第七章 分子动理论 复习课件()

1、分分子子动动理理论论分子动理论分子动理论的基本观点的基本观点物体是由大量物体是由大量分子组成的分子组成的分子的大小分子的大小油膜法测定分子直径油膜法测定分子直径d数量级数量级直径：直径：1010 m质量：一般为质量：一般为1026 kg阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数na6.02 1023 mol1na分子永不停息地分子永不停息地做无规则运动做无规则运动实验依据：扩散现象、布朗运动实验依据：扩散现象、布朗运动运动特点运动特点永不停息且无规则永不停息且无规则温度越高，运动越剧烈温度越高，运动越剧烈分子间存在着分子间存在着相互作用力相互作用力引力和斥力同时存在，分子力指引力和斥力的合力引力和斥力同时存

2、在，分子力指引力和斥力的合力rr0时，时，f引引f斥斥，分子力为零，分子力为零rr0时，时，f引引r0时，时，f引引f斥斥，分子力表现为引力，分子力表现为引力r10r0时，分子力几乎为零，可以忽略时，分子力几乎为零，可以忽略温度和温标温度和温标物体的内能物体的内能分分子子动动理理论论温度和温标温度和温标热平衡的特点：一切达到热平衡的系统都具有相同的温度热平衡的特点：一切达到热平衡的系统都具有相同的温度热力学温度与摄氏温度的关系：热力学温度与摄氏温度的关系：tt273.15 k物体的内能物体的内能分子平均动能：由温度决定分子平均动能：由温度决定分子势能：由分子间相对位置决定分子势能：由分子间相对

3、位置决定物体内能物体内能所有分子的热运动动能和分子势能的总和所有分子的热运动动能和分子势能的总和决定因素：温度、体积、物质的量决定因素：温度、体积、物质的量分子动理论分子动理论的基本观点的基本观点专题整合区一、阿伏加德罗常数的相关计算一、阿伏加德罗常数的相关计算二、对用油膜法估测分子的大小的理解二、对用油膜法估测分子的大小的理解三、分子力曲线和分子势能曲线的比较和应用三、分子力曲线和分子势能曲线的比较和应用四、分子热运动和物体的内能四、分子热运动和物体的内能一、阿伏加德罗常数的相关计算阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数na是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁若是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁若物质的

4、摩尔质量记为物质的摩尔质量记为m，摩尔体积记为，摩尔体积记为v，则有：，则有：一、阿伏加德罗常数的相关计算一、阿伏加德罗常数的相关计算【例例1 1】 已知金刚石的密度为已知金刚石的密度为3.5103 kg/m3，现有体积，现有体积为为4.0108 m3的一小块金刚石，它有多少个碳原子？假如金刚的一小块金刚石，它有多少个碳原子？假如金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起的，试估算碳原子的直径石中的碳原子是紧密地挨在一起的，试估算碳原子的直径(保保留两位有效数字留两位有效数字)一、阿伏加德罗常数的相关计算解析解析先求金刚石的质量：先求金刚石的质量：mv3.51034.0108 kg1.4104 kg这块

5、金刚石的摩尔数：这块金刚石的摩尔数：这块金刚石所含的碳原子数：这块金刚石所含的碳原子数：nnna1.171026.0210237.01021(个个)一、阿伏加德罗常数的相关计算一个碳原子的体积：一个碳原子的体积：把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式v0 d3可得碳原子直径：可得碳原子直径：答案答案7.01021个个2.21010 m二、对用油膜法估测分子的大小的理解用油膜法估测分子的大小的实验原理是：油酸用油膜法估测分子的大小的实验原理是：油酸是一种脂肪酸，它的分子的一部分和水分子的是一种脂肪酸，它的分子的一部分和水分子的亲和力很强当把一滴酒精稀释过的油酸溶

6、液亲和力很强当把一滴酒精稀释过的油酸溶液滴在水面上时，酒精溶于水或挥发，在水面上滴在水面上时，酒精溶于水或挥发，在水面上形成一层油酸薄膜，薄膜可认为是单分子层膜，如图形成一层油酸薄膜，薄膜可认为是单分子层膜，如图1所示所示图图1二、对用油膜法估测分子的大小的理解将水面上形成的油膜形状画到坐标纸上，可以计算出油膜的将水面上形成的油膜形状画到坐标纸上，可以计算出油膜的面积，根据纯油酸的体积面积，根据纯油酸的体积v和油膜的面积和油膜的面积s，可以计算出油膜，可以计算出油膜的厚度的厚度d ，即油酸分子的直径，即油酸分子的直径二、对用油膜法估测分子的大小的理解【例例2】在在“用油膜法估测分子的大小用油膜

