高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題十一 第1講 分子動理論 內(nèi)能課件 新人教版.ppt

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專題十一 熱學(xué) 第1講 分子動理論 內(nèi)能 一 物體是由大量分子組成的 分子 10 10 10 27 10 26 1 這里的分子是指構(gòu)成物質(zhì)的單元 可以是原子 離子 也可以是分子 在熱運(yùn)動中它們遵從相同的規(guī)律 所以統(tǒng)稱為 分子體積和質(zhì)量都很小 分子直徑的數(shù)量級是 m 分子質(zhì)量的數(shù)量級是 kg 2 物體能被壓縮 水與酒精混合后總體積比混合前兩體積 之和要小 表明分子間確實(shí)存在著 空隙 3 阿伏加德羅常數(shù) 1mol的任何物質(zhì)含有NA 個(gè)分子 1mol的任何氣體 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積是 m3 分子的質(zhì)量m0 分子的體積V0和分子的直徑d稱為微觀物理量 物體的質(zhì)量M 體積V 密度 摩爾質(zhì)量MA和摩爾體積VA稱為宏觀物理量 阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量與微觀物 理量的橋梁 6 02 1023 22 4 10 3 基礎(chǔ)檢測 1 從下列哪一組數(shù)據(jù)可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù) A 水的密度和水的摩爾質(zhì)量B 水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積C 水分子的體積和水分子的質(zhì)量D 水分子的質(zhì)量和水的摩爾質(zhì)量答案 D 二 分子永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動1 擴(kuò)散現(xiàn)象 相互接觸的物體互相進(jìn)入對方的現(xiàn)象 溫度 越 擴(kuò)散越快 高 小 高 2 布朗運(yùn)動 在顯微鏡下看到的懸浮在液體 或氣體 中的微粒的無規(guī)則運(yùn)動 顆粒越 運(yùn)動越明顯 溫度越 運(yùn)動越劇烈 3 擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動的區(qū)別 1 擴(kuò)散現(xiàn)象不僅說明物質(zhì)分子在不停地運(yùn)動著 同時(shí)還說明分子與分子之間有空隙 擴(kuò)散現(xiàn)象是分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動的直接表現(xiàn) 2 布朗運(yùn)動是固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動 但它說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動 布朗運(yùn)動是液體 或氣體 分子無規(guī)則運(yùn)動的間接表現(xiàn) 三 分子間存在著相互作用力1 分子間同時(shí)存在相互作用的 和 合力 叫分子力 引力 斥力 距離 更快 2 特點(diǎn) 分子間的引力和斥力都隨分子間的 增大而減小 隨分子間距離的減小而增大 但斥力比引力變化得 基礎(chǔ)檢測 2 2015年山西四校聯(lián)考 下列敘述正確的是 A 擴(kuò)散現(xiàn)象說明了分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動B 布朗運(yùn)動就是液體分子的運(yùn)動C 分子間距離增大 分子間作用力一定減小D 物體的溫度越高 分子運(yùn)動越劇烈 每個(gè)分子的動能都一定越大答案 A 四 物體的內(nèi)能1 分子的平均動能 物體內(nèi)分子動能的平均值叫分子平均動能 是分子平均動能的標(biāo)志 溫度越高 分子平均 動能 溫度 越大 2 分子勢能 由分子間的相互作用和 決定的能量叫分子勢能 分子勢能的大小與物體的體積有關(guān) 1 當(dāng)r r0時(shí) 分子勢能隨分子間的距離增大而增大 2 當(dāng)r r0時(shí) 分子勢能隨分子間的距離減小而增大 3 當(dāng)r r0時(shí) 分子勢能最小 相對位置 3 物體的內(nèi)能 物體內(nèi)所有分子的 和 