高考历史 第14章 第1节 分子动理论 内能知识研习课件 鲁科版选修33

1认识分子动理论的基本观点，知道其实验依据知道阿伏伽德罗常数的意义 2了解分子运动速率的统计分布规律认识温度是分子平均动能的标志理解内能的概念 3能用分子动理论和统计观点解释气体压强 4了解固体的微观结构，会区别晶体和非晶体能解释液体表面张力产生的原因 5通过实验了解气体实验定律，知道理想气体模型能用分子动理论和统计规律解释气体压强和气体实验定律 6知道饱和汽、未饱和汽及饱和汽压，了解相对湿度举例说明空气的相对湿度对人的生活和植物生长的影响 7了解热力学第一定律和第二定律，理解能量守恒定律 8认识能源的开发和利用，具有保护环境的意识 实行新课程改革后，新高考中选考模块内容的综合性受到一定限制在选修33中，本知识点是出现几率比较高的内容，模块内综合是高考命题的显著特点；关于气体部分，高考中明确了降低要求，加之高考分数的限制，有关气体的计算不会过于复杂 热力学第一定律是以能量为主线，研究改变内能的方式与规律；在能的转化和守恒定律的基础上，热力学第二定律探讨了自然过程的方向性和理想热机的效率问题，揭示了宏观过程方向性的微观本质本部分内容是选修33模块出现几率最高的知识点，既可能单独考查，也很可能与内能、理想气体综合起来考查 1物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小 分子直径：数量级是m. 分子质量：数量级是kg.1010 10251027 油膜法油膜法 (2)阿伏伽德罗常数 定义：1 mol任何物质所含有的相同粒子数 数值：NA mol1. 2分子热运动 (1)扩散现象 定义：相互接触的能够彼此进入，这类现象叫做扩散 特点： 越高，扩散越快；可在固体、 、气体中进行6.021023不同物质不同物质对方对方温度温度液体液体 (2)布朗运动 定义：悬浮在液体(或气体)中的微粒的永不停息的运动叫做布朗运动 产生原因：微粒受到周围液体(或气体)分子的撞击，产生了布朗运动，微粒越，撞击就越，布朗运动就越显著，温度越布朗运动也越显著 (3)热运动：分子运动叫做热运动 无规则无规则不平衡不平衡小小不平衡不平衡高高永不停息地无规则永不停息地无规则 3分子间存在相互作用的引力和斥力 (1)分子间有空隙： 气体很容易被，布朗运动、扩散现象、水和酒精混合后总体积 这些事件都证明了分子间存在着 (2)特点：如图所示，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，但斥力比引力变化压缩压缩变小变小空隙空隙减小减小增大增大快快 当rr0时，分子力表现为0. 当rr0时，f引f斥，分子力表现为 当rr0时，f引r0时，分子势能随分子间距离的增大而；当rr0时，分子势能随r的减小而；当rr0时，分子势能相对位置相对位置体积体积分子间距离分子间距离增大增大增大增大最小最小 (3)物体的内能： 内能：物体中所有分子热运动的和的总和 决定因素：由共同决定，同时受物态变化的影响 物体的内能跟物体状态无关动能动能分子分子势能势能物质的量、温度、体积物质的量、温度、体积机械运动机械运动 考点一宏观量与微观量及其相互关系 1微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m. 2宏观量：物体体积V、摩尔体积Vmol、物体的质量M、摩尔质量Mmol、物体的密度. 3关系 【案例1】(2010江苏高考)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1.若潜水员呼吸一次吸入2 L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数(结果保留一位有效数字)【答案】【答案】31022个个 【即时巩固1】已知汞的摩尔质量为Mmol200.5103 kg/mol，密度为13.6103 kg/m3，阿伏伽德罗常数NA6.01023 mol1.则一个汞原子的质量(用相应的字母表示即可)、一个汞原子的体积(结果保留一位有效数字 ) 、 体 积 为 1 c m3的 汞 中 汞 原 子 的 个 数 分 别 为_AMmol、11029 m3、21022个【答案【答案】B 考点二布朗运动与扩散的共同之处，以及布朗运动与分子运动的区别 1布朗运动与扩散现象的共同点 (1)它们都反映了分子在永不停息地做无规则运动 (2)它们都随温度的升高而表现得越明显 2布朗运动和分子运动的比较布朗运动分子运动研究对象悬浮在液体、气体中的固体小颗粒分子特点永不停息；无规则；颗粒越小，现象越明显；温度越高，运动越激烈；肉眼看不到和前面相同因果关系布朗运动产生的原因是由于分子无规则运动的撞击力的不平衡，是分子运动的反映分子运动是布朗运动的原因 【技巧提示】(1)布朗运动既不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动，而是分子无规则运动的反映 (2)布朗运动中的微粒是由成千上万的大量分子组成的“分子集团” 3布朗运动与扩散现象的比较 布朗运动只能在液体、气体中发生，而扩散现象可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 【案例2】分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质，据此可判断下列说法中错误的是_ A显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性 B分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大 C分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 D在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素 