7、法估测分子的大小”实验中，有下列实验步骤：实验中，有下列实验步骤：往边长约为往边长约为40 cm的浅盘里倒入约的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上适量的痱子粉均匀地撒在水面上用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定形状稳定将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小二、对用油膜法估测分子的大小的理解用注射器将

8、事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积一滴油酸酒精溶液的体积将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上玻璃板上二、对用油膜法估测分子的大小的理解完成下列填空：完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是上述步骤中，正确的顺序是_(填写步骤前面填写步骤前面的序号的序号)(2)将将1 cm3的油酸溶于酒精，制成的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，测的油酸酒

9、精溶液，测得得1 cm3的油酸酒精溶液有的油酸酒精溶液有50滴现取一滴该油酸酒精溶液滴滴现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油由此估算出油酸分子的直径为酸分子的直径为_m(结果保留结果保留1位有效数字位有效数字)二、对用油膜法估测分子的大小的理解解析解析(2)每滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为：每滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为：答案答案51010分子力随分子间距离的变化图象与分子势能随分子间距离分子力随分子间距离的变化图象与分子势能随分子间距离的变化图象非常相似，但却有着本质的区别的变化图象非常相似，但却有

10、着本质的区别三、分子力曲线和分子势能曲线的比较和应用三、分子力曲线和分子势能曲线的比较和应用1分子力曲线分子力曲线分子间作用力与分子间距离的关系曲线如图分子间作用力与分子间距离的关系曲线如图2甲所示，纵轴表甲所示，纵轴表示分子力示分子力f；图象横轴上方的曲线表示斥力，下方的曲线表示；图象横轴上方的曲线表示斥力，下方的曲线表示引力，即斥力为正，引力为负，也就是正负表示力的方向；横引力，即斥力为正，引力为负，也就是正负表示力的方向；横轴表示分子间距离轴表示分子间距离r，其中，其中r0为分子间的平衡距离，此时引力与为分子间的平衡距离，此时引力与斥力大小相等斥力大小相等三、分子力曲线和分子势能曲线的比

11、较和应用图图2三、分子力曲线和分子势能曲线的比较和应用2分子势能曲线分子势能曲线分子势能随分子间距离变化的关系曲线如图乙所示，纵轴表分子势能随分子间距离变化的关系曲线如图乙所示，纵轴表示分子势能示分子势能ep；图象横轴上方的势能一定大于横轴下方的势；图象横轴上方的势能一定大于横轴下方的势能，即分子势能有正负，但正负反映其大小，正值一定大于能，即分子势能有正负，但正负反映其大小，正值一定大于负值；横轴表示分子间距离负值；横轴表示分子间距离r，其中，其中r0为分子间的平衡距离，为分子间的平衡距离，此时分子势能最小此时分子势能最小三、分子力曲线和分子势能曲线的比较和应用3曲线的比较曲线的比较图甲中分

12、子间距离图甲中分子间距离rr0处，对应的是分子力为零，而在图处，对应的是分子力为零，而在图乙中分子间距离乙中分子间距离rr0处，对应的是分子势能最小，但不为处，对应的是分子势能最小，但不为零若取零若取r10r0处，分子力为零，则该处分子势能为零处，分子力为零，则该处分子势能为零三、分子力曲线和分子势能曲线的比较和应用【例例3】 图图3甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图象由图象判断以下说法中正确的是能随分子间距离变化的图象由图象判断以下说法中正确的是()图图3三、分子力曲线和分子势能曲线的比较和应用a当分子间距离为当分子

13、间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零时，分子力和分子势能均最小且为零b当分子间距离当分子间距离rr0时，分子力随分子间距离的增大而增大时，分子力随分子间距离的增大而增大c当分子间距离当分子间距离rr0时，分子势能随分子间距离的增大而增大时，分子势能随分子间距离的增大而增大d当分子间距离当分子间距离rr0时，分子力随分子间距离的增大时，分子力随分子间距离的增大而而先增大后减先增大后减小，此时分子力做负功，分子势能增大；当分子间距离小，此时分子力做负功，分子势能增大；当分子间距离rr0时，时，随着分子间距离逐渐减小，分子力逐渐增大，而此过程中分子力随着分子间距离逐渐减小，分子力逐渐增大，而

