第八章第一讲分子动理论内能

第八章第一讲分子动理论内能第1页，共67页，2023年，2月20日，星期三[复习备考导航]考点要求1.物质是由大量分子组成的．阿伏加德罗常数．分子的热运动、布朗运动．分子间的相互作用力Ⅰ2.分子热运动的动能．温度是物体分子热运动平均动能的标志．物体分子间的相互作用、势能．物体的内能Ⅰ3.做功和热传递是改变物体内能的两种方式．热量．能量守恒定律Ⅰ4.热力学第一定律Ⅰ第2页，共67页，2023年，2月20日，星期三考点要求5.热力学第二定律Ⅰ6.永动机不可能Ⅰ7.绝对零度不可达到Ⅰ8.能源的开发和利用．能源的利用与环境保护Ⅰ9.气体的状态和状态参量．热力学温度Ⅰ第3页，共67页，2023年，2月20日，星期三考点要求10.气体的体积、温度、压强之间的关系Ⅰ11.气体分子运动的特点Ⅰ12.气体压强的微观意义Ⅰ13.实验：用油膜法估测分子的大小第4页，共67页，2023年，2月20日，星期三1．从近几年的高考试题可以看出，主要是以气体为研究对象，结合分子动理论和热力学定律进行考查，考查的题型是选择题，呈现率是100%.2．在将来的高考中，因本章内容在考纲中全部是Ⅰ级要求，因此，仍是考查一道选择题，主要内容仍是分子动理论和热力学定律．第5页，共67页，2023年，2月20日，星期三3．在复习中要注意以下几个方面：(1)建立宏观量与微观量的对应关系．(2)热力学定律和气体的综合问题，这就要求考生准确理解热力学定律，尤其是热力学第一定律．(3)掌握好几个基本的物理模型：①实物模型：分子模型、理想气体模型．②过程模型：等温、等压、等容、绝热过程等，并利用这些模型解决实际问题．第6页，共67页，2023年，2月20日，星期三[知识体系总览]第7页，共67页，2023年，2月20日，星期三第8页，共67页，2023年，2月20日，星期三第9页，共67页，2023年，2月20日，星期三第10页，共67页，2023年，2月20日，星期三第11页，共67页，2023年，2月20日，星期三单分子油膜第12页，共67页，2023年，2月20日，星期三6.02×1023

第13页，共67页，2023年，2月20日，星期三第14页，共67页，2023年，2月20日，星期三2．分子永不停息地做无规则运动(1)扩散现象：不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象．温度

，扩散越快．(2)布朗运动①产生的原因：由各个方向的液体分子对微粒碰撞的

引起的．越高不平衡第15页，共67页，2023年，2月20日，星期三③布朗颗粒：布朗颗粒用肉眼直接看不到，但在显微镜下能看到，因此用肉眼看到的颗粒所做的运动不能叫做布朗运动．布朗颗粒大小约为10－6m(包含约1021个分子)，而分子直径约为10－10m．布朗颗粒的运动是分子热运动的

．(3)意义：扩散现象和布朗运动都说明分子做无规则运动．剧烈剧烈间接反映第16页，共67页，2023年，2月20日，星期三[特别提醒]

(1)布朗运动不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动，而是小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映．(2)布朗运动中的颗粒很小，肉眼看不见，需用显微镜才能观察到．第17页，共67页，2023年，2月20日，星期三3.分子间存在着相互作用力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，但总是斥力变化得较快，如图8－1－1所示．

(1)当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0；(2)当r＜r0时，F引和F斥都随距离的减小而

，但F引<F斥，F表现为

；(3)当r＞r0时，F引和F斥都随距离的增大而

，但F引>F斥，F表现为

；(4)当r＞

时，F引和F斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F＝0)．图8－1－1增大斥力减小引力10r0第18页，共67页，2023年，2月20日，星期三二、物体的内能1．分子的平均动能(1)含义：物体里所有分子的动能的

