高考物理一轮复习-专题十三-热学-第1讲-分子动理论-内能.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,专题十三 热学,考点内容,要求,热点考向,1.,分子动理论的基本观点和实验依据,1.,本专题的主要内容是分,子动理论的基本观点、固体,和液体的基本性质、气体实,验定律和理想气体状态方,程及热力学定律,.,2.,分子动理论的基本观点、,固体和液体的基本性质、热,力学定律一般都以选择题,的形式考查，主要考查识记,能力和理解能力，而气体实,验定律和理想气体状态方,程则以计算题的形式考查，,主要考查分析综合能力和,应用能力,.,2.,阿伏加德罗常量,3.,气体分子运动速率的统计分布,4.,温度、内能,5.,固体的微观结构、晶体和非晶体,6.,液晶的微观结构,7.,液体的表面张力现象,8.,气体实验定律,9.,理想气体,10.,饱和蒸汽、未饱和蒸汽、饱和蒸汽压,11.,相对湿度,12.,热力学第一定律,13.,能量守恒定律,14.,热力学第二定律,15.,实验十三：用油膜法估测分子的大小,第,1,讲,分子动理论 内能,考点,1,分子动理论,1.,物体是由大量分子组成的,10,10,10,26,(1),分子直径大小的数量级为,_m.,(2),一般分子质量的数量级为,_kg.,(3),阿伏加德罗常数,N,A,：,1 mol,的任何物质所含的分子数，,N,A,_mol,1,.,6.02,10,23,2.,分子永不停息地做无规则热运动,(1),扩散现象：相互接触的物体的分子或原子,彼此进入对方,的现象,.,温度越,_,，扩散越快,.,(2),布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的微小颗粒,的永不停息的无,规则运动,.,布朗运动反映了,_,的无规则,运动，颗粒越,_,，运动越明显；温度越,_,，运动,越激烈,.,高,液体分子,小,高,3.,分子力,引力,斥力,合力,(1),分子间同时存在着,_,和,_,，实际表现的分,子力是它们的,_.,减小,快,(2),引力和斥力都随着距离的增大而,_,，但分子间距,离变化相等时斥力,比引力变化得,_.,(3),分子间的作用力随分子间距离,r,变化的关系如图,13-1-1,所示：当,r,r,0,时，表现为,_,；当,r,r,0,时，分子力为,_,；当,r,r,0,时，表现为,_,；当,r,10,r,0,时，分子,力变得十分微弱，可忽略不计,.,斥力,零,引力,图,13-1-1,考点,2,物体的内能,1.,分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值,._,是分子平均动能的标志，物体温度升高，表明分子热运动的,_,增大,.,温度,平均动能,间距,2.,分子势能：与分子,_,有关,.,分子势能的大小随分子,间距离的变化曲线如图,13-1-2,所示,(,规定分子间距离无穷远时,分子势能为零,).,图,13-1-2,3.,物体的内能：物体中所有分子热运动的,_,与,_,的总和,.,物体的内能跟物体的,_,、,_,及物,体的,_,都有关系,.,动能,分子势能,温度,体积,摩尔数,(,或分子数,),考点,3,用油膜法估测分子的大小,将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，可认为油酸在水,面上形成,_,油膜，如果把分子看成,_,，单层分子,油膜的厚度就可以看成油酸分子的直径，如图,13-1-3,所示，测,出油酸的体积,V,和油膜的面积,S,，就可以算出分子的直径,d,_.,单层分子,球形,V,S,图,13-1-3,说法不正确的是,(),【,基础自测,】,1.(,多选，,2016,年山东威海模拟改编,),下列关于分子运动的,A.,气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与,单位体积内的分子数有关,B.,布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做,无规则热运动,C.,当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小,D.,如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体的平均,动能一定增大，因此压强也必然增大,E.,内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同,答案：,ABD,.,2.(,多选,),下列说法正确的,是,(,),A.0,的冰与,0,的水分子的平均动能相同,B.,质量相等的两个物体，温度高的内能不一定大,C.,分子间作用力的合力总是随分子间距离的增大而减小,D.,即使制冷技术不断提高，绝对零度也不能达到,E.,用打气筒向篮球充气时需要用力，说明气体分子间有,斥力,答案：,ABD,3.(,多选,),对于分子动理论和物体,内能的理解，下列说法正确,的是,(,),A.,温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大,B.,外界对物体做功，物体内能一定增加,C.,温度越高，布朗运动越显著,D.,当分子间的距离增大时，分子间作用力的合力就一直减,小,E.,当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离,的减小而增大,答案：,ACE,4.,实验发现，在水深,300 m,处，二氧化碳将变成凝胶状态，,当水深超过,2500 m,时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体,.,设在某状态下二氧化碳气体的密度为,，摩尔质量为,M,，阿伏加,德罗常量为,N,A,，将二氧化碳分子看做直径为,D,的球,(,球的体积,硬胶体后体积为多少？