室里。求室内的人一次呼吸大约吸入多少个酒精分子。(人正常呼吸一次吸入气体300cm3,酒精的摩尔质量为46g/mol,计算结果保留两位有效数字)思维点拨分析思路-23-考点一考点二考点三考点四解析1g酒精的分子数为n=𝑚𝑀×NA=146×6.02×1023=1.3×1022故一次呼吸吸入的酒精分子数为n'=𝑉𝑉0×n=300×10-62.8×10×1.3×1022=1.4×1017。答案1.4×1017个-24-考点一考点二考点三考点四方法归纳(1)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。(2)液体、固体既可建立球分子模型,又可建立立方体分子模型,分子线度数量级是相同的。-25-考点一考点二考点三考点四思维训练(2018·辽宁大连模拟)(多选)某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为Vm,密度为ρ,每个分子的质量和体积分别为m和V0,则阿伏加德罗常数NA不可表示为()A.NA=MmB.NA=V𝑚V0C.NA=ρV𝑚mD.NA=MρV0E.NA=mMBDE解析阿伏加德罗常数,其中V应为每个气体分子所占有的体积,而题目中的V0则表示气体分子的体积,选项A、C正确,B、E错误;D中的ρV0不是气体分子的质量,因而选项D错误。所以选项B、D、E符合题意。NA