．(2)决定因素：

越高，分子的平均动能越大．

图8－1－22．分子势能(1)概念：分子间存在

，分子间具有的由它的

决定的势能．平均值温度相互作用力相对位置第19页，共67页，2023年，2月20日，星期三(2)分子势能大小的相关因素①微观上：与

有关，由于分子力做正功时，分子势能

，分子力做负功时，分子势能

．因此可得分子势能曲线如图8－1－2所示．②宏观上：与物体的

有关．分子间距减小增大体积第20页，共67页，2023年，2月20日，星期三3．物体的内能(1)概念：物体中所有分子做热运动的

和的总和．(2)决定因素：温度、

、物质的量．(3)改变物体内能的两种方式：做功和

．动能分子势能体积热传递第21页，共67页，2023年，2月20日，星期三[特别提醒]

(1)温度相同的任意两个物体的分子的平均动能相同，但不同物质的分子质量不同，因此，分子的平均速率不同．(2)做功和热传递在改变物体的内能上是等效的．第22页，共67页，2023年，2月20日，星期三第23页，共67页，2023年，2月20日，星期三解析：气体分子间距离很大，气体的体积并不等于每个分子的体积之和，A错．气体的质量等于每个分子质量之和，C对．由于M＝ρV，B对．气体的密度是对大量气体分子而言的，一个分子质量m≠ρV0，D错．答案：BC第24页，共67页，2023年，2月20日，星期三2．(2011·石家庄模拟)关于布朗运动，下列说法正确的是(

)A．布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规

则运动B．布朗运动反映了固体分子永不停止的无规则运动C．悬浮微粒越大，布朗运动越显著D．液体温度越高，布朗运动越显著第25页，共67页，2023年，2月20日，星期三答案：D解析：布朗运动是指悬浮在液体中微粒的无规则运动，它反映了液体分子的无规则运动，液体温度越高，布朗运动越显著，悬浮微粒越小，布朗运动越显著，故D正确．第26页，共67页，2023年，2月20日，星期三3．同学们一定都吃过味道鲜美的烤鸭，烤鸭的烤制过程没有添加任何调料，只是在烤制之前，把烤鸭放在腌制汤中腌制一定时间，盐就会进入肉里．则下列说法正确的是(

)A．如果让腌制汤温度升高，盐进入鸭肉的速度就会加快B．烤鸭的腌制过程说明分子之间有引力，把盐分子吸进鸭肉里第27页，共67页，2023年，2月20日，星期三C．在腌制汤中，有的盐分子进入鸭肉，有的盐分子从鸭肉里面出来D．把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻，将不会有盐分子进入鸭肉第28页，共67页，2023年，2月20日，星期三解析：盐分子进入鸭肉是因为盐分子的扩散，温度越高扩散得越快，A正确；盐进入鸭肉是因为盐分子的无规则运动，并不是因为分子引力，B错误；盐分子永不停息的做无规则运动，有的进入鸭肉，有的离开鸭肉，C正确；冷冻后，仍然会有盐分子进入鸭肉，只不过速度慢一些，D错误．答案：AC第29页，共67页，2023年，2月20日，星期三4．(2010·上海高考)分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则(

)A．分子间引力随分子间距的增大而增大B．分子间斥力随分子间距的减小而增大C．分子间相互作用力随分子间距的增大而增大D．分子间相互作用力随分子间距的减小而增大第30页，共67页，2023年，2月20日，星期三解析：根据分子动理论，分子间的引力和斥力是同时存在的，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．分子间的作用力指的是引力和斥力的合力．当分子间距离r＝r0

