第1讲 分子动理论 内能

第十三章

热

学(选修3－3)第1讲分子动理论

内能一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子的直径：数量级为10－10m。(2)分子的质量：数量级为10－26kg。(3)阿伏加德罗常数：NA＝__________

mol－1。6.02×10232．分子永不停息的做无规则运动(1)扩散现象：由于分子的无规则运动产生的物质迁移现象。温度越___，扩散现象越明显。(2)布朗运动：悬浮在液体中的________的无规则运动，颗粒越____，运动越明显；温度越____，运动越明显。(3)热运动：分子永不停息的________运动。温度越____，分子运动越剧烈。3．分子间的作用力

(1)引力和斥力总是_________，实际表现出的分子力是引力和

斥力的_____。(2)分子引力和斥力都随距离的增大而_____，但____变化得更快。高小颗粒小高无规则高同时存在合力减小斥力二、温度与物体的内能1．温度与温标(1)温度：表示物体的冷热程度，一切达到热平衡的系统都具有______的温度。(2)温标：包括摄氏温标(t)和热力学温标(T)，两者的关系是T＝_____________。2．分子的动能(1)分子动能是分子________所具有的动能。(2)______

是分子热运动的平均动能的标志。3．分子的势能(1)分子势能是由分子间的__________决定的能。相同t＋273.15K热运动温度相对位置(2)决定因素①微观上：决定于____________和分子排列情况；②宏观上：决定于______和状态。4．物体的内能(1)物体的内能是物体中所有_________和__________的总和，是状态量。(2)决定因素①对于给定的物体，其内能大小是由物体的______和______决定，即由物体的内部状态决定；②物体的内能与物体位置的高低、运行速度的大小______。分子间距离体积分子动能分子势能温度体积无关微点判断

(1)扩散现象只能在气体中进行。

()(2)布朗运动是指液体分子的无规则运动。

(

)(3)温度越高，布朗运动越剧烈。

()(4)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大。

()(5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能。

()(6)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大。

()(7)内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同。

()(8)分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大。

()(9)两分子间不可能同时存在斥力和引力。

()××√××√×√×答案：A

答案：B

3．[气体微观量的估算]很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车。若氙气充入灯头后的容积V＝1.6L，氙气密度ρ＝6.0kg/m3。已知氙气摩尔质量M＝0.131kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023mol－1。试估算：(结果保留一位有效数字)(1)灯头中氙气分子的总个数N；(2)灯头中氙气分子间的平均距离。答案：(1)4×1022个(2)3×10－9m(二)布朗运动与分子热运动扩散现象、布朗运动与热运动的比较

扩散现象布朗运动热运动活动主体分子固体微小颗粒分子区别是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间是比分子大得多的颗粒的运动，只能在液体、气体中发生是分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点(1)都是无规则运动(2)都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动[多维训练]1．[扩散现象的理解]关于扩散现象，下列说法错误的是

(

)A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生解析：根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，A正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，不是化学反应，C正确，B错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，D正确。答案：B2．[布朗运动的理解](多选)关于布朗运动，下列说法正确的是

(

)A．布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动B．液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈C．在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动D．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动E．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的解析：布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动，所以A正确；液体温度越高，分子热运动越剧烈，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈，所以B正确；悬浮颗粒越大，惯性越大，碰撞时受到冲力越平衡，所以大颗粒不做布朗运动或布朗运动不明显，故C错误；布朗运动是悬浮在液体中微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故D错误；液体中悬浮微粒的布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的，故E正确。答案：ABE

3．[分子热运动的理解](多选)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的时间，盐就会进入肉里。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解析：盐分子进入鸭肉是因为发生了扩散，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；盐分子永不停息地做无规则运动，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(三)分子力、分子势能与物体内能研清微点1

分子力、分子势能与分子间距离的关系1．分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0。

分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能

为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O

点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能__________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能________(填“大于”“等于”或“小于”)零。解析：若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，分子力做正功，势能减小；在间距由r2减小到r1的过程中，分子力仍做正功，势能减小；在间距为r1处，势能小于零。答案：减小减小小于一点一过分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加。(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加。(3)当r＝r0时，分子势能最小。研清微点2

对内能的理解2．(2023·咸阳质检)关于物体的内能，下列说法正确的是

(

)A．相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量一定相同B．物体的内能改变时温度不一定改变C．内能与物体的温度有关，所以0℃的物体内能为零D．分子数和温度都相同的物体一定具有相同的内能解析：相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同，相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同，故A错误；物体内能改变时温度不一定改变，比如零摄氏度的冰融化为零摄氏度的水，内能增加，故B正确；分子在永不停息地做无规则运动，可知任何物体在任何状态下都有内能，故C错误；物体的内能与分子数、物体的温度和体积三个因素有关，分子数和温度都相同的物体不一定有相同的内能，故D错误。答案：B一点一过分析物体内能问题的四点提醒(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法。(2)决定内能大小的因素为物质的量、温度、体积。(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能。(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能均相同。研清微点3内能与机械能的比较3．下列有关热现象和内能的说法中正确的是

(

)A．把物体缓慢举高，其机械能增加，内能增加B．盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大，容器的机械能一定增大C．电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功”方式实现的D．分子间引力和斥力相等时，分子势能最大解析：把物体缓慢举高，外力做功，其机械能增加，由于温度不变，物体内能不变，A错误；物体的内能与物体做什么性质的运动没有直接关系，B错误；电流通过电阻后电阻发热，是通过电流“做功”的方式改变电阻内能的，C正确；根据分子间作用力的特点，当分子间距离等于r0时，引力和斥力相等，不管分子间距离从r0增大还是减小，分子间作用力都做负功