2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué) 第1節(jié) 分子動理論 內(nèi)能課件 新人教版.ppt

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選考內(nèi)容 第十三章熱學(xué) 選修3 3 第1節(jié)分子動理論內(nèi)能 一 分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù) 阿伏加德羅常數(shù) 二 溫度是分子平均動能的標(biāo)志內(nèi)能1 溫度一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度 2 兩種溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo) 關(guān)系 T t 273 15K 3 分子的動能 1 分子動能是分子熱運動所具有的動能 2 分子熱運動的平均動能是所有分子熱運動的動能的平均值 溫度是分子熱運動的平均動能的標(biāo)志 3 分子熱運動的總動能是物體內(nèi)所有分子熱運動動能的總和 4 分子的勢能 1 意義 由于分子間存在著引力和斥力 所以分子具有由它們的相對位置決定的能 2 分子勢能的決定因素 微觀上 決定于分子間距離和分子排列情況 宏觀上 決定于體積和狀態(tài) 5 物體的內(nèi)能 1 概念理解 物體中所有分子的熱運動分子動能與分子勢能的總和 是狀態(tài)量 2 決定因素 對于給定的物體 其內(nèi)能大小由物體的溫度和體積決定 即由物體內(nèi)部狀態(tài)決定 3 影響因素 物體的內(nèi)能與物體的位置高低 運動速度大小無關(guān) 4 改變內(nèi)能的方式 命題點一 命題點二 命題點三 微觀量的估算1 兩種分子模型物質(zhì)有固態(tài) 液態(tài)和氣態(tài)三種情況 不同物態(tài)下應(yīng)將分子看成不同的模型 1 固體 液體分子一個一個緊密排列 可將分子看成球形或立方體形 如圖所示 分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長 所以 球體分子模型立方體分子模型氣體分子模型 命題點一 命題點二 命題點三 2 氣體分子不是一個一個緊密排列的 它們之間的距離很大 所以氣體分子的大小不等于分子所占有的平均空間 如圖所示 此時每個分子占有的空間視為棱長為d的立方體 所以d 提醒 對于氣體 利用d 得到的不是分子直徑 而是氣體分子間的平均距離 2 微觀量與宏觀量間的關(guān)系微觀量 分子體積V0 分子直徑d 分子質(zhì)量m0 宏觀量 物體的體積V 摩爾體積Vm 物體的質(zhì)量m 摩爾質(zhì)量M 物體的密度 命題點一 命題點二 命題點三 例1 2017 江蘇卷 科學(xué)家可以運用無規(guī)則運動的規(guī)律來研究生物蛋白分子 資料顯示 某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66kg mol 其分子可視為半徑為3 10 9m的球 已知阿伏加德羅常數(shù)為6 0 1023mol 1 請估算該蛋白的密度 計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字 答案 1 103kg m3或5 102kg m3 代入數(shù)據(jù)得 1 103kg m3 或 5 102kg m3 5 102 1 103kg m3都算對 命題點一 命題點二 命題點三 微觀量的求解方法 1 分子的大小 分子體積 分子質(zhì)量屬微觀量 直接測量它們的數(shù)值非常困難 可以借助較易測量的宏觀量結(jié)合摩爾體積 摩爾質(zhì)量等來估算這些微觀量 其中阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁和紐帶 2 建立合適的物理模型 通常把固體 液體分子模擬為球形或立方體形 氣體分子所占據(jù)的空間可模擬為立方體模型 命題點一 命題點二 命題點三 即學(xué)即練1 多選 2017 遼寧大連模擬 某氣體的摩爾質(zhì)量為M 摩爾體積為Vm 密度為 每個分子的質(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 解析 命題點一 命題點二 命題點三 2 多選 2016 上海卷 某氣體的摩爾質(zhì)量為M 分子質(zhì)量為m 若1mol該氣體的體積為Vm 密度為 則該氣體單位體積分子數(shù)為 阿伏加德羅常數(shù)為NA 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 3 2017 山東墾利期中 已知地球大氣層的厚度h遠(yuǎn)小于地球半徑r 空氣平均摩爾質(zhì)量為M 阿伏加德羅常數(shù)為NA 地面大氣壓強(qiáng)為p0 重力加速度大小為g 由此可估算得 地球大氣層空氣分子總數(shù)為 空氣分子之間的平均距離為 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 布朗運動與分子熱運動擴(kuò)散現(xiàn)象 布朗運動與熱運動的比較 命題點一 命題點二 命題點三 例2 2016 北京卷 霧霾天氣是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述 是特定氣候條件與人類活動相互作用的結(jié)果 霧霾中 各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則 但可視為密度相同 直徑不同的球體 并用PM10 PM2 5分別表示球體直徑小于或等于10 m 2 5 m的顆粒物 PM是顆粒物的英文縮寫 某科研機(jī)構(gòu)對北京地區(qū)的檢測結(jié)果表明 在靜穩(wěn)的霧霾天氣中 近地面高度百米的范圍內(nèi) PM10的濃度隨高度的增加略有減小 大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小 且兩種濃度分布基本不隨時間變化 命題點一 命題點二 命題點三 據(jù)此材料 以下敘述正確的是 A PM10表示直徑小于或等于1 0 10 6m的懸浮顆粒物B PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其所受到的重力C PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運動D PM2 5的濃度隨高度的增加逐漸增大 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 思維點撥對于信息題 不要過多注意題目的長度 一定要仔細(xì)閱讀題文 從題文中找出相應(yīng)的信息 布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動 不是分子的無規(guī)則運動 形成的原因是由于液體分子對懸浮微粒無規(guī)則撞擊引起的 布朗運動既不是顆粒分子的運動 也不是液體分子的運動 而是液體分子無規(guī)則運動的反映 1 擴(kuò)散現(xiàn)象直接反映了分子的無規(guī)則運動 并且可以發(fā)生在固體 液體 氣體任何兩種物質(zhì)之間 2 布朗運動不是分子的運動 是液體分子無規(guī)則運動的反映 命題點一 命題點二 命題點三 即學(xué)即練4 多選 我國已開展空氣中PM2 5濃度的監(jiān)測工作 PM2 5是指空氣中直徑等于或小于2 5 m的懸浮顆粒物 其飄浮在空中做無規(guī)則運動 很難自然沉降到地面 吸入后對人體形成危害 礦物燃料燃燒的排放物是形成PM2 5的主要原因 下列關(guān)于PM2 5的說法正確的是 A PM2 5的大小比空氣中氧分子大得多B PM2 5在空氣中的運動屬于分子熱運動C PM2 5的運動軌跡只是由大量空氣分子對PM2 5無規(guī)則碰撞的不平衡決定的D 倡導(dǎo)低碳生活 減少煤和石油等燃料的使用 能有效減小PM2 5在空氣中的濃度E PM2 5必然有內(nèi)能 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 5 2017 河南鄭州一中月考 下列關(guān)于布朗運動的說法 正確的是 A 布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動B 觀察布朗運動會看到 懸浮的顆粒越小 溫度越高 布朗運動越劇烈C 布朗運動是指懸浮在液體中的固體分子的無規(guī)則運動D 布朗運動說明了液體分子之間存在著相互作用力 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 6 2017 江蘇卷 圖甲和圖乙是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片 記錄炭粒位置的時間間隔均為30s 兩方格紙每格表示的長度相同 比較兩張圖片可知 若水溫相同 選填 甲 或 乙 中炭粒的顆粒較大 若炭粒大小相同 選填 甲 或 乙 中水分子的熱運動較劇烈 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 分子力 分子勢能及物體的內(nèi)能1 分子力F 分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線 命題點一 命題點二 命題點三 命題點一 命題點二 命題點三 2 物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較 命題點一 命題點二 命題點三 例3 多選 2016 全國卷 關(guān)于氣體的內(nèi)能 下列說法正確的是 A 質(zhì)量和溫度都相同的氣體 內(nèi)能一定相同B 氣體溫度不變 整體運動速度越大 其內(nèi)能越大C 氣體被壓縮時 內(nèi)能可能不變D 一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E 一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中 內(nèi)能一定增加 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 分析物體的內(nèi)能問題應(yīng)當(dāng)明確四個要點1 內(nèi)能是對物體的大量分子而言的 不存在某個分子內(nèi)能的說法 2 決定內(nèi)能大小的因素為溫度 體積 分子數(shù) 還與物態(tài)有關(guān)系 3 通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能 4 溫度是分子平均動能的標(biāo)志 溫度相同的任何物體 分子的平均動能相同 命題點一 命題點二 命題點三 即學(xué)即練7 2017 北京卷 以下關(guān)于熱運動的說法正確的是 A 水流速度越大 水分子的熱運動越劇烈B 水凝結(jié)成冰后 水分子的熱運動停止C 水的溫度越高 水分子的熱運動越劇烈D 水的溫度升高 每一個水分子的運動速率都會增大 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 8 多選 2017 山東煙臺一模 關(guān)于物體的內(nèi)能 下列說法正確的是 A 物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的動能和勢能的總和B 一定質(zhì)量的0 的水凝結(jié)為0 的冰時 分子平均動能不變 分子勢能減少C 通電時電阻發(fā)熱 它的內(nèi)能增加是通過 熱傳遞 方式實現(xiàn)的D 溫度高的物體一定比溫度低的物體內(nèi)能大E 一定質(zhì)量的理想氣體吸收熱量 它的內(nèi)能可能不變 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 9 多選 2017 全國卷 氧氣分子在0 和100 溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示 下列說法正確的是 A 圖中兩條曲線下面積相等B 圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形C 圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100 時的情形D 圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目E 與0 時相比 100 時氧氣分子速率出現(xiàn)在0 400m s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大 答案 解析