全程复习广西专用广西专用高考物理一轮复习81分子运动论物体的内能新人教版.pptx

第1讲 分子运动论 物体的内能考点考点1 1 分子动理论分子动理论1.1.物质是由大量分子组成的物质是由大量分子组成的（1 1）分子直径的数量级）分子直径的数量级_._.（2 2）分子质量的数量级）分子质量的数量级_._.（3 3）阿伏加德罗常数）阿伏加德罗常数_._.1010-10-10 m m1010-27-27 kgkgN NA A=6.0210=6.02102323 mol mol-1-12.2.分子永不停息地做无规则运动分子永不停息地做无规则运动（1 1）扩散现象）扩散现象相互接触的物体相互接触的物体_的现象的现象.且温度越高，扩散越快且温度越高，扩散越快.（2 2）布朗运动）布朗运动.彼此进入对方彼此进入对方布朗运动布朗运动永不停息的永不停息的_运动运动颗粒越小运动越颗粒越小运动越_温度越高运动越温度越高运动越_无规则无规则显著显著显著显著（3 3）热运动：物体里的分子永不停息地做）热运动：物体里的分子永不停息地做_运动，这种运动，这种运动跟温度运动跟温度_（选填（选填“有关有关”或或“无关无关”），常称做热运动），常称做热运动.无规则无规则有关有关3.3.分子间的相互作用力分子间的相互作用力（1 1）引力和斥力）引力和斥力_存在，都随距离的增大而存在，都随距离的增大而_，斥力，斥力变化变化_._.（2 2）分子力的特点）分子力的特点.r=rr=r0 0时（时（r r0 0的数量级为的数量级为1010-10-10 m m），），F F引引=F=F斥斥，分子力，分子力F=0F=0；rrrr0 0时，时，F F引引Frrr0 0时，时，F F引引FF斥斥，分子力，分子力F F表现为表现为_；r10rr10r0 0时，时，F F引引、F F斥斥迅速减为零，分子力迅速减为零，分子力_._.同时同时减小减小更快更快斥力斥力引力引力F=0F=0（3 3）分子力随分子间距离的变化图象（如图）分子力随分子间距离的变化图象（如图）.1.1.研究微观量的两种分子模型研究微观量的两种分子模型（1 1）球体模型）球体模型常应用于固体、液体常应用于固体、液体.内容内容:人们通常把固体、液体分子看成是人们通常把固体、液体分子看成是球形的球形的,而且一个挨一个地紧密排列着而且一个挨一个地紧密排列着,如如图所示图所示.有关计算有关计算:设固体、液体的分子直径为设固体、液体的分子直径为d,d,摩尔体积为摩尔体积为V Vm m,摩尔质量为摩尔质量为M,M,密度为密度为,阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数为N NA A.分子的体积分子的体积 得得:分子的直径分子的直径（2 2）立方体模型）立方体模型常应用于气体常应用于气体.内容内容:气体分子间的距离比分子的线度大得多气体分子间的距离比分子的线度大得多,在进行估算时在进行估算时,认为气体均匀分布在空间中认为气体均匀分布在空间中,每个分子占有一个小立方体的空间每个分子占有一个小立方体的空间,分子位于各个小立方体的中心分子位于各个小立方体的中心,如图所示如图所示.有关计算有关计算:每个小立方体不是气体分子的体积每个小立方体不是气体分子的体积,而是每个而是每个气体分子平均占有的空间体积气体分子平均占有的空间体积.设分子间的平均距离为设分子间的平均距离为D,D,则则2.2.宏观量、微观量的关系宏观量、微观量的关系（1 1）宏观量：物体的体积）宏观量：物体的体积V V、摩尔体积、摩尔体积V Vm m、物质的质量、物质的质量m m、摩尔、摩尔质量质量M M、物质的密度、物质的密度.（2 2）微观量：分子体积）微观量：分子体积V V0 0、分子直径、分子直径d d、分子质量、分子质量m m0 0.（3 3）关系）关系NNA A的桥梁作用的桥梁作用.一个分子的质量一个分子的质量:一个分子的体积一个分子的体积:（仅对固体或液体）（仅对固体或液体）一摩尔物质的体积一摩尔物质的体积:单位质量中所含分子数单位质量中所含分子数:单位体积中所含分子数单位体积中所含分子数:物体所含的分子数物体所含的分子数:（20122012郑州模拟）只要知道下列哪一组物理量郑州模拟）只要知道下列哪一组物理量,就可以估算出就可以估算出气体分子间的平均距离（气体分子间的平均距离（）A.A.阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量B.B.阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度C.C.阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和体积阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和体积D.D.该气体的摩尔质量、密度和体积该气体的摩尔质量、密度和体积【解析解析】选选B.B.由摩尔质量由摩尔质量M M和密度和密度得摩尔体积得摩尔体积 又因为又因为每个分子所占有的体积每个分子所占有的体积 由此可估算出分子间的平均距离由此可估算出分子间的平均距离 故故B B正确正确.而而A A项中的条件只能求出气体的分子个项中的条件只能求出气体的分子个数数,C,C项只能求出单个分子的质量项只能求出单个分子的质量.D.D项能求出气体的质量及摩尔项能求出气体的质量及摩尔数数,故故A A、C C、D D错误错误.考点考点2 2 物体的内能及其改变方式物体的内能及其改变方式1.1.分子的动能和平均动能分子的动能和平均动能（1 1）分子动能：分子由于）分子动能：分子由于_而具有的能量而具有的能量.（2 2）分子的平均动能）分子的平均动能.概念：物体内所有分子动能的概念：物体内所有分子动能的_._.宏观决定因素：仅与物体的宏观决定因素：仅与物体的_有关有关,温度越高温度越高,分子的平分子的平均动能均动能_._.热运动热运动平均值平均值温度温度越大越大2.2.分子势能分子势能（1 1）概念：由分子间的相互作用和）概念：由分子间的相互作用和_决定的能量决定的能量.（2 2）分子势能大小的相关因素）分子势能大小的相关因素.微观上：分子势能的大小与微观上：分子势能的大小与_有关有关.宏观上：与物体的宏观上：与物体的_有关有关.大多数物体是体积越大大多数物体是体积越大,分子分子势能越大势能越大,也有少数物质（如也有少数物质（如:冰）体积变大冰）体积变大,分子势能变小分子势能变小.相对位置相对位置分子间距离分子间距离体积体积3.3.物体的内能物体的内能（1 1）概念：物体内所有分子的）概念：物体内所有分子的_和和_的总和的总和.（2 2）决定因素）决定因素.微观上：分子动能、分子势能、微观上：分子动能、分子势能、_._.宏观上：宏观上：_、_、物质的量（摩尔数）、物质的量（摩尔数）.4.4.改变物体内能的两种方式：做功和改变物体内能的两种方式：做功和_._.这两种方式是这两种方式是的的,但有本质的区别但有本质的区别动能动能势能势能分子个数分子个数温度温度体积体积热传递热传递等效等效1.1.分子势能的理解分子势能的理解分子势能与分子之间的距离（宏观表现为物体的体积）有关分子势能与分子之间的距离（宏观表现为物体的体积）有关.分分子势能的大小随距离的变化如图所示子势能的大小随距离的变化如图所示.由图可知：由图可知：（1 1）当分子力为零时，即）当分子力为零时，即r=rr=r0 0时，分子势能不是为零，而是最时，分子势能不是为零，而是最小小.（2 2）当）当rrrr0 0，分子力表现为引力时，随着分子间的距离增大，分子力表现为引力时，随着分子间的距离增大，分子需要不断克服分子力做功，分子势能增大分子需要不断克服分子力做功，分子势能增大.（3 3）当）当rrrr0 0，分子力表现为斥力，随着分子间距离减小，分子，分子力表现为斥力，随着分子间距离减小，分子需要不断克服分子力做功，分子势能增大需要不断克服分子力做功，分子势能增大.（4 4）分子势能的数值和其他势能一样，也具有相对意义）分子势能的数值和其他势能一样，也具有相对意义.由图由图可知，选无穷远处分子势能为零时，分子势能可以大于零，可可知，选无穷远处分子势能为零时，分子势能可以大于零，可以小于零，也可以等于零以小于零，也可以等于零.（5 5）物体体积改变，物体的分子势能必定发生改变，大多数物）物体体积改变，物体的分子势能必定发生改变，大多数物质是体积越大，分子势能越大；有少数物质在特定条件下（如质是体积越大，分子势能越大；有少数物质在特定条件下（如冰、铸铁等）体积大，分子势能反而小冰、铸铁等）体积大，分子势能反而小.2.2.