（新课标）2020年高考物理一轮总复习 第十三章 第一讲 分子动理论 内能课件

基础复习课第一讲分子动理论内能抓基础·双基夯实研考向·考点探究栏目导航随堂练·知能提升一、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2710～2610kg.(2)分子数目特别大：阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1.10－102．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做无规则运动．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二、温度是分子平均动能的标志、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.热平衡t＋273.153．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．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．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．(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小．相对位置分子间距离体积动能势能分子间距离势能体积无关三、用油膜法估测分子的大小1．实验原理：利用油酸酒精溶液在平衡的水面上形成，将油酸分子看作球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d＝VS计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径．单分子油膜2．实验器材：盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．3．实验步骤：(1)取1mL(1cm3)的油酸溶于酒精中，制成200mL的．(2)往边长为30～40cm的浅盘中倒入约2cm深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上．(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1mL，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0＝1nmL.坐标纸油酸酒精溶液_____(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成．(5)待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．(6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积．(7)据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，据一滴油酸的体积V和薄膜的面积S，算出油酸薄膜的厚度d＝VS，即为油酸分子的直径．比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为10－10，若不是10－10，需重做实验．单分子油膜[小题快练]1．判断题(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)分子间斥力随分子间距离的增大而增大．()(4)－33℃＝240K．()(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．()(6)内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同．()×√×√√×2．(多选)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是()A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．外界对物体做功，物体内能一定增加C．温度越高，布朗运动越显著D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小AC3．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，m、v分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系错误的是()A．NA＝VρmB．ρ＝μNAvC．ρμNAvD．m＝μNAB考点一微观量的估算(自主学习)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．1－1.[固体微观量]已知铝的密度为2.7×103kg/m3，相对原子质量为27，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol－1，体积为0.17m3的铝块中的原子数为．解析：设原子数为n，则n＝mMNA＝ρVMNA，代入数据得n＝1.0×1028个．答案：1.0×10281－2.[气体微观量]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Vmol＝Mρ＝1.8×10－21.0×103m3/mol＝1.8×10－5m3/mol水分子总数为N＝VNAVmol＝1.0×103×10－6×6.0×10231.8×10－5＝3×1025(个)．(2)建立水分子的球体模型，有VmolNA＝16πd3，可得水分子直径d＝36VmolπNA＝36×1.8×10－53.14×6.0×1023＝4×10－10m.答案：(1)3×1025个(2)4×10－10m[反思提升]微观量估算的两点注意1．分子的大小、分子体积、分子质量属微观量，直接测量它们的数值非常困难，可以借助较易测量的宏观量结合摩尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量，其中阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带．2．建立合适的物理模型，通常把固体、液体分子模拟为球体或小立方体模型，气体分子所占据的空间则建立立方体模型．考点二分子的热运动(自主学习)扩散现象、布朗运动与热运动的比较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2－1.[布朗运动](多选)下列关于布朗运动的说法，正确的是()A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈C．布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的答案：BD2－2.[扩散现象](多选)(2015·全国卷Ⅱ)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答案：ACD考点三分子力、分子势能(自主学习)分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)(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．3－1.[分子力]两个分子相距r1时，分子力表现为引力，相距r2时，分子力表现为斥力，则()A．相距r1时，分子间没有斥力存在B．相距r2时的斥力大于相距r1时的斥力C．相距r2时，分子间没有引力存在D．相距r1时的引力大于相距r2时的引力答案：B3－2.(多选)(2018·山东师大附中模拟)由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能．如图所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图象，取r趋近于无穷大时Ep为零，通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是()A．假设将两个分子从r＝r2处释放，它们将处于静止状态B．假设将两个分子从r＝r2处释放，它们将相互靠近C．假设将两个分子从r＝r1处释放，它们的加速度先增大后减小D．假设将两个分子从r＝r1处释放，当r＝r2时它们的速度最大解析：当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力，故r2处，分子间的作用力为零，所以r＝r2处释放的两个分子，它们之间没有相互作用力，故处于静止，不会远离也不会靠近，A正确，B错误；假设将两个分子从r＝r1处释放，则r1r2，分子力表现为斥力，随着距离的增大，斥力在减小，所以加速度在减小，当到r＝r2处作用力为零，加速度为零，速度最大，之后分子力表现为引力，距离增大，引力增大再减小，加速度增大再减小，故加速度先减小后增大再减小，C错误，D正确．答案：AD考点四物体的内能(自主学习)1．物体的内能与机械能的比较内能机械能定义物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和物体的动能、重力势能和弹性势能的统称决定因素与物体的温度、体积、物态和分子数有关跟宏观运动状态、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测量无法测量可测量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运动形式热运动机械运动联系在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒2.分析物体内能问题的技巧(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、分子数，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，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同．4－1.[物体的内能](多选)(2018·江西赣州二模)关于物体的内能，下列说法正确的是()A．相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增量一定相同B．物体的内能改变时温度不一定改变C．内能与物体的温度有关，所以0℃的物体内能为零D．分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能E．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体解析：相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同；相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同，故A错误；物体内能改变时温度不一定改变，比如零摄氏度的冰融化为零摄氏度的水，内能增加，B正确；分子永不停息地做无规则运动，任何物体内能不可能为零，故C错误；内能是分子热运动动能和分子势能之和，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能，故D正确；内能小的物体温度可能高，内能大的物体温度可能低，故内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，故E正确．答案：BDE4－2.[气体的内能](多选)(2016·全国卷Ⅲ)关于气体的内能，下列说法正确的是()A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C．气体被压缩时，内能可能不变D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加答案：CDE考点五实验：用油膜法估测分子的大小(自主学习)5－1.[用油膜法估测分子的大小]油酸酒精溶液中每1000mL有油酸0.6mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精