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1、第八講分子運動論、熱和功,,【知識要點】,一、分子運動論1．分子運動論的基本內(nèi)容(1)物質(zhì)是由大量分子組成的；(2)分子永不停息地做無規(guī)則運動；(3)分子之間存在著相互作用的斥力和引力。,2．阿伏伽德羅數(shù)(1)一mol任何物質(zhì)含有的微粒數(shù)都相同，這個數(shù)叫做阿伏伽德羅常數(shù)。一般計算取NA=6.021023mol-1(2)阿伏伽德羅常數(shù)是把宏觀物理量和微觀物理量聯(lián)系起來的重要基本常數(shù)。如果摩爾質(zhì)量是μ，分子質(zhì)量是m，阿伏伽得羅數(shù)NA，那么三者的關系式為m=μ/NA如摩爾體積是V、分子的體積是v，那么v=V/NA如果把分子看成是球，根據(jù)球的體積公式則可以推算出分子的直徑,用油膜法測分子直徑,1.體積
2、是210-3cm3的一滴油，滴在湖面上，最終擴展成面積為6m2的油膜。由此可以估算出該種油分子直徑的大小是m。(要求一位有效數(shù)字),【典型例題】例1、水的摩爾質(zhì)量=1810-3kg/mol，水的密度是ρ=1.0103kg/m3，求水分子的質(zhì)量m與體積v。,2、已知銅的摩爾質(zhì)量是64g/mol，銅的密度是8.9103kg/m3，試估算銅原子的質(zhì)量和直徑。,9、從下列哪一組數(shù)據(jù)可以算出阿伏加德羅常數(shù)？A．水的密度和水的摩爾質(zhì)量B．水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積C．水分子的體積和水分子的質(zhì)量D．水分子的質(zhì)量和水的摩爾質(zhì)量,3．分子熱運動和布朗運動(1)組成物質(zhì)的分子永不停息地做無規(guī)則運動。就某個分子而言
3、，它的速度和位置變化都是無規(guī)則的，但大量分子的整體表現(xiàn)出一定的規(guī)律，溫度越高，分子的無規(guī)則運動越激烈，所以又稱分子的無規(guī)則運動為熱運動。(2)布朗運動是懸浮在液體(或氣體)中的微小顆粒的無規(guī)則運動。布朗顆粒是大量分子的集合，它的運動是由液體(或氣體)分子對它的碰撞不平衡引起的。溫度越高，布朗運動越激烈；顆粒越小，布朗運動越顯著。,2．在不同溫度下觀察同一種液體內(nèi)懸浮顆粒的布朗運動，發(fā)現(xiàn)當溫度越____時，懸浮顆粒的運動越激烈。如果溫度一定而顆粒大小不同，則顆粒越_______，這種運動越明顯。,6．用顯微鏡觀察液體中懸浮顆粒的布朗運動，所得到的結論正確的是A．布朗運動是分子運動B．懸浮顆粒越大
4、，布朗運動越激烈C．液體溫度越高，布朗運動越激烈D．布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映,例2．關于布朗運動，下列說法正確的是A．布朗運動是液體分子的運動；B．布朗運動的無規(guī)則性，反映了液體內(nèi)部分子運動的無規(guī)則性；C．與固體微粒相碰的液體分子數(shù)越多，布朗運動越顯著。D．液體的溫度越高，布朗運動越激烈。,3、關于布朗運動，下列說法正確的是A．布朗運動是指液體分子的無規(guī)則運動B．布朗運動產(chǎn)生的原因是液體分子對小顆粒的吸引力不平衡引起的C．布朗運動產(chǎn)生的原因是液體分子對小顆粒碰撞時產(chǎn)生的沖力不平衡引起的D．在懸浮微粒大小不變的情況下，溫度越高，液體分子無規(guī)則運動越激烈。,4．分子之間的相互作用力(1)
5、分子之間的相互作用包括斥力和引力，斥力和引力同時存在，實際表現(xiàn)出來的分子力是分子間斥力和引力的合力。(2)斥力和引力都隨分子間的距離增大而減小，但斥力的變化比引力的變化快。若r0表示斥力和引力相等的分子間的距離，那么當分子間的距離rr0時，斥力小于引力，分子力表現(xiàn)為引力。,,例3、當兩分子間的距離等于r0時，分子間的斥力和引力相平衡，則下列敘述中正確的是A.當分子間的距離大于r0時，分子間的斥力和引力都隨距離的增大而增大，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力；B.當分子間的距離大于r0時，分子間沒有斥力，分子間的引力隨分子間距離的增大而增大，分子間的作用力表現(xiàn)為引力；C.當分子間的距離大于r0時，分子間沒
6、有引力，分子間的斥力隨分子間距離的增大而減小，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力；D.當分子間的距離大于r0時，分子間的斥力和引力都隨距離的增大而減小，但斥力減小得更快，故分子間的作用力表現(xiàn)為引力。,,2、關于分子間的相互作用力，下面說法中正確的是,是因為此時引力和斥力均不存在；力比引力增加得快，因而斥力大于引力；減小，但引力比斥力減小得慢，因而斥力小于引力，分子力表現(xiàn)為引力；時，相互作用力十分微弱，認為分子力為零。,3、兩個分子甲和乙相距較遠(此時它們之間的分子力可以忽略)，設甲固定不動，乙逐漸向甲靠近直到不能再靠近的過程中，下面說法正確的是A．分子力總是對乙做正功B．乙總是克服分子力做功C．先是乙克
7、服分子力做功，然后分子力對乙做正功D．先是分子力對乙做正功，然后乙克服分子力做功,二、熱和功,1、物體的內(nèi)能(1)分子的動能：物體的分子做無規(guī)則運動所具有的動能叫做分子的動能。分子的平均動能：分子動能的平均值叫做分子的平均動能。物體的溫度越高，分子的熱運動越激烈，分子的平均動能越大，所以從分子運動論的觀點來看，溫度是物體分子平均動能的標志。,(2)分子的勢能：由于分子之間存在著相互作用力，物體中的分子也具有由它們相對位置所決定的能，這種能叫做分子的勢能。在分子間的距離減小的過程中，且分子間的距離r>r0時，分子的勢能減小；在分子間的距離減小的過程中，且分子間的距離r