分子动能、分子势能、内能的对比分子动能、分子势能、内能的对比分子运动的快慢分子运动的快慢分子动能分子动能分子势能分子势能内能内能影响影响因素因素微观微观宏观宏观分子相对位置，分子相对位置，分子力分子力分子动能与分子分子动能与分子势能之和势能之和温度温度体积体积温度、体积、物温度、体积、物质的量质的量升高或降低温度升高或降低温度改变方式改变方式说明说明增大或减小体增大或减小体积积做功和热传递做功和热传递不能只研究一个分子的不能只研究一个分子的动能而是要研究物体内动能而是要研究物体内所有分子的平均动能所有分子的平均动能体积增大分子体积增大分子势能不一定增势能不一定增大大是物体内所有分是物体内所有分子具有的动能与子具有的动能与势能之和势能之和（20122012武汉模拟）用武汉模拟）用r r表示分子间的距离表示分子间的距离,E,Ep p表示分子势能表示分子势能,用用r r0 0表示分子引力与斥力平衡时的分子间距表示分子引力与斥力平衡时的分子间距,设设r,Er,Ep p=0,=0,则（则（）A.A.当当10r10r0 0r rr r0 0时时,E,Ep p随着随着r r的增大而增大的增大而增大B.B.当当r rr r0 0时时,E,Ep p随着随着r r的减小而增大的减小而增大C.C.当当10r10r0 0r rr r0 0时时,E,Ep p不随不随r r的变化而变化的变化而变化D.D.当当r=rr=r0 0时时,E,Ep p最小且最小且E Ep p最小值为最小值为0 0 【解析解析】选选A A、B.B.当当r rr r0 0时分子力表现为斥力时分子力表现为斥力,随着随着r r减小减小,分子分子力做负功力做负功,分子势能增大分子势能增大;同理同理10r10r0 0r rr r0 0时时,分子力表现为引力分子力表现为引力,随着随着r r增大增大,分子力做负功分子力做负功,分子势能增大分子势能增大.故故A A、B B正确正确,C,C错误错误.当当r=rr=r0 0时时,E,Ep p最小最小,但不是零但不是零,应该小于零应该小于零,故故D D错错.微观量的分析与计算微观量的分析与计算【例证例证1 1】（20122012南宁模拟）（南宁模拟）（8 8分）已知水的密度为分）已知水的密度为1101103 3 kg/m kg/m3 3,摩尔质量是摩尔质量是0.018 kg/mol,0.018 kg/mol,水分子的直径约水分子的直径约为为3.9103.910-10-10 m.m.试由此推算阿伏加德罗常数的数值（结果试由此推算阿伏加德罗常数的数值（结果保留两位有效数字）保留两位有效数字）.【解题指南解题指南】解答本题可按以下思路进行分析解答本题可按以下思路进行分析:【规范解答规范解答】水的摩尔体积水的摩尔体积 （2 2分）分）一个水分子的体积一个水分子的体积 （2 2分）分）即即 （2 2分）分）故故 （2 2分）分）答案：答案：5.8105.8102323 水的摩尔水的摩尔 水分子的水分子的 阿伏加德罗阿伏加德罗体积体积 体积体积 常数常数【总结提升总结提升】分子的体积的含义分子的体积的含义公式公式 计算的是液体和固体分子的体积，针对气计算的是液体和固体分子的体积，针对气体用该公式计算出的是气体分子占有的空间体用该公式计算出的是气体分子占有的空间.物体内能的决定因素物体内能的决定因素【例证例证2 2】关于物体的内能，以下说法正确的是（关于物体的内能，以下说法正确的是（）A.A.不同的物体，若温度相同，则内能也相等不同的物体，若温度相同，则内能也相等B.B.物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大C.C.晶体熔化时，温度不变，但内能变大晶体熔化时，温度不变，但内能变大D.D.静止在地面上的物体，机械能和内能均为零静止在地面上的物体，机械能和内能均为零【解题指南解题指南】分析该题应注意以下三个问题分析该题应注意以下三个问题:（1 1）物体的内能由哪些因素决定）物体的内能由哪些因素决定.（2 2）内能与机械能的区别与联系）内能与机械能的区别与联系.（3 3）晶体熔化的特点是什么）晶体熔化的特点是什么.【自主解答自主解答】选选C.C.温度相同则物体内分子的平均动能相同，但温度相同则物体内分子的平均动能相同，但物体内能不一定相同，因为内能还与分子数、分子势能等因素物体内能不一定相同，因为内能还与分子数、分子势能等因素有关，有关，A A错错.