2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題十三 熱學(xué) 第1講 分子動理論 內(nèi)能課件.ppt

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專題十三熱學(xué) 第1講 分子動理論內(nèi)能 考點(diǎn)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(shù)量級為 m 2 一般分子質(zhì)量的數(shù)量級為 kg 3 阿伏加德羅常數(shù)NA 1mol的任何物質(zhì)所含的分子數(shù) NA mol 1 6 02 1023 2 分子永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動 1 擴(kuò)散現(xiàn)象 相互接觸的物體的分子或原子彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象 溫度越 擴(kuò)散越快 2 布朗運(yùn)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(yùn)動 布朗運(yùn)動反映了 的無規(guī)則運(yùn)動 顆粒越 運(yùn)動越明顯 溫度越 運(yùn)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(shí)際表現(xiàn)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(guān)系如圖13 1 1所示 當(dāng)r r0時 表現(xiàn)為 當(dāng)r r0時 分子力為 當(dāng)r r0時 表現(xiàn)為 當(dāng)r 10r0時 分子 力變得十分微弱 可忽略不計(jì) 斥力 零 引力 圖13 1 1 考點(diǎn)2 物體的內(nèi)能 1 分子的平均動能 物體內(nèi)所有分子動能的平均值 是分子平均動能的標(biāo)志 物體溫度升高 表明分子熱運(yùn)動的 增大 溫度 平均動能 間距 2 分子勢能 與分子 有關(guān) 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(yuǎn)時分子勢能為零 圖13 1 2 3 物體的內(nèi)能 物體中所有分子熱運(yùn)動的 與 的總和 物體的內(nèi)能跟物體的 及物體的 都有關(guān)系 動能 分子勢能 溫度 體積 摩爾數(shù) 或分子數(shù) 考點(diǎn)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(rèn)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(chǔ)自測 1 多選 2016年山東威海模擬改編 下列關(guān)于分子運(yùn)動的 A 氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù) 僅與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)B 布朗運(yùn)動是液體分子的運(yùn)動 它說明分子永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動C 當(dāng)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(shù)不變 而氣體溫度升高 氣體的平均動能一定增大 因此壓強(qiáng)也必然增大E 內(nèi)能不同的物體 它們分子熱運(yùn)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(zhì)量相等的兩個物體 溫度高的內(nèi)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(shù)不斷提高 絕對零度也不能達(dá)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(nèi)能的理解 下列說法正確 的是 A 溫度高的物體內(nèi)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(nèi)能一定增加C 溫度越高 布朗運(yùn)動越顯著D 當(dāng)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(dāng)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 4 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 在水深300m處 二氧化碳將變成凝膠狀態(tài) 當(dāng)水深超過2500m時 二氧化碳會濃縮成近似固體的硬膠體 設(shè)在某狀態(tài)下二氧化碳?xì)怏w的密度為 摩爾質(zhì)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?xì)怏w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?xì)怏w質(zhì)量為m V 則 熱點(diǎn)1 利用阿伏加德羅常量進(jìn)行微觀量的估算 熱點(diǎn)歸納 1 物質(zhì)有固態(tài) 液態(tài)和氣態(tài)三種情況 不同物態(tài)下應(yīng)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(zhuǎn)換橋梁 作為宏觀量的摩爾質(zhì)量M 摩爾體積Vm 密度 與作為微觀量的分子直徑d 分子質(zhì)量m0 每個分子的體積V0都可通過阿伏加德羅常量聯(lián)系起來 如下所示 典題1 2017年江蘇卷 科學(xué)家可以運(yùn)用無規(guī)則運(yùn)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(zhì)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(shù)字 德羅常數(shù)為6 0 1023mol 1 請估算該蛋白的密度 計(jì)算結(jié)果保 熱點(diǎn)2 布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動 熱點(diǎn)歸納 布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動的比較 典題2 多選 關(guān)于布朗運(yùn)動 下列說法正確的是 A 布朗運(yùn)動間接反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動B 布朗運(yùn)動就是懸浮微粒的固體分子的無規(guī)則運(yùn)動C 氣體分子的運(yùn)動是布朗運(yùn)動D 液體中的懸浮微粒越大 布朗運(yùn)動就越不明顯E 布朗運(yùn)動是由液體分子從各個方向?