高考物理复习第十三章第一节分子动理论 内能Word下载.docx

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液晶的微观结构

液体的表面张力现象

气体实验定律

Ⅱ

理想气体

饱和蒸汽、未饱和蒸汽、饱和蒸汽压

相对湿度

热力学第一定律

能量守恒定律

热力学第二定律

单位制：

中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他单位．例如摄氏度（℃）、标准大气压

实验：

用油膜法估测分子的大小

说明：

1.知道国际单位制中规定的单位符号．

2．要求会正确使用温度计

第一节　分子动理论　内能

（实验：

用油膜法估测分子的大小）

一、分子动理论

1．物体是由大量分子组成的

（1）分子的大小

①分子直径：

数量级是10－10m；

②分子质量：

数量级是10－26kg；

③测量方法：

油膜法．

（2）阿伏加德罗常数：

1mol任何物质所含有的粒子数，NA＝6.02×

1023mol－1.

2．分子热运动：

一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动．

（1）扩散现象：

相互接触的不同物质彼此进入对方的现象．温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行．

（2）布朗运动：

悬浮在液体（或气体）中的微粒的无规则运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著．

3．分子力：

分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快．

　1.判断正误

（1）质量相等的物体含有的分子个数不一定相等．（　　）

（2）组成物体的每一个分子运动是有规律的．（　　）

（3）布朗运动是液体分子的运动．（　　）

（4）分子间斥力随分子间距离的减小而增大，但分子间引力却随分子间距离的减小而减小．（　　）

（5）分子间无空隙，分子紧密排列．（　　）

提示：

（1）√　

（2）×

　（3）×

　（4）×

　（5）×

二、温度

1．意义：

宏观上表示物体的冷热程度（微观上表示物体中分子平均动能的大小）．

2．两种温标

（1）摄氏温标和热力学温标的关系T＝t＋273.15_K．

（2）绝对零度（0K）：

是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值．

三、内能

1．分子动能

（1）意义：

分子动能是分子热运动所具有的动能；

（2）分子平均动能：

所有分子动能的平均值．温度是分子平均动能的标志．

2．分子势能：

由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关．

3．物体的内能

（1）内能：

物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．

（2）决定因素：

温度、体积和物质的量．

　2.下列说法正确的是（　　）

A．内能不同的物体，温度可能相同

B．温度低的物体内能一定小

C．同温度、同质量的氢气和氧气，氢气的分子动能大

D．一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加

E．物体机械能增大时，其内能一定增大

选ACD.物体的内能大小是由温度、体积、分子数共同决定的，内能不同，物体的温度可能相同，故A正确；

温度低的物体，分子平均动能小，但分子数可能很多，故B错误；

同温度、同质量的氢气与氧气分子平均动能相等，但氢气分子数多，故总分子动能氢气的大，故C正确；

当分子平均距离r≥r0，物体膨胀时分子势能增大，故D正确；

机械能增大，若物体的温度、体积不变，内能则不变，故E错误．

　对分子动理论的考查

【知识提炼】

一、宏观量与微观量的关系

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＝＝.

（2）分子的体积：

V0＝＝.

（3）物体所含的分子数：

N＝·

NA＝·

NA或N＝·

NA.

4．两种模型

（1）球体模型直径为d＝.

（2）立方体模型边长为d＝.

二、分子力、分子势能与分子间距离的关系

1．分子力曲线与分子势能曲线：

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）：

2．分子力、分子势能与分子间距离的关系

（1）当r>

r0时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加．

（2）当r<

r0时，分子力为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加．

（3）当r＝r0时，分子势能最小．

【典题例析】

（2015·

高考全国卷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

[审题指导]　扩散现象是分子热运动的直接证据，是分子无规则运动的直接表现，且与温度有关．

[解析]　扩散现象是分子无规则热运动的反映，C正确、E错误；

温度越高，分子热运动越激烈，扩散越快，A正确；

气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动，扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，D正确；

在扩散现象中，分子本身结构没有发生变化，不属于化学变化，B错误．

[答案]　ACD

【跟进题组】

考向1　微观量的计算

1．（2015·

高考海南卷）已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g.由此可估算得，地球大气层空气分子总数为________________，空气分子之间的平均距离为____________．

解析：

可认为地球大气层对地球表面的压力是由其重力引起的，即mg＝p0S＝p0×

4πR2，故大气层的空气总质量m＝，空气分子总数N＝NA＝.由于h≪R，则大气层的总体积V＝4πR2h，每个分子所占空间设为一个棱长为a的正方体，则有Na3＝V，可得分子间的平均距离a＝.

答案：

考向2　布朗运动与分子热运动

2．（2016·

高考北京卷）雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果．雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）．

某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化．

据此材料，以下叙述正确的是（　　）

A．PM10表示直径小于或等于1.0×

10－6m的悬浮颗粒物

B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力

C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动

D．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大

选C.PM10表示直径小于或等于1.0×

10－5m的悬浮颗粒物，A项错误；

PM10悬浮在空气中，受到的空气分子作用力的合力等于其所受到的重力，B项错误；

由题意推断，D项错误；

PM10和大颗粒物的悬浮是由于空气分子的撞击，故它们都在做布朗运动，C项正确．

考向3　分子力、分子势能与分子间距离的关系

3．两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

E．分子势能和动能之和不变

选BCE.分子力F与分子间距r的关系是：

当r<

r0时F为斥力；

当r＝r0时，F＝0；

当r>

r0时F为引力．综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小又变大，A项错误；

分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故B项正确、D项错误；

因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C、E项均正确．

1．分子热运动的特点

布朗运动

分子热运动

活动主体

固体小颗粒

分子

区别

是固体小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动

是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到

共同点

都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加剧烈，都是肉眼所不能看见的

联系

布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映

（1）扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间．

（2）布朗运动不是分子的运动，是液体分子无规则运动的反映．

2．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，分子势能增加．

（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．　

　物体的内能

1．内能和热量的比较

内能

热量

是状态量，状态确定系统的内能随之确定．一个物体在不同的状态下有不同的内能

是过程量，它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量

在只有热传递改变物体内能的情况下，物体内能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的热量

2.物体的内能与机械能的比较

机械能

定义

物体中所有分子热运动的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

在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒

　（2015·

高考江苏卷）在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用．某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试．测试时，对包装袋缓慢地施加压力．将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力________（选填“增大”“减小”或“不变”），包装袋内氮气的内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）．

[审题指导]　对理想气体，由于没有分子势能，所以内能由分子动能即温度决定．又因密封测试，则物质的量不变，所以内能不变．

[解析]　对氮气加压后，气体内部的压强增大，由F＝pS知，单位面积上所受气体分子撞击的作用力增大．由于加压过程是缓慢的，氮气的温度保持不变，所以氮气的内能不变．

[答案]　增大　不变

考向1