分子运动论中的几大关系

分子运动论中的几大关系陈宏1.应弄清分子运动与布朗运动的关系布朗运动是大量液体分子对固体微粒撞击的集体行为的结果，个别分子对固体微粒的碰撞不会产生布朗运动。布朗运动的激烈程度与固体微粒的大小、液体的温度等有关。固体微粒越小，液体温度越高，液体分子对它碰撞的不均匀性越明显；质量越小，惯性越小，越容易改变运动状态，布朗运动越激烈。例1.下列关于布朗运动的说法中正确的是（）A.布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动B.布朗运动是指在显微镜下观察到的悬浮固体颗粒的无规则运动C.布朗运动是指液体分子的无规则运动D.布朗运动是指在显微镜下直接观察到的液体分子的无规则运动显然正确选项为B.2.应弄清分子力与分子引力和斥力的关系分子之间虽然有空隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子之间存在着引力。分子间有引力，而分子间有空隙，没有紧紧吸在一起，说明分子间还存在着斥力。分子间同时存在着引力和斥力。它们都随分子之间距离的变化而变化。但是，由于斥力比引力变化得快，便出现了“斥力大于引力”、“斥力和引力恰好相等”、“引力大于斥力”的区域；当r很大时，可以认为引力和斥力均“等于零”等情况。而分子力是指分子引力和斥力的合力，分子间距离为时分子力为零，并不是分子间无引力和斥力。例2.若把处于平衡状态时相邻分子间的距离记为，则下列关于分子间的相互作用力的说法中正确的是（）A.当分子间距离小于时，分子间作用力表现为斥力B.当分子间距离大于时，分子间作用力表现为引力C.当分子间距离从逐渐增大时，分子间的引力增大D.当分子间距离小于时，随着距离的增大分子力是减小的正确选项为A、B.3.应弄清分子力做功与分子势能变化的关系与重力、弹力相似，分子力做功与路径无关，可以引进分子势能的概念。分子间所具有的势能由它们的相对位置所决定。分子力做正功时分子势能减小，分子力做负功时分子势能增加。通常选取无穷远处分子势能为零。当两分子逐渐移近时(r>r0)，分子力做正功，分子势能减小；当分子距离等于r时，分子势能最小，且为负值；当两分子再靠近时(r<r0)，分子力做负功，分子势能增大。例3.分子甲和乙相距较远时，它们之间的分子力可忽略。现让分子甲固定不动，将分子乙由较远处逐渐向甲靠近直到不能再靠近，在这一过程中（

）A.分子力总是对乙做正功B.分子乙总是克服分子力做功C.先是分子力对乙做正功，然后是分子乙克服分子力做功D.分子力先对乙做正功，再对乙做负功，最后又对乙做正功正确选项为C.4.应弄清温度与分子动能的关系物体分子由于不停地运动而具有的能叫分子动能。分子的运动是杂乱的。同一物体内各个分子的速度大小和方向是不同的。从大量分子的总体来看，速率很大和速率很小的分子数比较少，具有中等速率的分子数比较多。在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子的平均动能。从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大；反之亦然。注意同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，所以分子运动的平均速率不尽相同。例4.质量相同、温度相同的氢气和氧气，它们的（）A.分子数相同B.内能相同C.分子平均速度相同D.分子的平均动能相同正确选项为D.例5.关于温度的概念，下列说法正确的是（

）A.温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大B.物体温度高，则物体每一个分子的动能都大C.某物体内能增大时，其温度一定升高D.甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体大显然正确答案为A.5.应弄清物体的内能与状态参量的关系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势能的总和。由于温度越高，分子平均动能越大，所以内能与物体的温度有关；由于分子势能与分子间距离有关，分子间距离又与物体的体积有关，所以内能与物体的体积有关；由于物体的物质的量不同，物体包含的分子数目就不同，分子热运动的总动能与分子势能的总和也会不同，所以物体的内能与物体的摩尔数有关。总之，物体内能的多少与物体的温度、体积和物质的量有关。对于理想气体来说，由于分子之间没有相互作用力，就不存在分子势能。因此，理想气体的内能只跟理想气体的质量、温度有关，而与理想气体的体积无关。6.应弄清物体的内能的变化与做功、热传递的关系能够改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递。做功改变物体的内能时，外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少。热传递改变物体的内能时，外界传递物体多少热量，物体的内能就增加多少；物体传递给外界多少热量，物体的内能就减少多少。做功和热传递对改变物体的内能是等效的。它们的区别是：做功是其它形式的能（如：电能、机械能……）和内能之间的转化；热传递的物体之间内能的转移。例6.如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙。现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高。则在移动P的过程中（）。A.外力对乙做功；甲的内能不变B.外力对乙做功；乙的内能不变C.乙传递热量给甲；乙的内能增加D.乙的内能增加；甲的内能不变解析：在移动P的过程中，外界对乙气体做功，乙的内能要增加，