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,选考部分,选修33 热学,第1单元 分子动理论 内能,网控基础点 提炼命题源,一、分子动理论 1物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小 分子的直径(视为球模型)：数量级为_m. (2)阿伏加德罗常数 1 mol的任何物质都含有相同的粒子数通常可取NA_ _ mol1. 阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁 (1)1010 (2)6.021023,读读教材,2分子永不停息地做无规则运动 (1)扩散现象 定义：_物质能够彼此进入对方的现象叫做扩散 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，而是由物质分子的_运动产生的 (2)布朗运动 定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息地做_运动叫做布朗运动 特点：永不停息，无规则；颗粒越小，_，布朗运动越显著 (1)不同 无规则 (2)无规则 温度越高,布朗运动是由成千上万个分子组成的“_”的运动，布朗运动的无规则性是液体(气体)分子运动_的反映 (3)热运动 分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈分子永不停息地_运动叫做热运动 3分子间的相互作用力 (1)引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而_，随分子间距离的减小而_，_比引力变化更快 颗粒 无规则 (3)无规则 3.(1)减小 增大 斥力,(2)分子力的特点 rr0时(r0的数量级为1010 m)，F引F斥，分子力F0； rr0时，F引F斥，分子力F表现为_； r10r0时，F引、F斥迅速减为零，分子力F_. (3)分子力随分子间距离的变化图象如图所示 斥力 引力 0,二、温度、温标、内能 1状态参量：在热学中，为确定系统的状态，需要用到的物理量称为状态参量如体积V、压强p、温度T等 2热平衡：两个相互接触的系统的状态参量不再变化，此时两个系统达到了热平衡 3温度：两个系统处于热平衡时，它们具有某个共同的热学性质，我们把表征这一“共同热学性质”的物理量定义为温度，一切达到热平衡的系统都具有相同的_ 温度,4两种温标：摄氏温标和热力学温标 关系：T_. 5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总和 4.t273.15 K 5.(1)分子无规则运动 (2)温度,6分子的势能 由于分子间存在着引力和斥力，由它们的_决定的能量称为分子势能 7物体的内能 (1)物体中所有分子的热运动_与_的总和，是状态量 (2)对于给定的物体，其内能在宏观上由物体的_和_决定，微观上由_和_决定 6.相对位置 7.动能 分子势能 温度 体积 分子平均动能 分子平均距离,1关于布朗运动，以下说法正确的是( ) A布朗运动就是液体分子的扩散现象 B布朗运动就是固体小颗粒中分子的无规则运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 C布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，它是液体分子无规则运动的反映 D扫地时，在阳光照射下，看到尘埃飞舞，这是尘埃在做布朗运动,练练基础,题组一 分子动理论,解析：布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，分子热运动是产生布朗运动的原因，布朗运动是分子无规则运动的反映，布朗颗粒用眼睛不能直接看到,3(多选)关于对内能的理解，下列说法正确的是( ) A系统的内能是由系统的状态决定的 B做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能 C不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能 D1 g 100 水的内能小于1 g 100 水蒸气的内能,题组二 分子力做功与分子势能的关系、内能,4. (多选)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F0为斥力，F0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置现在把乙分子从a处静止释放，若规定无穷远处分子势能为零，则下列说法正确的是( ) A乙分子在b处分子势能最小 B乙分子在b处动能最大 C乙分子在c处分子势能最小 D乙分子在c处动能最大,解析：乙分子由a运动到c，分子力表现为引力，分子力做正功，动能增大，分子势能减小；乙分子由c运动到d，分子力表现为斥力，分子力做负功，动能减小，分子势能增大故乙分子在c处分子势能最小、动能最大，即C、D正确，A、B错误,1球体和立方体只是分子的理想模型 2布朗运动不是分子的运动，而是悬浮颗粒的无规则运动 3分子间距为r0时，引力和斥力大小相等，并不是无引力和斥力 4分子做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加 5内能是状态量，做功和传热可以改变系统的内能,小思考 微总结,细研核心点 练透经典题,考点一 微观量计算,调研1 在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，已知水的密度为，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为Vm，求： (1)它们中各有多少水分子； (2)它们中相邻两个水分子之间的平均距离,试题调研,名师归纳点题破疑,类题练熟,12.(2015河南濮阳二模)利用油膜法可粗略测定分子的大小和阿伏加德罗常数若已知n滴油的总体积为V，一滴油所形成的单分子油膜的面积为S，这种油的摩尔质量为，密度为，则可求出一个油分子的直径d_；阿伏加德罗常数NA_.,1对分子力的理解 (1)分子间同时存在着相互作用的引力和斥力 (2)引力和斥力都随距离的增加而减小，但斥力减小的快 (3)分子力指引力与斥力的合力当引力和斥力大小相等时，合力为零，称为分子的平衡位置 2分子力做功与分子势能 分子势能的大小与分子间的距离有关，宏观上与物体的体积有关分子势能的变化与分子间的距离发生变化时分子力做功情况有关分子力做正功，分子势能减少；分子力做负功，分子势能增加,考点二 对分子力、分子势能的理解,3分子力、分子势能与分子间距离的关系,调研2 (多选)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,试题调研,解析 分子力F与分子间距r的关系是：当rr0时，F表现为引力综上可知，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后又变大，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 