2019版高考物理大一輪復習 專題十二 熱學 第1講 分子動理論 內能課件.ppt

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專題十二熱學 續(xù)表 第1講 分子動理論內能 分子 一 物體是由大量分子組成的 空隙 1 這里的分子是指構成物質的單元 可以是原子 離子 也可以是分子 在熱運動中它們遵從相同的規(guī)律 所以統(tǒng)稱為 分子體積和質量都很小 分子直徑的數(shù)量級是 m 分子質量的數(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者體積之和要小 表明分子間確實存在著 10 27 10 26 3 阿伏加德羅常數(shù) 1mol的任何物質含有NA 個分子 1mol的任何氣體 在標準狀態(tài)下的體積是 m3 分子的質量m0 分子的體積V0和分子的直徑d稱為微觀物理量 物體的質量M 體積V 密度 摩爾質量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 二 分子永不停息地做無規(guī)則熱運動 高 1 擴散現(xiàn)象 相互接觸的物體互相進入對方的現(xiàn)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 或氣體 中的微粒的無規(guī)則運動 顆粒越 運動越明顯 溫度越 運動越劇烈 小 高 3 擴散現(xiàn)象和布朗運動的區(qū)別 1 擴散現(xiàn)象不僅說明物質分子在不停地運動著 同時還說明分子與分子之間有空隙 擴散現(xiàn)象是分子永不停息地做無規(guī)則運動的直接表現(xiàn) 2 布朗運動是固體微粒的無規(guī)則運動 但它說明分子在不停地做無規(guī)則運動 布朗運動是液體 或氣體 分子無規(guī)則運動的間接表現(xiàn) 1 多選 下列關于布朗運動的說法 錯誤的是 基礎檢測 A 布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動B 液體溫度越高 懸浮顆粒越小 布朗運動越劇烈C 布朗運動是由于液體各部分的溫度不同而引起的D 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E 擴散現(xiàn)象就是布朗運動 解析 布朗運動是懸浮顆粒的無規(guī)則運動 不是液體分子的運動 選項A E錯誤 液體的溫度越高 懸浮顆粒越小 布朗運動越劇烈 選項B正確 布朗運動是由于液體分子從各個方向對懸浮顆粒撞擊作用的不平衡引起的 選項C錯誤 選項D正確 答案 ACE 三 分子間存在著相互作用力1 分子間同時存在相互作用的 和 合力叫分子力 2 特點 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 引力 斥力 距離 更快 基礎檢測 2 多選 如圖12 1 1所示 縱坐標表示兩個分子間引力 斥力的大小 橫坐標表示兩個分子間的距離 圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力 斥力的大小隨分子間距離的變化關系 e為兩曲線的交點 則下列說法正確的是 圖12 1 1 A ab為斥力曲線 cd為引力曲線 e點橫坐標的數(shù)量級 為10 10m B ab為引力曲線 cd為斥力曲線 e點橫坐標的數(shù)量級 為10 10m C 若兩個分子間距離增大 則分子勢能也增大 D 由分子動理論可知 溫度相同的氫氣和氧氣 分子平 均動能相同 E 質量和溫度都相同的氫氣和氧氣 視為理想氣體 氫氣 的內能大 答案 BDE 四 物體的內能1 分子的平均動能 物體內分子動能的平均值叫分子平均動能 是分子平均動能的標志 溫度越高 分子平均 動能 溫度 越大 相對位置 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 1 當r r0時 分子勢能隨分子間的距離增大而增大 2 當r r0時 分子勢能隨分子間的距離減小而增大 3 當r r0時 分子勢能最小 3 物體的內能 物體內所有分子的 和 的總和叫物體的內能 動能 分子勢能 基礎檢測 3 多選 下列說法中正確的是 A 當分子間的距離增大時 分子間的引力和斥力都變小B 布朗運動反映了懸浮在液體中固體顆粒分子的無規(guī)則運動C 氣體對器壁的壓強是由大量氣體分子對器壁頻繁碰撞而產(chǎn)生的D 隨著低溫技術的發(fā)展 我們可以使溫度逐漸降低 并最終達到絕對零度E 物體的內能是組成物體的所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和答案 ACE 考點1 微觀量的估算 重點歸納作為宏觀量的摩爾質量Mmol 摩爾體積Vmol 密度 與作為微觀量的分子直徑d 分子質量m 每個分子的體積V0 都可通過阿伏加德羅常數(shù)聯(lián)系起來 其關系如下所示 考題題組 考點2 對分子間作用力的理解 重點歸納1 分子間任何時候引力和斥力都是同時存在的 實際表現(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12 1 2所示 圖12 1 2 4 分子力是一種短程作用力 當分子間距離的數(shù)量級大于 10 9m時 即分子之間的距離是分子直徑的10倍以上 r 10r0 時 