高考物理大一輪復習 第十一章 第一節(jié) 分子動理論 內(nèi)能(實驗：用油膜法估測分子的大小)課件.ppt

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,第十一章 熱 學, 考綱展示 1．分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù)Ⅰ 2．阿伏加德羅常數(shù)Ⅰ 3．氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布Ⅰ 4．溫度是分子平均動能的標志、內(nèi)能Ⅰ 5．固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體Ⅰ 6．液晶的微觀結(jié)構(gòu)Ⅰ,2016高考導航,,第十一章 熱 學,7．液體的表面張力現(xiàn)象Ⅰ 8．氣體實驗定律Ⅰ 9．理想氣體Ⅰ 10．飽和蒸汽、未飽和蒸汽、飽和蒸汽壓Ⅰ 11．相對濕度Ⅰ 12．熱力學第一定律Ⅰ 13．能量守恒定律Ⅰ,,第十一章 熱 學,14．熱力學第二定律Ⅰ 15．單位制：知道中學物理中涉及的國際單位制的基本單位 和其他物理量的單位．包括攝氏度(℃)、標準大氣壓Ⅰ 實驗：用油膜法估測分子的大小 說明：1．知道國際單位制中規(guī)定的單位符號． 2．要求會正確使用溫度計．,,第十一章 熱 學, 熱點視角 1．分子動理論、阿伏加德羅常數(shù)的計算(或估算)、油膜法測分子直徑以及對熱力學定律的理解或解釋是高考的熱點之一． 2．氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程以及兩者結(jié)合圖象的分析與計算，是高考的另一熱點． 3．氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程結(jié)合熱力學第一定律討論氣體狀態(tài)變化過程中吸熱、做功、內(nèi)能變化等問題，是高考命題的一個趨勢． 4．本部分內(nèi)容在高考命題中以小型綜合題的形式出現(xiàn)，即：(1)為多項選擇題，(2)為計算題．,,第十一章 熱 學,第一節(jié) 分子動理論 內(nèi)能 (實驗：用油膜法估測分子的大小),,第十一章 熱 學,一、分子動理論 1．物體是由大量分子組成的 (1)分子的大小 ①分子直徑：數(shù)量級是_________m； ②分子質(zhì)量：數(shù)量級是10－26 kg； ③測量方法：油膜法． (2)阿伏加德羅常數(shù) 1 mol任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù)，NA＝___________ mol－1.,10－10,6.021023,2．分子熱運動 一切物質(zhì)的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動． (1)擴散現(xiàn)象 相互接觸的不同物質(zhì)彼此進入對方的現(xiàn)象．溫度________，擴散越快，可在固體、液體、氣體中進行． (2)布朗運動 懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無規(guī)則運動，微粒__________，溫度_________，布朗運動越顯著．,越高,越小,越高,3．分子力 分子間同時存在引力和斥力，且都隨分子間距離的增大而__________，隨分子間距離的減小而增大，但總是斥力變化得較快．,減小,1.下列關(guān)于布朗運動的說法，正確的是( ) A．布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 B．液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運動越劇烈 C．布朗運動是由于液體各部分的溫度不同而引起的 D．布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬?BD,二、溫度 1．意義：宏觀上表示物體的冷熱程度(微觀上標志物體中分子平均動能的大小)． 2．兩種溫標 (1)攝氏溫標和熱力學溫標的關(guān)系T＝_____________. (2)絕對零度(0 K)：是低溫極限，只能接近不能達到，所以熱力學溫度無負值．,t＋273.15K,2.關(guān)于熱力學溫度與攝氏溫度，下列說法正確的是( ) A．－33.15 ℃＝240 K B．溫度變化1 ℃，也就是溫度變化1 K C．攝氏溫度和熱力學溫度的零度是相同的 D．溫度由t ℃升到2t ℃時，對應的熱力學溫度由T K升至2T K,AB,三、內(nèi)能 1．分子動能 (1)意義：分子動能是_____________所具有的動能； (2)分子平均動能 所有分子動能的平均值．_________是分子平均動能的標志． 2．分子勢能 由分子間____________決定的能，在宏觀上分子勢能與物體____________有關(guān)，在微觀上與分子間的___________有關(guān)．,分子熱運動,溫度,相對位置,體積,距離,3．物體的內(nèi)能 (1)內(nèi)能：物體中所有分子的______________與____________的總和． (2)決定因素：___________、__________和物質(zhì)的量．,熱運動動能,分子勢能,溫度,體積,3.(2014高考北京卷)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(nèi)能一定增大 D．物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變,B,考點一 微觀量的估算,考點二 布朗運動與分子熱運動,考點三 分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系,考點四 物體的內(nèi)能,考點五 實驗：用油膜法估測分子的大小,考點一 微觀量的估算 1．微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0. 