8、分子間的距離r=r0時，分子的勢能有極小值。物體的體積改變時，分子間的距離隨著改變，因而分子的勢能也隨著改變。所以分子的勢能跟物體的體積、物態(tài)有關。,,例5.根據(jù)分子運動論，物質(zhì)分之之間的距離為r0時，分子所受的斥力和引力相等，以下關于分子勢能說法正確的是A.當分子間的距離為r0時，分子具有最大勢能；距離增大或減小時，勢能都變??；B.當分子間的距離為r0時，分子具有最小勢能；距離增大或減小時，勢能都變大；C、分子距離越大，分子勢能越?。环肿泳嚯x越小，分子勢能越大；D、分子距離越大，分子勢能越大；分子距離越小，分子勢能越小。,5、下面關于分子力和分子勢能的說法正確的是,離的減小，分子勢能要增大距
9、的增大分子勢能要減小,(3)物體的內(nèi)能：物體里所有分子無規(guī)則熱運動的動能和分子間相互作用勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。由于物體分子的平均動能跟溫度有關系，分子的勢能跟物體的體積及物態(tài)有關系，所以物體的內(nèi)能除了跟分子的總數(shù)多少有關，還跟物體的溫度、體積及物態(tài)有關系。,從下式能更好的理解上述結論,E=N(Ek+Ep)式中E表示物體的內(nèi)能,Ek表示分子的平均動能,Ep表示分子的平均勢能,N表示物體的總分子數(shù).,4．從分子運動認的觀點看，_____是物體分子平均動能的標志。物體里所有的分子的動能和勢能的總和叫做物體的______。物體內(nèi)能的多少與分子能、能、有關。,,例4．質(zhì)量相等的氫氣和氧氣，溫度相同
10、，不考慮分子間的勢能，則A．分子數(shù)相同B．內(nèi)能相同C．分子的平均速度相同D．分子的平均動能相同E．氧氣的內(nèi)能較大；F．氫氣的內(nèi)能較大；G．兩者內(nèi)能相等；H．氫氣分子的平均動能較大。,4、質(zhì)量1kg0℃的水，變成0℃的冰時，體積膨脹，則A．分子平均動能減小，分子勢能增加B．分子平均動能增大，分子勢能減小C．分子平均動能不變，分子勢能增大D．分子平均動能不變，分子勢能減小,8、100℃的水變成100℃的水蒸氣，下列有關能量的說法正確的是A．分子的平均動能增加B．分子的勢能增加C．每個分子的動能都增加D．所有分子的動能，勢能都增加,6、關于物體的內(nèi)能，下面說法正確的是A．溫度相同，質(zhì)量相同的同種物體
11、，內(nèi)能不一定相同B．物體的動能越大，內(nèi)能就越大C．冰在溶解時，保持溫度不變，因而內(nèi)能也不變D．兩個物體互相磨擦，一定使物體溫度都升高,2、能夠改變物體內(nèi)能的兩種物理過程(1)做功是其它形式的能與系統(tǒng)內(nèi)能間的轉(zhuǎn)化過程。(2)熱傳遞是物體或系統(tǒng)之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。,10、溫度相同的一水滴和一鐵球，從同一高度落下，假定它們的勢能全部轉(zhuǎn)變?yōu)楦髯缘膬?nèi)能，則到達地面時A．水滴溫度比鐵球溫度高B．水滴溫度比鐵球溫度低C．二者溫度相同D．無法確定,8．關于物體的內(nèi)能，下列說法中正確的是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．物體不從外界吸收熱量，其內(nèi)能也可能增加C．外界對物體做功，物體的內(nèi)能一定
12、增加D．物體內(nèi)能的多少，跟物體的溫度和體積都有關系,例6．對于一定質(zhì)量的物體(或系統(tǒng))。A、吸熱物體溫度一定升高；B、只要氣體的體積、溫度都變化，則內(nèi)能一定改變；C、外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)內(nèi)能可能不變；D、物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變。,課堂練習,3.一滴露水的質(zhì)量約910-5g。它含有個水分子。(阿伏伽得羅常數(shù)NA=6.021023mol-1，1mol的水的質(zhì)量是18g),,5．用顯微鏡觀察液體中懸浮微粒的布朗運動，觀察到的是A．液體中懸浮微粒的有規(guī)則運動B．液體中懸浮微粒的無規(guī)則運動C．液體分子的有規(guī)則運動D．游體分子的無規(guī)則運動,7．當兩個分子之間的距離為r0時，正好處于平衡狀態(tài)。下面關于分子間相互作用的引力斥力的各說法中，正確的是,且斥力大于引力且斥力小于引力,9．關于物體內(nèi)能的改變，下列說法中正確的是A．能夠改變物體內(nèi)能的物理過程有兩種：做功和熱傳遞B．物體放出熱量，它的內(nèi)能一定減少C．物體吸收熱量，它的內(nèi)能一定增加D．外界對物體做功，物體的內(nèi)能不一定增加,10．下列關于做功和熱傳遞的論述，不正確的是A．做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能B．做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是不等效的C．做功使物體的內(nèi)能改變，是使其它形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化D．熱傳遞使物體的內(nèi)能改變，是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,
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