,解：,二氧化碳气体变成硬胶体后，可以看成是分子一个个,紧密排列在一起的，故体积为,V,的二氧化碳气体质量为,m,V,，,则,热点,1,利用阿伏加德罗常量进行微观量的估算,热点归纳,1.,物质有固态、液态和气态三种情况，不同物态下应将分,子看成不同的模型,.,(1),固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形,或立方体形，如图,13-1-4,所示，分子间距等于小球的直径或立,图,13-1-4,(2),气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很,大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间,.,如图,13-1-5,所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为,d,的立方体，,所以,d,.,图,13-1-5,2.,宏观量与微观量的转换桥梁：,作为宏观量的摩尔质量,M,、摩尔体积,V,m,、密度,与作为,微观量的分子直径,d,、分子质量,m,0,、每个分子的体积,V,0,都可通,过阿伏加德罗常量联系起来,.,如下所示,.,【,典题,1,】,(2017,年江苏卷,),科学家可以运用无规则运动,的,规律来研究生物蛋白分子,.,资料显示，某种蛋白的摩尔质量为,66 kg/mol,，其分子可视为半径为,3,10,9,m,的球，已知阿伏加,留,1,位有效数字,),德罗常数为,6.0,10,23,mol,1,.,请估算该蛋白的密度,.(,计算结果保,项目,布朗运动,分子热运动,活动主体,固体小颗粒,分子,区别,是固体小颗粒的运动；较,大的颗粒不做布朗运动，,能通过光学显微镜直接观,察到,是指分子的运动，分子不,论大小都做热运动，热运,动不能通过光学显微镜,直接观察到,共同点,都是永不停息地做无规则运动，都随温度的升高而,变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的,联系,布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞,击作用不平衡而引起的，它是分子做无规则运动的,反映,热点,2,布朗运动与分子热运动,热点归纳,布朗运动与分子热运动的比较：,【,典题,2,】,(,多选,),关于布朗运动，下列说法,正确的是,(,),A.,布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动,B.,布朗运动就是悬浮微粒的固体分子的无规则运动,C.,气体分子的运动是布朗运动,D.,液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显,E.,布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用,的不平衡引起的,解析：,布朗运动是液体分子撞击的不平衡引起的，间接反,映了液体分子的无规则运动，选项,B,错误，,A,、,E,正确；气体,分子的运动不是布朗运动，选项,C,错误；布朗运动的剧烈程度,与液体的温度以及颗粒的大小有关，液体中的悬浮微粒越大，,布朗运动就越不明显，选项,D,正确,.,答案：,ADE,热点,3,考向,1,分子间的作用力与分子势能,分子间的相互作用力,热点归纳,分子力是引力与斥力的合力,.,分子间的引力和斥力都随分,子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力,总是变化得较快，如图,13-1-6,所示,.,图,13-1-6,(1),当,r,r,0,时，,F,引,F,斥,，,F,0.,(2),当,r,r,0,时，分子力表现为引力，随着,r,的增大，分子引,力做负功，分子势能增大,.,(2),当,r,r,0,时，分子力表现为斥力，随着,r,的减小，分子斥,力做负功，分子势能增大,.,(3),当,r,r,0,时，分子势能最小,，但不一定为零，可为负值，,因为可选两分子相距无穷远时分子势能为零,.,(4),分子势能曲线如图,13-1-7,所示,.,图,13-1-7,【,典题,4,】,(,多选,),两个相距较远的分子仅,在分子力的作用下,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,解析：,分子力,F,与分子间距,r,的关系是：当,r,r,0,时,F,为斥,力；当,r,r,0,时,F,0,；当,r,r,0,时,F,为引力,.,综上可知，当两分,子由相距较远逐渐达到最近的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,方法技巧：,(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,.,项目,内能,机械能,定义,物体中所有分子热运动的,动能与分子势能的总和,物体的动能、重力势能和,弹性势能的统称,决定因素,与物体的温度、体积、物态,和分子数有关,跟宏观运动状态、参考系,和零势能点的选取有关,量值,任何物体都有内能,可以为零,测量,无法测量,可测量,本质,微观分子的运动和相互作,用的结果,宏观物体的运动和相互作,用的结果,运动形式,热运动,机械运动,联系,在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒,热点,4,物体的内能,热点归纳,1.,物体的内能与机,械能的比较：,项目,内能,热量,区别,是状态量，状态确定则系统的,内能随之确定,.,一个物体在不,同的状态下有不同的内能,是过程量，它表示由于热,传递而引起的内能变化过,程中转移的能量,联系,在只有热传递改变物体内能的情况下，物体内能的改变,量在数值上等于物体吸收或放出的热量,2.,内能和热量的比较：,A.,温度相等的,1 kg,和,100 g,的水内能相同,B.,物体内能增加，一定,要从外界吸收热量,C.,热量只能从内能多的物体转移到内能少的物体,D.,在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少,E.,物体运动时的内能不一定比静止时的内能大,解析：,影响内能大小的因素是体积、温度和分子总数，,1 kg,水和,100 g,水的质量不同，水分子总数不同，所以内能不同，,故选项,A,错误；改变内能有两种方式：做功和热传递，所以物,体内能增加，不一定要从外界吸收热量，也可以是外界对物体,做功，选项,B,错误；热量能从内能多的物体转移到内能少的物,体，也能从内能少的物体转移到内能多的物体，选项,C,错误；,在相同物态下，同一物体温度降低，分子的平均动能降低，内,能减少，选项,D,正确；物体运动的快慢与分子运动的快慢无关，,物体运动的快，分子的平均动能不一定大，内能不一定大，选,项,E,正确,.,答案：,ABC,