高考物理一輪復習 第1單元 分子動理論 內能課件（選修3-3）.ppt

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,選考部分,選修3－3 熱學,,第1單元 分子動理論 內能,網(wǎng)控基礎點 提煉命題源,一、分子動理論 1．物體是由大量分子組成的 (1)分子的大小 分子的直徑(視為球模型)：數(shù)量級為________m. (2)阿伏加德羅常數(shù) ①1 mol的任何物質都含有相同的粒子數(shù)．通?？扇A＝____ _____ mol－1. ②阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁． (1)10－10 (2)6.02×1023,讀讀教材,2．分子永不停息地做無規(guī)則運動 (1)擴散現(xiàn)象 ①定義：________物質能夠彼此進入對方的現(xiàn)象叫做擴散． ②實質：擴散現(xiàn)象并不是外界作用引起的，也不是化學反應的結果，而是由物質分子的________運動產生的． (2)布朗運動 ①定義：懸浮在液體中的小顆粒的永不停息地做________運動叫做布朗運動． ②特點：永不停息，無規(guī)則；顆粒越小，________，布朗運動越顯著． (1)不同 無規(guī)則 (2)無規(guī)則 溫度越高,③布朗運動是由成千上萬個分子組成的“________”的運動，布朗運動的無規(guī)則性是液體(氣體)分子運動________的反映． (3)熱運動 分子的無規(guī)則運動和溫度有關，溫度越高，分子運動越激烈．分子永不停息地________運動叫做熱運動． 3．分子間的相互作用力 (1)引力和斥力同時存在，都隨分子間距離的增大而________，隨分子間距離的減小而________，________比引力變化更快． 顆粒 無規(guī)則 (3)無規(guī)則 3.(1)減小 增大 斥力,(2)分子力的特點 ①r＝r0時(r0的數(shù)量級為10－10 m)，F(xiàn)引＝F斥，分子力F＝0； ②rr0時，F(xiàn)引F斥，分子力F表現(xiàn)為________； ④r10r0時，F(xiàn)引、F斥迅速減為零，分子力F＝________. (3)分子力隨分子間距離的變化圖象如圖所示． 斥力 引力 0,,二、溫度、溫標、內能 1．狀態(tài)參量：在熱學中，為確定系統(tǒng)的狀態(tài)，需要用到的物理量稱為狀態(tài)參量．如體積V、壓強p、溫度T等． 2．熱平衡：兩個相互接觸的系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化，此時兩個系統(tǒng)達到了熱平衡． 3．溫度：兩個系統(tǒng)處于熱平衡時，它們具有某個共同的熱學性質，我們把表征這一“共同熱學性質”的物理量定義為溫度，一切達到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的________． 溫度,4．兩種溫標：攝氏溫標和熱力學溫標． 關系：T＝____________. 5．分子的動能 (1)分子動能是__________________所具有的動能； (2)分子熱運動的平均動能是所有分子熱運動的動能的平均值，________是分子熱運動平均動能的標志； (3)分子熱運動的總動能是物體內所有分子熱運動動能的總和． 4.t＋273.15 K 5.(1)分子無規(guī)則運動 (2)溫度,6．分子的勢能 由于分子間存在著引力和斥力，由它們的________決定的能量稱為分子勢能． 7．物體的內能 (1)物體中所有分子的熱運動________與________的總和，是狀態(tài)量． (2)對于給定的物體，其內能在宏觀上由物體的________和________決定，微觀上由__________和__________決定． 6.相對位置 7.動能 分子勢能 溫度 體積 分子平均動能 分子平均距離,1．關于布朗運動，以下說法正確的是( ) A．布朗運動就是液體分子的擴散現(xiàn)象 B．布朗運動就是固體小顆粒中分子的無規(guī)則運動，它說明分子永不停息地做無規(guī)則運動 C．布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運動，它是液體分子無規(guī)則運動的反映 D．掃地時，在陽光照射下，看到塵埃飛舞，這是塵埃在做布朗運動,練練基礎,┃題組一┃ 分子動理論,解析：布朗運動是懸浮顆粒的無規(guī)則運動，分子熱運動是產生布朗運動的原因，布朗運動是分子無規(guī)則運動的反映，布朗顆粒用眼睛不能直接看到．,,3．(多選)關于對內能的理解，下列說法正確的是( ) A．系統(tǒng)的內能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的 B．做功可以改變系統(tǒng)的內能，但是單純地對系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內能 C．不計分子之間的分子勢能，質量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內能 D．1 g 100 ℃水的內能小于1 g 100 ℃水蒸氣的內能,,┃題組二┃ 分子力做功與分子勢能的關系、內能,4. (多選)如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關系如圖中曲線所示，F(xiàn)0為斥力，F(xiàn)0為引力，a、b、c、d為x軸上四個特定的位置．