分子間的相互作用力已變得很小 可以忽略不計 可以認 為此時分子間相互作用的引力和斥力都為零 這時物體處于氣 態(tài)并可以當成理想氣體 在標準狀態(tài)下 氣體分子間的相互作 用力可以忽略不計 就是因為這時氣體分子間的距離遠大于分 子直徑的緣故 考題題組 2 多選 2017年汕頭模擬 如圖12 1 3所示是分子間引力 或斥力大小隨分子間距離變化的圖象 由此可知 A ab表示引力圖線B cd表示引力圖線C 當分子間距離r等于兩圖線交點e的橫坐標時 分子力一定為零D 當分子間距離r等于兩圖線交點e的橫坐標時 分子勢能一定最小 圖12 1 3 E 當分子間距離r等于兩圖線交點e的橫坐標時 分子勢能一定為零答案 ACD 3 多選 2016年東北三省三市聯(lián)考 分子力比重力 引力等要復雜得多 分子勢能跟分子間的距離的關系也比較復雜 如圖12 1 4所示為分子勢能與分子間距離的關系圖象 用r0表示分子引力與分子斥力平衡時的分子間距 設r 時 Ep 0 則下列說法正確的是 圖12 1 4 A 當r r0時 分子力為零 Ep 0B 當r r0時 分子力為零 Ep為最小C 當r0 r 10r0時 Ep隨著r的增大而增大D 當r0 r 10r0時 Ep隨著r的增大而減小E 當r r0時 Ep隨著r的減小而增大 考點3 對內能的理解 重點歸納1 分子平均動能 1 物體內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志 溫度是個統(tǒng)計概念 是針對組成物體的大量分子而言的 對于單個分子或數(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械運動狀態(tài)無關 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 分子勢能的大小隨分子間距離的變化如圖12 1 5所示 1 當r r0時 分子力為零 分子勢能不為零 而是最小 2 當r r0時 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r r0時 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 圖12 1 5 3 內能的決定因素 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 質的多少 即物質的量 3 與物態(tài)有關 考題題組 4 多選 2016年新課標 卷 關于氣體的內能 下列說法 正確的是 A 質量和溫度都相同的氣體 內能一定相同B 氣體溫度不變 整體運動速度越大 其內能越大C 氣體被壓縮時 內能可能不變D 一定量的某種理想氣體的內能只與溫度有關E 一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中 內能一定增加 解析 質量和溫度都相同的氣體 雖然分子平均動能相同 但可能是不同的氣體 則其摩爾質量不同 即分子個數(shù)不同 所以分子動能不一定相同 A錯誤 宏觀運動和微觀運動沒有 關系 所以宏觀運動動能大 內能不一定大 B錯誤 根據(jù) pVT C可知如果等溫壓縮 則內能不變 等壓膨脹 溫度增大 內能一定增大 C E正確 理想氣體的分子勢能為零 所以理想氣體的內能等于分子動能之和 而分子動能和溫度有關 D正確 答案 CDE 5 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 分子間作用力就一直減小E 當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時 分子勢能隨分子間距離的減小而增大答案 ACE 考點4 布朗運動與分子熱運動 兩種運動的比較 考題題組 6 多選 2017年保定期末 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 下列關于PM2 5的說法中正確的是 A PM2 5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級相當B PM2 5在空氣中的運動不屬于分子熱運動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必然有內能答案 BDE 7 多選 根據(jù)分子動理論 下列說法正確的是 A 水和酒精混合后的體積小于原來體積之和 說明分子間存在引力B 在一定條件下 可以利用分子擴散向半導體材料摻入其他元素C 一個氣體分子的體積等于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比D 分子勢能隨著分子間距離的增大 可能先減小后增大E 墨水中小炭粒在不停地做無規(guī)則運動 反映液體分子在做無規(guī)則運動 解析 水和酒精混合后的體積小于原來體積之和 說明分子間存在空隙 選項A錯誤 根據(jù)擴散現(xiàn)象的應用知 選項B正確 氣體分子間的距離比較大 一個氣體分子的體積遠小于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比 選項C錯誤 如果一開始分子間的距離小于r0 隨著分子間距離的增大 分子的斥力做正功 分子勢能減小 當分子間距大于r0后 分子引力做負功 分子勢能增大 選項D正確 由布朗運動的原理知 選項E正確 答案 BDE