2019-2020学年高中物理 第7章 分子动理论 章末总结课件 新人教版选修3-3

章末总结分子微观量估算阿伏加德罗常数NA是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁，在已知宏观物理量的基础上，往往可借助NA计算出某些微观物理量，有关计算主要有：(1)已知物质的摩尔质量M，借助于阿伏加德罗常数NA，可以求得这种物质的分子质量m＝MNA.(2)已知物质的摩尔体积Vmol，借助阿伏加德罗常数NA，可以计算出这种物质的一个分子所占据的体积ΔV＝VmolNA.(3)若物体是固体或液体，可把分子视为紧密排列的球形分子，可估算分子直径d＝36VmolπNA.(4)依据求得的一个分子占据的体积ΔV，可估算分子间距，此时把每个分子占据的空间认为是一个小立方体模型，所以分子间距d＝3ΔV，这对气体、固体、液体均适用．例1已知金刚石密度为3.5×103kg/m3，则体积为4×10－8m3的小块金刚石中含有多少个碳原子？请估算碳原子的直径．(取两位有效数字)解析：这块金刚石的质量m＝ρV＝3.5×103×4×10－8kg＝1.4×10－4kg，碳的摩尔质量M＝1.2×10－2kg/mol，金刚石中含碳的摩尔数n＝mM，含碳原子数N＝nNA＝1.4×10－4×6.02×10231.2×10－2个＝7.0×1021个．假定金刚石中的碳原子是紧密排列的球形模型，则d＝36VπN＝36×4.0×10－83.14×7.0×1021m＝2.2×10－10m.答案：7.0×1021个2.2×10－10m1．分子运动：分子的运动是不规则的，受温度影响．温度越高，运动越剧烈．大量分子运动受统计规律支配．2．扩散现象：两种不同物质接触，能够彼此进入对方即为扩散现象，扩散现象的原因是分子的无规则运动，扩散现象是分子运动的具体体现之一．3．布朗运动：悬浮在液体或气体中的小颗粒所做的无规则运动即为布朗运动，布朗运动产生的原因是分子的无规则运动，布朗运动是分子热运动的具体体现之一．分子运动与扩散现象、布朗运动例2关于布朗运动和扩散现象，下列说法正确的是()A．布朗运动和扩散现象都是分子运动B．布朗运动和扩散现象都是永不停息的C．布朗运动和扩散现象都与温度无关D．布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发生解析：扩散现象指不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，故A错误；由于分子运动是永不停息的，故布朗运动和扩散现象都是永不停息的，故B正确；温度越高，分子热运动越剧烈，故布朗运动和扩散现象都与温度有关，故C错误；扩散现象能在气体、液体、固体中发生，而布朗运动只能在流体中发生，故D错误．答案：B1．分子与分子势能分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系如图所示(取无穷远处分子势能为0)分子力、分子势能、物体的内能(1)分子间同时存在着引力和斥力，它们都随分子间距离的增大(减小)而减小(增大)，但斥力比引力变化得快．对外表现的分子力F是分子间引力和斥力的合力．(2)在r＜r0范围内分子力F，分子势能Ep都随分子间距离r的减小而增大，但在r＞r0的范围内，随着分子间距离r的增大，分子力F是先增大后减小，而分子势能Ep一直增大．(3)当r＝r0时分子处于平衡状态，此时分子间的引力、斥力同样存在，分子力F为零，分子势能Ep最小．2．物体的内能——定义微观宏观量值分子的动能物体的分子不停地运动着，运动着的分子所具有的能分子永不停息地做无规则运动与温度有关永远不等于零分子的势能物体的分子由它们的相对位置所决定的能分子间存在相互作用的引力和斥力所决定的能与物体的体积有关可能等于零物体的内能物体内所有分子动能与势能的总和分子热运动和分子间存在作用力与分子数、温度、体积有关永远不等于零例3分子间的距离为r0时，分子间的引力与斥力平衡，下列关于分子势能的说法中正确的是()A．当分子间距离为r0时，分子势能最大，距离增大或减小，分子势能都减小B．当分子间距为r0时，分子势能最小，距离增大或减小，分子势能都增大C．当分子间距离大于分子直径10倍时，分子间相互作用力为零；分子间距离为r0时，分子间相互作用力的合力为零，因此，两个位置的分子势能相等D．分子间距离越大，则分子势能也越大解析：当分子间距离为r0时，不管分子间距离增大还是减小，都必须克服分子力做功，故此位置分子势能最小，但分子间距从大于10r0减小到r0过程中，分子力做正功，此位置的分子势能必大于r0位置的分子势能，故分子势能的变化与分子间距无关，关键在于移动分子时，分子力是做正功还是做负功，做正功，分子势能减小，做负功，分子势能增大．答案：B布朗运动是悬浮颗粒的运动，而不是液体分子的运动，但它反映了液体分子的无规则运动．误认为布朗运动的研究对象是液体分子例1下列说法中正确的是()A．布朗运动是液体分子的热运动B．布朗运动是由颗粒内分子的热运动引起的C．布朗运动是颗粒运动，不是分子运动D．通过布朗运动可以反映分子热运动，通过扩散现象可以直接观察到分子热运动错解：A解析：布朗运动是固体颗粒的运动，它间接反映了液体分子运动的无规则性，所以A、B错，C对；扩散现象肉眼可以直接观察到，是分子热运动的反映，但分子热运动是无法直接用肉眼观察到的，D错．答案：C分子间存在一个平衡距离r0(数量级为10－10m)．当rr0时，F引F斥，分子力F对外表现为引力；当r＝r0时，F引＝F斥，分子力F＝0；当rr0时，F引F斥，分子力F对外表现为斥力．如图所示为分子间的作用力随分子间距的变化示意图，图中斥力用正值表示，引力用负值表示，F为斥力和引力的合力，即分子力．对分子力的变化理解不透彻例2两个分子之间的距离为r，当r增大时，这两个分子之间的分子力()A．一定增大B．一定减小C．可能增大D．可能减小错解：B解析：本题考查对分子力变化的正确理解．分子间同时存在的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，题设的r是大于r0(平衡距离)还是小于r0未知，增大多少也未知．由图可知，分子间距r在从无限小到无限大的区间内，分子力随r的增大是先减小后增大，再减小．答案：CD一是没有全面考虑内能是物体内所有分子的动能和势能的总和．温度低只表示物体分子平均动能小，而不表示势能一定也小，也就是所有分子的动能和势能的总和不一定也小；二是分子的动能不仅与速度有关，也与分子质量有关，单从一方面考虑问题是不够全面的；三是混淆微观分子无规则的运动与宏观物体运动的差别．分子无规则运动的剧烈程度只与物体的温度有关，而与物体的宏观运动情况无关．对物体的内能以及温度是分子平均动能的标志的理解片面例3下列说法中正确的是()A．温度低的物体内能小B．温度低的物体分子运动的平均速率小C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大D．物体的内能是物体中所有分子的动能和势能的总和错解分析：错解一因为温度低，平均动能就小，所以内能就小，所以应选A．错解二由动能公式Ek＝12mv2可知，速度越小，动能就越小，而温度低的物体分子平均动能小，所以速率也小．所以应选B．错解三由加速运动的规律我们了解到，物体的速度大小由初速和加速度与时间决定，随着时间的推移，速度肯定越来越快，再由动能公式Ek＝12mv2可知，物体动能也越来越大，所以应该选C．答案：D