現(xiàn)在把乙分子從a處靜止釋放，若規(guī)定無窮遠處分子勢能為零，則下列說法正確的是( ) A．乙分子在b處分子勢能最小 B．乙分子在b處動能最大 C．乙分子在c處分子勢能最小 D．乙分子在c處動能最大,解析：乙分子由a運動到c，分子力表現(xiàn)為引力，分子力做正功，動能增大，分子勢能減??；乙分子由c運動到d，分子力表現(xiàn)為斥力，分子力做負功，動能減小，分子勢能增大．故乙分子在c處分子勢能最小、動能最大，即C、D正確，A、B錯誤．,,1．球體和立方體只是分子的理想模型． 2．布朗運動不是分子的運動，而是懸浮顆粒的無規(guī)則運動． 3．分子間距為r0時，引力和斥力大小相等，并不是無引力和斥力． 4．分子做正功，分子勢能減?。环肿恿ψ鲐摴?，分子勢能增加． 5．內能是狀態(tài)量，做功和傳熱可以改變系統(tǒng)的內能．,小思考 微總結,細研核心點 練透經典題,考點一 微觀量計算,[調研1] 在標準狀況下，有體積為V的水和體積為V的可認為是理想氣體的水蒸氣，已知水的密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，水的摩爾質量為M，在標準狀況下水蒸氣的摩爾體積為Vm，求： (1)它們中各有多少水分子； (2)它們中相鄰兩個水分子之間的平均距離．,[試題調研],,名師歸納點題破疑,[類題練熟],,1－2.(2015·河南濮陽二模)利用油膜法可粗略測定分子的大小和阿伏加德羅常數(shù)．若已知n滴油的總體積為V，一滴油所形成的單分子油膜的面積為S，這種油的摩爾質量為μ，密度為ρ，則可求出一個油分子的直徑d＝________；阿伏加德羅常數(shù)NA＝________.,,,1．對分子力的理解 (1)分子間同時存在著相互作用的引力和斥力． (2)引力和斥力都隨距離的增加而減小，但斥力減小的快． (3)分子力指引力與斥力的合力．當引力和斥力大小相等時，合力為零，稱為分子的平衡位置． 2．分子力做功與分子勢能 分子勢能的大小與分子間的距離有關，宏觀上與物體的體積有關．分子勢能的變化與分子間的距離發(fā)生變化時分子力做功情況有關．分子力做正功，分子勢能減少；分子力做負功，分子勢能增加．,考點二 對分子力、分子勢能的理解,3．分子力、分子勢能與分子間距離的關系,[調研2] (多選)兩個相距較遠的分子僅在分子力作用下由靜止開始運動，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,[試題調研],[解析] 分子力F與分子間距r的關系是：當rr0時，F(xiàn)表現(xiàn)為引力．綜上可知，當兩分子由相距較遠逐漸達到最近過程中分子力是先變大再變小后又變大，A項錯誤．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功，分子勢能增大，故B項正確、D項錯誤．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項均正確． [答案] BCE,(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： ①看分子力的做功情況； ②直接由分子勢能與分子間距離的關系圖線判斷，但要注意其和分子力與分子間距離的關系圖線的區(qū)別．,名師歸納點題破疑,[類題練熟],解析：根據(jù)斥力比引力變化快可知ab為引力曲線，cd為斥力曲線，A錯誤，B正確；當rr0時，分子力表現(xiàn)為引力，選項C錯誤；隨分子間距離增大，分子勢能不一定增大，與分子間初始位置有關，選項D錯誤．,解析：分子間距等于r0時分子勢能最小，即r0＝r2，當r小于r1時分子力表現(xiàn)為斥力；當r大于r1小于r2時分子力表現(xiàn)為斥力；當r大于r2時分子力表現(xiàn)為引力，所以A錯誤，B、C正確．在r由r1變到r2的過程中，分子斥力做正功，分子勢能減少，D錯誤．,1．物體的內能與機械能的比較,考點三 內能、改變內能的方式,2．內能和熱量的比較,[調研3] (2014·山東理綜)(多選)如圖，內壁光滑、導熱良好的汽缸中用活塞封閉有一定質量的理想氣體．當環(huán)境溫度升高時，缸內氣體( ) A．內能增加 B．對外做功 C．壓強增大 D．分子間的引力和斥力都增大,[試題調研],,[解題探究] 1．當環(huán)境溫度升高時，密閉氣體的壓強和體積怎樣變化？ 提示：壓強不變，體積增大． 2．如何判斷氣體做功情況？氣體內能怎樣變化？ 提示：根據(jù)氣體體積變化判斷做功情況，體積增大時，氣體對外做功；理想氣體的內能由溫度決定，溫度升高，內能增加．,[解析] 因氣體為理想氣體，溫度升高時內能增大，選項A正確．溫度升高時，氣體做等壓變化，體積膨脹，對外做功，選項B正確，C錯誤．體積膨脹后分子間距增大，分子引力和斥力都減小，D錯誤． [答案] AB,分析物體的內能問題應當明確以下幾點 (1)內能是對物體的大量分子而言的，不存在某個分子內能的說法． (2)決定內能大小的因素為溫度、體積、分子數(shù)，還與物態(tài)有關系． (3)做功和熱傳遞都可以改變物體的內能，在改變內能上二者是等效的． (4)溫度是分子平均動能的標志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能相同．,名師歸納點題破疑,3－1.(2014·北京理綜)下列說法中正確的是( ) A．物體溫度降低，其分子熱運動的平均動能增大 B．物體溫度升高，其分子熱運動的平均動能增大 C．物體溫度降低，其內能一定增大 D．