2019版高考物理一輪復習 專題十三 熱學 第1講 分子動理論 內能課件.ppt

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專題十三熱學 第1講 分子動理論內能 考點1 分子動理論 1 物體是由大量分子組成的 10 10 10 26 1 分子直徑大小的數量級為 m 2 一般分子質量的數量級為 kg 3 阿伏加德羅常數NA 1mol的任何物質所含的分子數 NA mol 1 6 02 1023 2 分子永不停息地做無規(guī)則熱運動 1 擴散現象 相互接觸的物體的分子或原子彼此進入對方的現象 溫度越 擴散越快 2 布朗運動 在顯微鏡下看到的懸浮在液體中的微小顆粒的永不停息的無規(guī)則運動 布朗運動反映了 的無規(guī)則運動 顆粒越 運動越明顯 溫度越 運動 越激烈 高 液體分子 小 高 3 分子力 引力 斥力 合力 1 分子間同時存在著 和 實際表現的分 子力是它們的 減小 快 2 引力和斥力都隨著距離的增大而 但分子間距離變化相等時斥力比引力變化得 3 分子間的作用力隨分子間距離r變化的關系如圖13 1 1所示 當r r0時 表現為 當r r0時 分子力為 當r r0時 表現為 當r 10r0時 分子 力變得十分微弱 可忽略不計 斥力 零 引力 圖13 1 1 考點2 物體的內能 1 分子的平均動能 物體內所有分子動能的平均值 是分子平均動能的標志 物體溫度升高 表明分子熱運動的 增大 溫度 平均動能 間距 2 分子勢能 與分子 有關 分子勢能的大小隨分子間距離的變化曲線如圖13 1 2所示 規(guī)定分子間距離無窮遠時分子勢能為零 圖13 1 2 3 物體的內能 物體中所有分子熱運動的 與 的總和 物體的內能跟物體的 及物體的 都有關系 動能 分子勢能 溫度 體積 摩爾數 或分子數 考點3 用油膜法估測分子的大小 將油酸滴在水面上 讓油酸盡可能散開 可認為油酸在水面上形成 油膜 如果把分子看成 單層分子油膜的厚度就可以看成油酸分子的直徑 如圖13 1 3所示 測出油酸的體積V和油膜的面積S 就可以算出分子的直徑d 單層分子 球形 VS 圖13 1 3 說法不正確的是 基礎自測 1 多選 2016年山東威海模擬改編 下列關于分子運動的 A 氣體分子單位時間內與單位面積器壁碰撞的次數 僅與單位體積內的分子數有關B 布朗運動是液體分子的運動 它說明分子永不停息地做無規(guī)則熱運動C 當分子間的引力和斥力平衡時 分子勢能最小D 如果氣體分子總數不變 而氣體溫度升高 氣體的平均動能一定增大 因此壓強也必然增大E 內能不同的物體 它們分子熱運動的平均動能可能相同答案 ABD 2 多選 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 質量相等的兩個物體 溫度高的內能不一定大C 分子間作用力的合力總是隨分子間距離的增大而減小D 即使制冷技術不斷提高 絕對零度也不能達到E 用打氣筒向籃球充氣時需要用力 說明氣體分子間有斥力答案 ABD 3 多選 對于分子動理論和物體內能的理解 下列說法正確 的是 A 溫度高的物體內能不一定大 但分子平均動能一定大B 外界對物體做功 物體內能一定增加C 溫度越高 布朗運動越顯著D 當分子間的距離增大時 分子間作用力的合力就一直減小E 當分子間作用力表現為斥力時 分子勢能隨分子間距離的減小而增大答案 ACE 4 實驗發(fā)現 在水深300m處 二氧化碳將變成凝膠狀態(tài) 當水深超過2500m時 二氧化碳會濃縮成近似固體的硬膠體 設在某狀態(tài)下二氧化碳氣體的密度為 摩爾質量為M 阿伏加德羅常量為NA 將二氧化碳分子看做直徑為D的球 球的體積 硬膠體后體積為多少 解 二氧化碳氣體變成硬膠體后 可以看成是分子一個個緊密排列在一起的 故體積為V的二氧化碳氣體質量為m V 則 熱點1 利用阿伏加德羅常量進行微觀量的估算 熱點歸納 1 物質有固態(tài) 液態(tài)和氣態(tài)三種情況 不同物態(tài)下應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13 1 4所示 分子間距等于小球的直徑或立 圖13 1 4 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13 1 5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 圖13 1 5 2 宏觀量與微觀量的轉換橋梁 作為宏觀量的摩爾質量M 摩爾體積Vm 密度 與作為微觀量的分子直徑d 分子質量m0 每個分子的體積V0都可通過阿伏加德羅常量聯系起來 如下所示 典題1 2017年江蘇卷 科學家可以運用無規(guī)則運動的規(guī)律來研究生物蛋白分子 資料顯示 某種蛋白的摩爾質量為 66kg mol 其分子可視為半徑為3 10 9m的球 已知阿伏加 留1位有效數字 