答案 BCE,(1)分子势能在平衡位置有最小值，无论分子间距离如何变化，靠近平衡位置，分子势能减小，反之增大 (2)判断分子势能的变化有两种方法： 看分子力的做功情况； 直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断，但要注意其和分子力与分子间距离的关系图线的区别,名师归纳点题破疑,类题练熟,解析：根据斥力比引力变化快可知ab为引力曲线，cd为斥力曲线，A错误，B正确；当rr0时，分子力表现为引力，选项C错误；随分子间距离增大，分子势能不一定增大，与分子间初始位置有关，选项D错误,解析：分子间距等于r0时分子势能最小，即r0r2，当r小于r1时分子力表现为斥力；当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力，所以A错误，B、C正确在r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功，分子势能减少，D错误,1物体的内能与机械能的比较,考点三 内能、改变内能的方式,2内能和热量的比较,调研3 (2014山东理综)(多选)如图，内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体当环境温度升高时，缸内气体( ) A内能增加 B对外做功 C压强增大 D分子间的引力和斥力都增大,试题调研,解题探究 1当环境温度升高时，密闭气体的压强和体积怎样变化？ 提示：压强不变，体积增大 2如何判断气体做功情况？气体内能怎样变化？ 提示：根据气体体积变化判断做功情况，体积增大时，气体对外做功；理想气体的内能由温度决定，温度升高，内能增加,解析 因气体为理想气体，温度升高时内能增大，选项A正确温度升高时，气体做等压变化，体积膨胀，对外做功，选项B正确，C错误体积膨胀后分子间距增大，分子引力和斥力都减小，D错误 答案 AB,分析物体的内能问题应当明确以下几点 (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)做功和热传递都可以改变物体的内能，在改变内能上二者是等效的 (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,名师归纳点题破疑,31.(2014北京理综)下列说法中正确的是( ) A物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大 B物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大 C物体温度降低，其内能一定增大 D物体温度不变，其内能一定不变,类题练熟,解析：温度是物体分子平均动能的标志，温度升高则其分子平均动能增大，反之，则其分子平均动能减小，故A错误，B正确物体的内能是物体内所有分子热运动动能和分子势能的总和，宏观上取决于物体的温度、体积和质量，故C、D错误,32.(多选)下列说法正确的是( ) A对物体做功不能使物体的温度升高 B机械能大的物体内能一定大 C温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均速率不同 D温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大,解析：对物体做功可以使物体温度升高，A错误；机械能与内能没有必然的联系，B错误；温度相同的氢气和氮气，平均动能相同，但由于气体分子的质量不同，故气体分子的平均速率不同，C正确；内能不仅与温度有关，还与物体的体积有关，温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大，D正确,1实验原理 利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看做球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸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,考点四 用油膜法估测分子的大小,调研4 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： 往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定 将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小,试题调研,用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积 将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是_(填写步骤前面的数字) (2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为_m(结果保留1位有效数字),名师归纳点题破疑,41.(2015上海静安区二模)(1)用油膜法测分子直径的实验中做了哪些科学的近似( ) A把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜 B把形成油膜的分子看做紧密排列的球形分子 C将油膜视为单分子油膜，但需要考虑分子间隙 D将油酸分子视为立方体模型 (2)某同学在实验过程中，距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，请简要说明油膜收缩的主要原因： _.,类题练熟,答案：(1)AB (2)溶液中酒精挥发，使液面收缩,解析：(1)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，做这样的近似：油膜是呈现单分子分布的；把油酸分子看成球形；分子之间没有空隙，紧密排列，故A、B正确，C、D错误 (2)油膜收缩的主要原因：溶液中酒精挥发，使液面收缩,42.油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的纯油膜的形状如图所示，若每个小方格的边长为 25 mm，试问：,(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为_模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的_图中油酸膜的面积为_ _m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是_m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_m(结果保留两位有效数字) (2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？ 请写出你分析的原因：_.,答案：(1)球体 单分子 直径 4.4102 1.21011 2.71010 (2)见解析,
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