物体速度增大，分子运动不一定加快，物体内能不物体速度增大，分子运动不一定加快，物体内能不一定增大，一定增大，B B错错.晶体熔化吸收热量，内能增大，晶体熔化吸收热量，内能增大，C C对对.静止在地静止在地面上的物体机械能即使为零，内能也不为零，面上的物体机械能即使为零，内能也不为零，D D错错.【总结提升总结提升】解答该题主要是理解内能的决定因素解答该题主要是理解内能的决定因素,内能、机械内能、机械能的区别与联系能的区别与联系.现对易错选项及错误原因具体分析如下现对易错选项及错误原因具体分析如下:易错选项易错选项错误原因错误原因易错选易错选A A项项误把温度是决定物体内分子平均动能的标志当成误把温度是决定物体内分子平均动能的标志当成是温度决定物体的内能，实际上物体的内能是由是温度决定物体的内能，实际上物体的内能是由温度、体积和摩尔数共同决定的温度、体积和摩尔数共同决定的.温度相同时，只温度相同时，只能说明物体内分子的平均动能相等能说明物体内分子的平均动能相等.易错选项易错选项错误原因错误原因易错选易错选B B项误把物体的机械运动和分子的热运动相混淆，项误把物体的机械运动和分子的热运动相混淆，实际上物体的机械运动变化时，对物体内分子的实际上物体的机械运动变化时，对物体内分子的热运动无任何影响热运动无任何影响.影响分子平均动能大小的因素影响分子平均动能大小的因素只有温度只有温度.考查内容考查内容油膜法估测分子大小油膜法估测分子大小【例证例证】在用油膜法估测分子直径大小的实验中在用油膜法估测分子直径大小的实验中,若已知油酸的若已知油酸的摩尔质量为摩尔质量为M M，一滴油酸溶液中含纯油酸质量为，一滴油酸溶液中含纯油酸质量为m,m,一滴油酸溶液一滴油酸溶液滴到水面上扩散后形成的纯油酸膜的最大面积为滴到水面上扩散后形成的纯油酸膜的最大面积为S,S,阿伏加德罗阿伏加德罗常数为常数为N NA A,纯油酸的密度为纯油酸的密度为,以上各量均采用国际单位制单位以上各量均采用国际单位制单位,以下判断正确的是（以下判断正确的是（）A.A.油酸分子的直径油酸分子的直径B.B.油酸分子的质量油酸分子的质量C.C.一滴油酸溶液中所含的油酸分子数一滴油酸溶液中所含的油酸分子数D.D.每个油酸分子的体积每个油酸分子的体积【规范解答规范解答】选选B B、C.C.滴到液面上形成的油膜对应的纯油酸的体滴到液面上形成的油膜对应的纯油酸的体积积 因此因此,油酸分子的直径油酸分子的直径 A A错误错误;因一摩尔分因一摩尔分子的质量为子的质量为M,M,因此因此,每个油酸分子的质量为每个油酸分子的质量为 B B正确正确;一一滴油酸溶液对应的纯油酸的摩尔数为滴油酸溶液对应的纯油酸的摩尔数为 所以一滴油酸溶液中所所以一滴油酸溶液中所含的油酸分子数含的油酸分子数 C C正确正确;油酸的摩尔体积为油酸的摩尔体积为 所以每所以每个油酸分子的体积个油酸分子的体积 D D错误错误.1.1.设合力为零时分子间距为设合力为零时分子间距为r r0 0,分子之间既有引力也有斥力分子之间既有引力也有斥力,它它们与分子间距的关系有以下说法们与分子间距的关系有以下说法,其中正确的是（其中正确的是（）A.A.随着分子间距的增加随着分子间距的增加,分子间的引力减小得快分子间的引力减小得快,斥力减小得慢斥力减小得慢B.B.随着分子间距的增加随着分子间距的增加,分子间的引力减小得慢分子间的引力减小得慢,斥力减小得快斥力减小得快C.C.分子间距大于分子间距大于r r0 0时时,距离越大距离越大,分子力越大分子力越大D.D.分子间距小于分子间距小于r r0 0时时,距离越小距离越小,分子力越大分子力越大【解析解析】选选B B、D.D.分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小减小,但斥力减小更快但斥力减小更快,故故A A错错B B对对.分子间距从分子间距从r r0 0开始变大时开始变大时,分分子力先变大后变小子力先变大后变小,分子间距小于分子间距小于r r0 0时时,距离越小距离越小,分子力越大分子力越大,故故C C错错D D对对.2.2.（20122012宜昌模拟）关于布朗运动的说法正确的是（宜昌模拟）关于布朗运动的说法正确的是（）A.A.布朗运动是液体分子的运动布朗运动是液体分子的运动B.B.悬浮在液体中的颗粒越大悬浮在液体中的颗粒越大,其布朗运动越明显其布朗运动越明显C.C.