14、此过程中分子力做负功，分子势能增大，由此知选项做负功，分子势能增大，由此知选项c、d正确正确答案答案cd四、分子热运动和物体的内能1分子热运动：分子热运动是永不停息且无规则的，温度越高分子热运动：分子热运动是永不停息且无规则的，温度越高分子热运动越剧烈大量分子的运动符合统计规律扩散现象能分子热运动越剧烈大量分子的运动符合统计规律扩散现象能直接说明分子在做无规则热运动，而布朗运动能间接说明分子在直接说明分子在做无规则热运动，而布朗运动能间接说明分子在做无规则热运动做无规则热运动四、分子热运动和物体的内能2物体的内能是指组成物体的所有分子热运动的动能与分子物体的内能是指组成物体的所有分子热运动的动

15、能与分子势能的总和势能的总和(1)由于温度越高，分子平均动能越大，所以物体的内能与温度由于温度越高，分子平均动能越大，所以物体的内能与温度有关有关(2)由于分子势能与分子间距离有关，而分子间距离与物体体积由于分子势能与分子间距离有关，而分子间距离与物体体积有关，因此物体的内能与物体的体积有关有关，因此物体的内能与物体的体积有关(3)由于物体所含物质的量不同，分子数目不同，分子势能与分由于物体所含物质的量不同，分子数目不同，分子势能与分子动能的总和不同，所以物体的内能与物质的量也有关系子动能的总和不同，所以物体的内能与物质的量也有关系总之，物体的内能与物体的温度、体积和物质的量都有关系总之，物体

16、的内能与物体的温度、体积和物质的量都有关系四、分子热运动和物体的内能【例例4】 下列关于分子热运动和热现象的说法正确的是下列关于分子热运动和热现象的说法正确的是()a气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之 间存在势能的缘故间存在势能的缘故b一定量一定量100 的水变成的水变成100 的水蒸气，其分子平均动能增加的水蒸气，其分子平均动能增加c一定量气体的内能等于其所有分子热运动的动能和分子势能一定量气体的内能等于其所有分子热运动的动能和分子势能 的总和的总和d如果气体温度升高，那么每一个分子热运动的速率都增加如果气体温度升高，那么

17、每一个分子热运动的速率都增加四、分子热运动和物体的内能解析解析气体分子间的距离比较大，甚至可以忽略分子间的作用力，气体分子间的距离比较大，甚至可以忽略分子间的作用力，分子势能也就不存在了，所以气体在没有容器的约束下散开是分分子势能也就不存在了，所以气体在没有容器的约束下散开是分子无规则热运动的结果，选项子无规则热运动的结果，选项a错错.100 的水变成同温度的水蒸的水变成同温度的水蒸气，分子的平均动能不变，所以选项气，分子的平均动能不变，所以选项b错误根据内能的定义可错误根据内能的定义可知选项知选项c正确如果气体的温度升高，分子的平均动能增大，热正确如果气体的温度升高，分子的平均动能增大，热运

18、动的平均速率也增大，这是统计规律，但就每一个分子来讲，运动的平均速率也增大，这是统计规律，但就每一个分子来讲，速率不一定增加，故选项速率不一定增加，故选项d错误错误答案答案c自我检测区121(物体的内能物体的内能)1 g 100 的水和的水和1 g 100 的水蒸气相比较，的水蒸气相比较，下述说法中正确的是下述说法中正确的是()a分子的平均动能与分子的总动能都相同分子的平均动能与分子的总动能都相同b分子的平均动能相同，分子的总动能不同分子的平均动能相同，分子的总动能不同c内能相同内能相同d1 g 100 的水的内能小于的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能的水蒸气的内能12答案答案ad12解析解析在相同的温度下，分子的平均动能相同，又在相同的温度下，分子的平均动能相同，又1 g水与水与1 g水水蒸气的分子数相同，因而分子总动能相同，蒸气的分子数相同，因而分子总动能相同，a正确，正确，b错误当错误当从从100 的水变成的水变成100 的水蒸气