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬?解析 布朗運(yùn)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(yùn)動 選項(xiàng)B錯誤 A E正確 氣體分子的運(yùn)動不是布朗運(yùn)動 選項(xiàng)C錯誤 布朗運(yùn)動的劇烈程度與液體的溫度以及顆粒的大小有關(guān) 液體中的懸浮微粒越大 布朗運(yùn)動就越不明顯 選項(xiàng)D正確 答案 ADE 熱點(diǎn)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(diǎn)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(dāng)r r0時 F引 F斥 F 0 2 當(dāng)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(xiàn)為斥力 3 當(dāng)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(xiàn)為引力 4 當(dāng)r 10r0 即10 9m 時 F引和F斥都已經(jīng)十分微弱 可以認(rèn)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(xué)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(xiàn)出來的力 關(guān)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(xiàn)為引力時 其大小有限 分子力表現(xiàn)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(xiàng)A正確 分子間的斥力總是隨分子間距的增大而減小 選項(xiàng)B正確 當(dāng)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(dāng)r r0時 引力和斥力相等 此時分子力表現(xiàn)為零 選項(xiàng)D錯誤 分子力表現(xiàn)為引力時 其大小有限 分子力表現(xiàn)為斥力時 當(dāng)r趨近于零時 斥力可以很大 選項(xiàng)E正確 答案 ABE 考向2 分子勢能 熱點(diǎn)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(guān)系為 1 當(dāng)r r0時 分子力表現(xiàn)為引力 隨著r的增大 分子引力做負(fù)功 分子勢能增大 2 當(dāng)r r0時 分子力表現(xiàn)為斥力 隨著r的減小 分子斥力做負(fù)功 分子勢能增大 3 當(dāng)r r0時 分子勢能最小 但不一定為零 可為負(fù)值 因?yàn)榭蛇x兩分子相距無窮遠(yuǎn)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(yuǎn)的分子僅在分子力的作用下由靜止開始運(yùn)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(fù)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(guān)系是 當(dāng)r r0時F為斥力 當(dāng)r r0時F 0 當(dāng)r r0時F為引力 綜上可知 當(dāng)兩分子由相距較遠(yuǎn)逐漸達(dá)到最近的過程中分子力是先變大再變小后又變大 A項(xiàng)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(fù)功 分子勢能增大 故B項(xiàng)正確 D項(xiàng)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(zhuǎn)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(xiàng)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(guān)系圖線判斷 但要注 意其和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線的區(qū)別 熱點(diǎn)4 物體的內(nèi)能 熱點(diǎn)歸納 1 物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較 2 內(nèi)能和熱量的比較 A 溫度相等的1kg和100g的水內(nèi)能相同B 物體內(nèi)能增加 一定要從外界吸收熱量C 熱量只能從內(nèi)能多的物體轉(zhuǎn)移到內(nèi)能少的物體D 在相同物態(tài)下 同一物體溫度降低 它的內(nèi)能會減少E 物體運(yùn)動時的內(nèi)能不一定比靜止時的內(nèi)能大 解析 影響內(nèi)能大小的因素是體積 溫度和分子總數(shù) 1kg水和100g水的質(zhì)量不同 水分子總數(shù)不同 所以內(nèi)能不同 故選項(xiàng)A錯誤 改變內(nèi)能有兩種方式 做功和熱傳遞 所以物體內(nèi)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(xiàng)B錯誤 熱量能從內(nèi)能多的物體轉(zhuǎn)移到內(nèi)能少的物體 也能從內(nèi)能少的物體轉(zhuǎn)移到內(nèi)能多的物體 選項(xiàng)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(nèi)能減少 選項(xiàng)D正確 物體運(yùn)動的快慢與分子運(yùn)動的快慢無關(guān) 物體運(yùn)動的快 分子的平均動能不一定大 內(nèi)能不一定大 選項(xiàng)E正確 答案 ABC