布朗运动是悬浮颗粒内部分子无规则运动的反映布朗运动是悬浮颗粒内部分子无规则运动的反映D.D.悬浮在液体中的颗粒越小悬浮在液体中的颗粒越小,液体温度越高液体温度越高,布朗运动越明显布朗运动越明显【解析解析】选选D.D.布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的运动运动,并不是液体（或气体）分子运动并不是液体（或气体）分子运动,A,A错误错误.布朗运动间接反布朗运动间接反映了液体（或气体）分子运动的无规则性映了液体（或气体）分子运动的无规则性,C,C错误错误.布朗运动的原布朗运动的原因是大量液体（或气体）分子与颗粒不停地撞击因是大量液体（或气体）分子与颗粒不停地撞击,颗粒越小颗粒越小,撞撞击的不平衡性越显著击的不平衡性越显著,液体的温度越高液体的温度越高,分子运动越剧烈分子运动越剧烈,布朗运布朗运动也就越明显动也就越明显.故故B B错误错误,D,D正确正确.3.3.关于温度的概念关于温度的概念,下述说法中正确的是（下述说法中正确的是（）A.A.温度是分子平均动能的标志温度是分子平均动能的标志,物体温度高物体温度高,则分子的平均动能则分子的平均动能大大B.B.温度是分子平均动能的标志温度是分子平均动能的标志,温度升高温度升高,则物体的每一个分子则物体的每一个分子的动能都增大的动能都增大C.C.当某物体内能增加时当某物体内能增加时,该物体的温度一定升高该物体的温度一定升高D.D.甲物体的温度比乙物体的温度高甲物体的温度比乙物体的温度高,则甲物体分子平均速率比乙则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大物体分子平均速率大【解析解析】选选A.A.由分子动理论内容得由分子动理论内容得:温度是分子平均动能的标志温度是分子平均动能的标志,物体温度越高物体温度越高,则分子的平均动能就越大则分子的平均动能就越大,所以选项所以选项A A正确正确.温度温度升高升高,分子的平均动能增加分子的平均动能增加,但是每一个分子的动能不一定都变但是每一个分子的动能不一定都变大大,选项选项B B错误错误.物体的内能是由两方面共同决定的物体的内能是由两方面共同决定的:分子的平均分子的平均动能和分子势能动能和分子势能,所以当物体内能增加时所以当物体内能增加时,单一地说物体的温度单一地说物体的温度升高是错误的升高是错误的,所以选项所以选项C C错误错误.两个物体温度高低比较两个物体温度高低比较,温度高温度高的则分子的平均动能大的则分子的平均动能大,但是不能说明平均速率大但是不能说明平均速率大,所以选项所以选项D D错错误误.4.4.一个房间的地面面积是一个房间的地面面积是15 m15 m2 2,高高3 m.3 m.在标准状况下在标准状况下,已知空气已知空气的平均摩尔质量是的平均摩尔质量是2.9102.910-2-2 kg/mol.kg/mol.通常用空气湿度（有相对通常用空气湿度（有相对湿度、绝对湿度）表示空气中含有水蒸气的情况湿度、绝对湿度）表示空气中含有水蒸气的情况.若房间内所有若房间内所有水蒸气凝结成水后的体积为水蒸气凝结成水后的体积为10103 3 cm cm3 3,已知水的密度为已知水的密度为=1.0=1.010103 3 kg/m kg/m3 3,水的摩尔质量水的摩尔质量M Mmolmol=1.810=1.810-2-2 kg/mol,N kg/mol,NA A取取6.06.010102323 mol mol-1-1.求求:（1 1）房间内空气的质量）房间内空气的质量;（2 2）房间中有多少个水分子）房间中有多少个水分子;（3 3）估算一个水分子的线度为多大）估算一个水分子的线度为多大.（保留两位有效数字）（保留两位有效数字）【解析解析】（1 1）房间内空气的物质的量为）房间内空气的物质的量为:房间内空气的质量为房间内空气的质量为:m=210:m=2103 32.9102.910-2-2 kg=58 kg kg=58 kg（2 2）水的摩尔体积）水的摩尔体积房间中的水分子数房间中的水分子数:（3 3）建立水分子的球体模型有）建立水分子的球体模型有水分子直径水分子直径:答案：答案：（1 1）58 kg 58 kg （2 2）3.3103.3102525个个 （3 3）3.9103.910-10-10 m m