时，分子间的作用力为0，所以B正确．答案：B第31页，共67页，2023年，2月20日，星期三5．下列关于热传递的过程，说法正确的是(

)A．热的物体把温度传给冷的物体B．热的物体把部分内能传给冷的物体C．内能多的物体把部分内能传递给内能少的物体D．内能少的物体也有可能把部分内能传递给内能多的物体第32页，共67页，2023年，2月20日，星期三解析：温度是分子热运动激烈程度的宏观反映，传递温度是毫无意义的，热传递的方向是从高温物体向低温物体传递，也就是部分内能从温度高的物体转移到温度低的物体的过程，而高温物体的内能不一定比低温物体的内能多．综上所述，BD正确．答案：BD第33页，共67页，2023年，2月20日，星期三6．要落实好国家提出“以人为本，创建和谐社会”的号召，不只是政府的事，要落实到我们每个人的生活中．比如说公共场所禁止吸烟，我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更大．试估算一个高约2.8m、面积约10m2的两人办公室，若一人在吸一根烟，另一人不吸烟，求不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子？(人正常呼吸一次吸入气体300cm3，一根烟大约吸10次)第34页，共67页，2023年，2月20日，星期三答案：8.7×1017个第35页，共67页，2023年，2月20日，星期三第36页，共67页，2023年，2月20日，星期三第37页，共67页，2023年，2月20日，星期三[思路点拨]

阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁．第38页，共67页，2023年，2月20日，星期三[答案]

C第39页，共67页，2023年，2月20日，星期三第40页，共67页，2023年，2月20日，星期三第41页，共67页，2023年，2月20日，星期三第42页，共67页，2023年，2月20日，星期三A．①和②都是正确的B．①和③都是正确的C．③和④都是正确的D．①和④都是正确的答案：B第43页，共67页，2023年，2月20日，星期三2.已知气泡内气体的密度为1.29kg/m3，平均摩尔质量为0.029kg/mol.阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10m．若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值．(结果保留一位有效数字)第44页，共67页，2023年，2月20日，星期三答案：1×10－4(9×10－5～2×10－4都算对)第45页，共67页，2023年，2月20日，星期三[典例启迪][例2]

布朗运动是生物学家布朗首先发现的物理现象，后来成为分子动理论和统计力学发展的基础，下列关于布朗运动的说法正确的是(

)A．布朗每隔30s把小碳粒的位置记下，然后用直线依次连接起来，得到小碳粒的运动轨迹B．悬浮在液体中的小颗粒不停地无规则互相碰撞是产生布朗运动的原因第46页，共67页，2023年，2月20日，星期三C．在尽量排除外界影响的情况下(如振动、液体对流等)，布朗运动依然存在D．布朗运动的激烈程度与颗粒大小、温度有关，布朗运动就是分子的运动[思路点拨]从布朗运动的形成机理、实质及特点解答本题．[解析]

小碳粒在30s内的运动是很复杂的，其运动轨迹是毫无规则的，用直线连接起来的线段，是一段时间内的位移，A错误；形成布朗运动的原因是悬浮小第47页，共67页，2023年，2月20日，星期三颗粒受到周围液体分子无规律的碰撞，使得来自各个方向的碰撞效果不平衡所致，布朗运动间接地证明了液体分子的无规则运动，B错误；布朗运动不是外界任何因素影响产生的，如温度差、压强差、液体振动等，C正确；布朗运动是悬浮的固体颗粒(粒子数量级一般在10－6m，肉眼是看不到)的运动，属于宏观物体的运动，不是单个分子的运动，单个分子用显微镜是看不见的，温度越高，液体分子无规则运动越剧烈，对固体颗粒撞击的不平衡性越明显，布朗运动也就越明显，D错误．[答案]

C第48页，共67页，2023年，2月20日，星期三[归纳领悟]布朗运动和扩散现象都是分子热运动的具体体现，都是永不停息地无规则运动，都随温度的升高而加剧，但布朗运动是间接反映分子的无规则运动，颗粒的运动，它只能发生在液体或气体中，而扩散现象是分子无规则运动的直接体现，它可以发生在任何两种物质之间．第49页，共67页，2023年，2月20日，星期三[题组突破]3.关于布朗运动，下列说法正确的是(