【解析】显微镜下观察到墨水中的小炭粒做布朗运动，是对液体分子无规则运动的反映，A正确；由分子力与分子间距离的关系可知，如果是分子距离从很小开始逐渐增大，则分子力由斥力逐渐减小到零，再表现为引力先增大后减小，直至减小到零，B错误；由以上过程可以分析，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，C正确；由于分子的扩散，当然在真空、高温条件下可以向半导体材料掺入其他元素，D正确 【答案】B 【即时巩固2】(2009北京理综)做布朗运动实验，得到某个观测记录如图图中记录的是_A分子无规则运动的情况分子无规则运动的情况B某个微粒做布朗运动的轨某个微粒做布朗运动的轨迹迹C某个微粒做布朗运动的速某个微粒做布朗运动的速度度时间图线时间图线D按等时间间隔依次记录的按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线某个运动微粒位置的连线 【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然运动是无规则的，所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误；对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度时间图线，故C项错误；只有D项正确 【答案】D 考点三分子间的相互作用力问题 分子之间虽然有空隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子之间存在着引力分子间有引力，而分子间有空隙，没有紧紧吸在一起，说明分子间还存在着斥力分子间同时存在着引力和斥力，都随分子之间距离的变化而变化但是，由于斥力比引力变化得快，便出现了“斥力大于引力”、“斥力和引力恰好相等”、“引力大于斥力”的情况；分子间距离为r0时分子力为零，并不是分子间无引力和斥力当分子间的距离远大于10 r0时，引力和斥力都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力，分子力为零 【案例3】(2010全国理综)如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线下列说法正确的是（ ） A.当当r大于大于r1时，分子间的作用时，分子间的作用力表现为引力力表现为引力 B当当r小于小于r1时，分子间的作时，分子间的作用力表现为斥力用力表现为斥力 C当当r等于等于r1时，分子间的作时，分子间的作用力为零用力为零 D.在在r由由r1变到变到r2的过程中，分的过程中，分子间的作用力做负功子间的作用力做负功 【解析】本题考查分子力做功与分子势能的关系、功的正负的判断意在考查考生对基本概念和基本规律的理解能力对两分子组成的系统，分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加结合图象可知，分子距离由非常近到r1时，Ep减小，分子力做正功；当分子由r1到r2时，Ep减少，分子力做正功，故分子力为斥力，A、D错误，B正确；分子间距离由r2继续增大时，分子势能增加，说明分子力做负功，即分子间表现为引力，故分子间距离为r2时，分子间作用力为零，C正确；本题答案为B、C.【答案【答案】B、C 【即时巩固3】（2010四川理综）下列现象中不能说明分子间存在分子力的是（ ） A.两铅块能被压合在一起 B.钢绳不易被拉断 C.水不容易被压缩 D.空气容易被压缩 【解析】A、B选项说明分子间存在引力，C选项说明分子间存在斥力，D项说明气体分子间距大，故答案为D. 【答案】D 考点四温度、内能和机械能 1对温度的理解 (1)温度的意义：温度在宏观上表示物体的冷热程度，在微观上表示分子的平均动能 (2)两种表示方法：摄氏温标和热力学温标两种温标温度的零点不同，同一温度两种温标表示的数值不同，但它们表示的温度间隔是相同的，即每一度的大小相同，tT. 【技巧提示】(1)热力学温度的零值是低温极限，永远达不到，即热力学温度无负值 (2)温度是大量分子热运动的集体行为，对个别分子来说温度没有意义 2物体的内能和机械能的比较类别比较内能机械能定义物体中所有分子的动能和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测量无法测量可测量 【技巧提示】(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)理想气体分子间相互作用力为零，故分子势能忽略不计，一定质量的理想气体内能只与温度有关 (3)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 【案例4】1 g 100 的水和1 g 100 的水蒸气相比较，下列说法_ (1)分子的平均动能和分子的总动能都相同 (2)它们的内能相同 A(1)(2)两种说法均正确 B(1)(2)两种说法均错误 C(1)说法正确，(2)说法错误 D(1)说法错误，(2)说法正确 【解析】由温度是分子平均动能的标志及物体内能的影响因素，即可判断 温度相同则它们的分子平均动能相同；又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，所以(1)说法正确当100 的水变成100 的水蒸气时，该过程吸收热量，内能增加，所以1 g 100 的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能，故(2)说法错误 【答案】C 【技巧点拨】解决这类问题的依据是： (1)温度相同的不同物体其分子的平均动能是相等的，但平均速率不一定相等，因为不同的物质分子的质量不一定相等 (2)物体内分子无规则运动的总动能等于分子的平均动能与分子数的乘积，即它与物体的温度和所含的分子数目有关 (3)物体的内能除与物质的量、温度和体积有关外，还与物态有关 【即时巩固4】一颗炮弹在空中以某一速度v飞行，有人说：由于炮弹中所有分子都具有这一速度，所以分子具有动能；又由于分子都处于高处，所以分子又具有势能，因此分子的上述动能和势能的总和就是炮弹的内能，则这种说法_ A正确B不正确【答案】【答案】B