物體溫度不變，其內能一定不變,[類題練熟],解析：溫度是物體分子平均動能的標志，溫度升高則其分子平均動能增大，反之，則其分子平均動能減小，故A錯誤，B正確．物體的內能是物體內所有分子熱運動動能和分子勢能的總和，宏觀上取決于物體的溫度、體積和質量，故C、D錯誤．,3－2.(多選)下列說法正確的是( ) A．對物體做功不能使物體的溫度升高 B．機械能大的物體內能一定大 C．溫度相同的氫氣和氮氣，氫氣分子和氮氣分子的平均速率不同 D．溫度高的物體內能不一定大，但分子平均動能一定大,解析：對物體做功可以使物體溫度升高，A錯誤；機械能與內能沒有必然的聯(lián)系，B錯誤；溫度相同的氫氣和氮氣，平均動能相同，但由于氣體分子的質量不同，故氣體分子的平均速率不同，C正確；內能不僅與溫度有關，還與物體的體積有關，溫度高的物體內能不一定大，但分子平均動能一定大，D正確．,1．實驗原理 利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜，將油酸分子看做球形，測出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積，用d＝計算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸溶液中純油酸的體積，S為油膜面積，這個厚度就近似等于油酸分子的直徑．,考點四 用油膜法估測分子的大小,,[調研4] 在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，有下列實驗步驟： ①往邊長約為40 cm的淺盤里倒入約2 cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上． ②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定． ③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大?。?[試題調研],④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積． ⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上． 完成下列填空： (1)上述步驟中，正確的順序是____________．(填寫步驟前面的數(shù)字) (2)將1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；測得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直徑為________m．(結果保留1位有效數(shù)字),,名師歸納點題破疑,4－1.(2015·上海靜安區(qū)二模)(1)用油膜法測分子直徑的實驗中做了哪些科學的近似( ) A．把在水面上盡可能擴散開的油膜視為單分子油膜 B．把形成油膜的分子看做緊密排列的球形分子 C．將油膜視為單分子油膜，但需要考慮分子間隙 D．將油酸分子視為立方體模型 (2)某同學在實驗過程中，距水面約2 cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又收縮了一些，請簡要說明油膜收縮的主要原因： _____________________________________________________.,[類題練熟],答案：(1)AB (2)溶液中酒精揮發(fā)，使液面收縮,解析：(1)在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，做這樣的近似：①油膜是呈現(xiàn)單分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之間沒有空隙，緊密排列，故A、B正確，C、D錯誤． (2)油膜收縮的主要原因：溶液中酒精揮發(fā)，使液面收縮．,4－2.油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，現(xiàn)用滴管向量筒內滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1 mL，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成的純油膜的形狀如圖所示，若每個小方格的邊長為 25 mm，試問：,,(1)這種估測方法是將每個油酸分子視為________模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為________油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的________．圖中油酸膜的面積為____ _____m2；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積是________m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是________m．(結果保留兩位有效數(shù)字) (2)某同學在實驗過程中，在距水面約2 cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又收縮了一些，這是為什么呢？ 請寫出你分析的原因：__________________________.,答案：(1)球體 單分子 直徑 4.4×10－2 1.2×10－11 2.7×10－10 (2)見解析,,