)A．布朗运动指悬浮在液体中的微粒分子的无规则运动B．布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则

性C．液体温度越高，布朗运动越剧烈D．悬浮微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就

越少，布朗运动就越不明显第50页，共67页，2023年，2月20日，星期三解析：布朗运动是悬浮在液体中的微粒受到液体分子的无规则碰撞作用而发生的运动，而不是微粒内部的分子的运动，A不正确．布朗运动的产生说明了分子是在做永不停息的无规则运动的，B正确．布朗运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，布朗运动越剧烈，C正确．悬浮微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子在各个方向上的作用力就越不易平衡，其运动状态越容易改变，布朗运动越明显，D不正确．答案：BC第51页，共67页，2023年，2月20日，星期三4.如图8－1－3所示，一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开．当抽去玻璃板后所发生的现象，(已知二氧化氮的密度比空气密度大)下列说法正确的是(

)A．当过一段时间可以发现上面的瓶中的气体也变成了淡红棕色图8－1－3第52页，共67页，2023年，2月20日，星期三B．二氧化氮由于密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面的瓶中不会出现淡红棕色C．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面的瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色D．由于气体分子在运动着，所以上面的空气会运动到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上下两瓶气体的颜色变得均匀一致第53页，共67页，2023年，2月20日，星期三解析：两种不同物质相接触，将发生扩散现象，即不同的物质将彼此进入对方，故A对，B错．扩散现象是一种自发现象，是分子永不停息做无规则运动的直接反映．只要有密度差(或浓度差)扩散就会进行，故D对，C错．答案：AD第54页，共67页，2023年，2月20日，星期三[典例启迪]

[例3](2011·深圳模拟)如图8－1－4所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示．图中分子势能的最小值为－E0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是(

)图8－1－4第55页，共67页，2023年，2月20日，星期三A．乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大B．乙分子在P点(x＝x2)时，其动能为E0C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态D．乙分子的运动范围为x≥x1[思路点拨]由分子力做功与分子势能的变化关系，判定分子势能的变化，由动能定理判断分子动能的变化．第56页，共67页，2023年，2月20日，星期三[解析]

由分子间作用力的规律可知，一分子在无限远处向另一分子靠近时，分子力先做正功，分子动能增加，分子势能减少，当到达平衡位置后，分子力做负功，分子动能减少，分子势能增加，所以x＝x2处是乙分子的平衡位置，即受力为0，故A错．又知两分子总能量为0，故B正确，C错．若分子运动到x1以里，则动能为负值，与现实矛盾，故D对．[答案]

BD第57页，共67页，2023年，2月20日，星期三[归纳领悟]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：(1)看分子力的做功情况．(2)直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断，但要注意其与分子力与分子间距离的关系图线的区别．第58页，共67页，2023年，2月20日，星期三[题组突破]5．关于分子力和分子势能，下列说法正确的是(

)A．当分子力表现为引力时，分子力随分子间距离的增大而减小B．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离减小而减小C．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离减小而增大D．用打气筒给自行车打气时，越下压越费力，说明分子间斥力越来越大，分子间势能越来越大第59页，共67页，2023年，2月20日，星期三解析：分子力表现为引力，说明分子间距离大于平衡位置，随着分子间距离的增大，分子力先增大后减小，A错误；当分子间距离变小时，分子力做正功，分子势能减小，B正确，C错误；用打气筒给自行车打气，越下压越费力是因为轮胎内部压强增大，D错误．答案：B第60页，共67页，2023年，2月20日，星期三6.甲分子固定在坐标的原点，乙分子位于横轴上，甲分子和乙分子之间的相互作用力如图8－1－5所示，a、b、c、d为横轴上的四个特殊位置．现把乙分子从a处由静止释放，则(

)A．乙分子从a到b做加速运动，由b到