的總和叫物體的內(nèi)能 動能 分子勢能 基礎(chǔ)檢測 3 2014年北京卷 下列說法中正確的是 A 物體溫度降低 其分子熱運(yùn)動的平均動能增大B 物體溫度升高 其分子熱運(yùn)動的平均動能增大C 物體溫度降低 其內(nèi)能一定增大D 物體溫度不變 其內(nèi)能一定不變答案 B 考點(diǎn)1微觀量的估算 重點(diǎn)歸納 典例剖析 思維點(diǎn)撥 先計(jì)算V0所含的汞分子數(shù) 再計(jì)算1 0cm3的 汞蒸氣所含的分子數(shù)為多少 考點(diǎn)練透 1 多選 2015年遼寧大連模擬 某氣體的摩爾質(zhì)量為Mmol 摩爾體積為Vmol 密度為 每個(gè)分子的質(zhì)量和體積分別為m和 V0 則阿伏加德羅常數(shù)NA不可表示為 答案 CD 考點(diǎn)2對分子間作用力的理解 重點(diǎn)歸納 1 分子間任何時(shí)候引力和斥力都是同時(shí)存在的 實(shí)際表現(xiàn) 出的分子力是引力和斥力的合力 2 分子間相互作用的引力與斥力都隨著分子間距離的增大而減小 只是斥力變化得更快一些 如圖11 1 1所示 圖11 1 1 3 分子間存在一個(gè)平衡距離r0 分子間距離為r0的位置就 叫做平衡位置 數(shù)量級為10 10m 1 當(dāng)r r0時(shí) F引 F斥 對外表現(xiàn)的分子力F為引力 2 當(dāng)r r0時(shí) F引 F斥 對外表現(xiàn)的分子力F 0 3 當(dāng)r r0時(shí) F引 F斥 對外表現(xiàn)的分子力F為斥力 4 分子力是一種短程作用力 當(dāng)分子間距離的數(shù)量級大于10 9m時(shí) 即分子之間的距離是分子直徑的10倍以上 r 10r0 時(shí) 分子間的相互作用力已變得很小 可以忽略不計(jì) 可以認(rèn)為此時(shí)分子間相互作用的引力和斥力都為零 這時(shí)物體處于氣態(tài)并可以當(dāng)成理想氣體 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 氣體分子間的相互作用力可以忽略不計(jì) 就是因?yàn)檫@時(shí)氣體分子間的距離遠(yuǎn)大于分子直徑的緣故 典例剖析例2 多選 2013年新課標(biāo)卷 兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動 直至不再靠近 在此過程中 下列說法正確的是 A 分子力先增大 后一直減小B 分子力先做正功 后做負(fù)功C 分子動能先增大 后減小D 分子勢能先增大 后減小E 分子勢能和動能之和不變 解析 兩個(gè)分子相距較遠(yuǎn)時(shí)表現(xiàn)為引力 相互靠近時(shí)分子力先增大后減小 減小到零后分子力變?yōu)槌饬?分子減速至不再靠近 因此分子力經(jīng)歷了增大 減小再反向增大的過程 故A錯(cuò)誤 分子不斷靠近 分子力先做正功后做負(fù)功 分子動能先增大后減小 B C正確 分子力做正功分子勢能減小 分子力做負(fù)功分子勢能增大 故D錯(cuò)誤 整個(gè)過程中只有分子力做功 動能和勢能之和不變 E正確 故選BCE 答案 BCE 考點(diǎn)練透 3 2015年北京月考 如果將兩個(gè)分子看成質(zhì)點(diǎn) 當(dāng)這兩個(gè)分子之間的距離為r0時(shí)分子力為零 則分子力F及分子勢能Ep 隨著分子間距離r的變化而變化的情況是 A 當(dāng)r r0時(shí) 隨著r變大 F變小 Ep變小B 當(dāng)r r0時(shí) 隨著r變大 F變大 Ep變大C 當(dāng)r r0時(shí) 隨著r變小 F變大 Ep變小D 當(dāng)r r0時(shí) 隨著r變小 F變大 Ep變大 解析 據(jù)題意 當(dāng)r r0時(shí) r變大 則分子力F先變大后變小 而分子勢能增大 所以A B錯(cuò)誤 當(dāng)r r0時(shí) r變小 則分子力F變大而分子勢能也一直在變大 所以D正確 答案 D 4 2016年山東師范大學(xué)附屬中學(xué)模擬 由于分子間存在著分子力 而分子力做功與路徑無關(guān) 因此分子間存在與其相對距離有關(guān)的分子勢能 如圖11 1 2所示為分子勢能Ep隨分子間距離r變化的圖象 取r趨近于無窮大時(shí)Ep為零 通過功能關(guān)系可以從分子勢能的圖象中得到有關(guān)分子力的信息 則下列說 法正確的是 圖11 1 2 A 假設(shè)將兩個(gè)分子從r r2處釋放 它們將相互遠(yuǎn)離B 假設(shè)將兩個(gè)分子從r