德羅常數為6 0 1023mol 1 請估算該蛋白的密度 計算結果保 熱點2 布朗運動與分子熱運動 熱點歸納 布朗運動與分子熱運動的比較 典題2 多選 關于布朗運動 下列說法正確的是 A 布朗運動間接反映了液體分子的無規(guī)則運動B 布朗運動就是懸浮微粒的固體分子的無規(guī)則運動C 氣體分子的運動是布朗運動D 液體中的懸浮微粒越大 布朗運動就越不明顯E 布朗運動是由液體分子從各個方向對懸浮粒子撞擊作用的不平衡引起的 解析 布朗運動是液體分子撞擊的不平衡引起的 間接反映了液體分子的無規(guī)則運動 選項B錯誤 A E正確 氣體分子的運動不是布朗運動 選項C錯誤 布朗運動的劇烈程度與液體的溫度以及顆粒的大小有關 液體中的懸浮微粒越大 布朗運動就越不明顯 選項D正確 答案 ADE 熱點3考向1 分子間的作用力與分子勢能分子間的相互作用力 熱點歸納 分子力是引力與斥力的合力 分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小 隨分子間距離的減小而增大 但斥力總是變化得較快 如圖13 1 6所示 圖13 1 6 1 當r r0時 F引 F斥 F 0 2 當r r0時 F引和F斥都隨距離的減小而增大 但F引 F斥 F表現為斥力 3 當r r0時 F引和F斥都隨距離的增大而減小 但F引 F斥 F表現為引力 4 當r 10r0 即10 9m 時 F引和F斥都已經十分微弱 可以認為分子間沒有相互作用力 F 0 典題3 多選 2017年安徽淮北第一中學檢測 分子間同時存在相互作用的引力和斥力 分子力則是它們的合力 即表 現出來的力 關于分子間的引力 斥力說法正確的是 A 分子間的引力總是隨分子間距的增大而減小B 分子間的斥力總是隨分子間距的增大而減小C 分子力 合力 總是隨分子間距的增大而減小D 分子間同時存在相互作用的引力和斥力 所以分子力不可能為零E 分子力表現為引力時 其大小有限 分子力表現為斥力時 可以很大 解析 分子間的引力總是隨分子間距的增大而減小 選項A正確 分子間的斥力總是隨分子間距的增大而減小 選項B正確 當分子間距大于r0時 分子斥力和引力的合力隨著分子間距的增大先增大后減小 故C錯誤 分子間同時存在相互作用的引力和斥力 當r r0時 引力和斥力相等 此時分子力表現為零 選項D錯誤 分子力表現為引力時 其大小有限 分子力表現為斥力時 當r趨近于零時 斥力可以很大 選項E正確 答案 ABE 考向2 分子勢能 熱點歸納 分子勢能是由分子間相對位置而決定的勢能 它隨著物體體積的變化而變化 與分子間距離的關系為 1 當r r0時 分子力表現為引力 隨著r的增大 分子引力做負功 分子勢能增大 2 當r r0時 分子力表現為斥力 隨著r的減小 分子斥力做負功 分子勢能增大 3 當r r0時 分子勢能最小 但不一定為零 可為負值 因為可選兩分子相距無窮遠時分子勢能為零 4 分子勢能曲線如圖13 1 7所示 圖13 1 7 典題4 多選 兩個相距較遠的分子僅在分子力的作用下由靜止開始運動 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 分子力F與分子間距r的關系是 當r r0時F為斥力 當r r0時F 0 當r r0時F為引力 綜上可知 當兩分子由相距較遠逐漸達到最近的過程中分子力是先變大再變小后又變大 A項錯誤 分子力為引力時做正功 分子勢能減小 分子力為斥力時做負功 分子勢能增大 故B項正確 D項錯誤 因僅有分子力作用 故只有分子動能與分子勢能之間發(fā)生轉化 即分子勢能減小時分子動能增大 分子勢能增大時分子動能減小 其總和不變 C E項均正確 答案 BCE 方法技巧 1 分子勢能在平衡位置有最小值 無論分子間距離如何變化 靠近平衡位置 分子勢能減小 反之增大 2 判斷分子勢能的變化有兩種方法 看分子力的做功情況 直接由分子勢能與分子間距離的關系圖線判斷 但要注 意其和分子力與分子間距離的關系圖線的區(qū)別 熱點4 物體的內能 熱點歸納 1 物體的內能與機械能的比較 2 內能和熱量的比較 A 溫度相等的1kg和100g的水內能相同B 物體內能增加 一定要從外界吸收熱量C 熱量只能從內能多的物體轉移到內能少的物體D 在相同物態(tài)下 同一物體溫度降低 它的內能會減少E 物體運動時的內能不一定比靜止時的內能大 解析 影響內能大小的因素是體積 溫度和分子總數 1kg水和100g水的質量不同 水分子總數不同 所以內能不同 故選項A錯誤 改變內能有兩種方式 做功和熱傳遞 所以物體內能增加 不一定要從外界吸收熱量 也可以是外界對物體做功 選項B錯誤 熱量能從內能多的物體轉移到內能少的物體 也能從內能少的物體轉移到內能多的物體 選項C錯誤 在相同物態(tài)下 同一物體溫度降低 分子的平均動能降低 內能減少 選項D正確 物體運動的快慢與分子運動的快慢無關 物體運動的快 分子的平均動能不一定大 內能不一定大 選項E正確 答案 ABC