r2處釋放 它們將相互靠近C 假設(shè)將兩個(gè)分子從r r1處釋放 它們的加速度先增大 后減小 D 假設(shè)將兩個(gè)分子從r r1處釋放 當(dāng)r r2時(shí)它們的速 度最大 答案 D 考點(diǎn)3對內(nèi)能的理解 重點(diǎn)歸納 1 分子平均動能 1 物體內(nèi)所有分子動能的平均值叫分子的平均動能 2 溫度是物體分子平均動能大小的標(biāo)志 溫度是個(gè)統(tǒng)計(jì)概念 是針對組成物體的大量分子而言的 對于單個(gè)分子或數(shù)量有限的分子 說溫度高低是沒有意義的 3 分子平均動能與物體的機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)無關(guān) 2 分子勢能 分子勢能與分子之間的距離 宏觀表現(xiàn)為物體的體積 有關(guān) 分子勢能的大小隨距離的變化如圖11 1 3所示 圖11 1 3 1 當(dāng)r r0時(shí) 分子力為零 分子勢能不為零 而是最小 2 當(dāng)r r0時(shí) 分子力表現(xiàn)為引力 隨著分子間距離的增大 分子需要不斷克服分子力做功 分子勢能增大 3 當(dāng)r r0時(shí) 分子力表現(xiàn)為斥力 隨著分子間距離的減小 分子需要不斷克服分子力做功 分子勢能增大 3 內(nèi)能的決定因素 1 微觀決定因素 分子勢能 分子的平均動能和分子個(gè)數(shù) 2 宏觀決定因素 物體的體積 物體的溫度 物體所含物 質(zhì)的多少 即物質(zhì)的量 3 與物態(tài)有關(guān) 典例剖析例3 2014年重慶卷 重慶出租車常以天然氣作為燃料 加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中 若儲氣罐 內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變 則罐內(nèi)氣體 可視為理想氣體 A 壓強(qiáng)增大 內(nèi)能減小B 吸收熱量 內(nèi)能增大C 壓強(qiáng)減小 分子平均動能增大D 對外做功 分子平均動能減小 思維點(diǎn)撥 質(zhì)量一定的氣體 體積不變 當(dāng)溫度升高時(shí) 是一個(gè)等容變化 據(jù)壓強(qiáng)的微觀解釋 1 溫度升高 氣體的平均動能增加 2 單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積的器壁的分子數(shù)增多 可知壓強(qiáng)增大 據(jù)熱力學(xué)第一定律判斷即可 解析 由于溫度升高 所以分子平均動能增大 物體的內(nèi)能變大 單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積的器壁的分子數(shù)增多 可知壓強(qiáng)增大 體積不變 對內(nèi)外都不做功 內(nèi)能增大 根據(jù)熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w只有吸收熱量 故ACD錯(cuò)誤 B正確 答案 B 備考策略 解有關(guān) 內(nèi)能 的題目 應(yīng)把握以下幾點(diǎn) 1 溫度是分子平均動能的標(biāo)志 而不是分子平均速率的標(biāo)志 它與單個(gè)分子的動能及物體的動能無任何關(guān)系 2 內(nèi)能是一種與分子熱運(yùn)動及分子間相互作用相關(guān)的能量形式 與物體宏觀有序的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān) 它取決于物質(zhì)的量 溫度 體積及物態(tài) 考點(diǎn)練透 5 2015年山東濰坊一模 下列說法正確的是 A 0 的冰與0 的水分子的平均動能相同B 溫度高的物體內(nèi)能一定大C 分子間作用力總是隨分子間距離的增大而減小D 隨著制冷技術(shù)的不斷提高 絕對零度一定能在實(shí)驗(yàn)室中達(dá)到答案 A 6 多選 2015年河北唐山摸底 對于分子動理論和物體內(nèi) 能的理解 下列說法正確的是 A 溫度高的物體內(nèi)能不一定大 但分子平均動能一定大B 外界對物體做功 物體內(nèi)能一定增加C 溫度越高 布朗運(yùn)動越顯著D 當(dāng)分子間的距離增大時(shí) 分子間作用力就一直減小E 當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí) 分子勢能隨分子間距離的減小而增大答案 ACE