2．宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vm、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ.,空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會感覺干燥．某空調(diào)工作一段時間后，排出液化水的體積V＝1.0103 cm3.已知水的密度ρ＝1.0103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.810－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.01023 mol－1.試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字) (1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N； (2)一個水分子的直徑d.,[答案] (1)31025個 (2)410－10 m,AD,考點二 布朗運動與分子熱運動,是固體小顆粒的運動,是比分子大得多的分子團的運動，較大的顆粒不做布朗運動，但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運動,是指分子的運動，分子無論大小都做熱運動，熱運動不能通過光學顯微鏡直接觀察到,都是永不停息的無規(guī)則運動，都隨溫度的升高而變得更加劇烈，都是肉眼所不能看見的,布朗運動是由于小顆粒受到周圍分子做熱運動的撞擊力而引起的，它是分子做無規(guī)則運動的反映,固體小顆粒,分子,特別提醒：(1)擴散現(xiàn)象直接反映了分子的無規(guī)則運動，并且可以發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間． (2)布朗運動不是分子的運動,是液體分子無規(guī)則運動的反映．,(2015福建福州模擬)如圖所示，是關(guān)于布朗運動的實驗，下列說法正確的是( ) A．圖中記錄的是分子無規(guī)則運動的情況 B．圖中記錄的是微粒做布朗運動的軌跡 C．實驗中可以看到，微粒越大，布朗運動越明顯 D．實驗中可以看到，溫度越高，布朗運動越劇烈,D,[解析] 圖中記錄的是每隔若干時間(如30s)微粒位置的連線，不是微粒的運動軌跡，也不是分子無規(guī)則運動的情況，A、B錯誤．這段時間內(nèi)微粒的運動情況不得而知，雖然圖示所反映的不是微粒的軌跡，但卻可看出其運動的無規(guī)則性，做布朗運動的微粒都很小，一般為10－6 m左右，微粒做布朗運動的根本原因是：各個方向的液體分子對它的碰撞不平衡，因此，只有微粒越小、溫度越高時液體分子對它的碰撞越不平衡，布朗運動才越劇烈，C錯D對．,2.下列有關(guān)擴散現(xiàn)象與布朗運動的敘述中，正確的是( ) A．擴散現(xiàn)象與布朗運動都能說明分子在做永不停息的無規(guī)則運動 B．擴散現(xiàn)象與布朗運動沒有本質(zhì)的區(qū)別 C．擴散現(xiàn)象突出說明了物質(zhì)的遷移規(guī)律，布朗運動突出說明了分子運動的無規(guī)則性規(guī)律 D．擴散現(xiàn)象和布朗運動都與溫度有關(guān),ACD,解析：擴散現(xiàn)象與布朗運動都能說明分子做永不停息的無規(guī)則運動，故A對．擴散是物質(zhì)分子的遷移，布朗運動是宏觀顆粒的運動，是兩種完全不同的運動，故B錯．兩個實驗現(xiàn)象說明了分子運動的兩個不同規(guī)律，則C正確．兩種運動隨溫度的升高而加劇，所以都與溫度有關(guān)，D對．,考點三 分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系 分子力F、分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示(取無窮遠處分子勢能Ep＝0) 1．當rr0時，分子力為引力，當r增大時，分子力做負功，分子勢能增加． 2．當rr0時，分子力為斥力，當r減小時，分子力做負功，分子勢能增加． 3．當r＝r0時，分子勢能最?。?兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標為r0.相距很遠的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近．若兩分子相距無窮遠時分子勢能為零，下列說法正確的是( ) A．在r＞r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小 B．在r＜r0階段，F(xiàn)做負功，分子動能減小，勢能也減小 C．在r＝r0時，分子勢能最小，動能最大 D．在r＝r0時，分子勢能為零,AC,[解析] 由Ep－r圖可知： 在r＞r0階段，當r減小時F做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故選項A正確． 在r＜r0階段，當r減小時F做負功，分子勢能增加，分子動能減小，故選項B錯誤． 在r＝r0時，分子勢能最小，動能最大，故選項C正確． 在r＝r0時，分子勢能最小，但不為零，故選項D錯誤．,[方法總結(jié)] 判斷分子勢能變化的兩種方法 (1)根據(jù)分子力做功判斷．分子力做正功，分子勢能減小；分子力做負功，分子勢能增加． (2)利用分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖線判斷．但要注意此圖線和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線形狀雖然相似但意義不同，不要混淆．,3.(2013高考福建卷)下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線 是( ) 解析：當r＝r0時，分子間作用力f＝0，分子勢能Ep最小，排除A、C、D，選B.,B,考點四 物體的內(nèi)能 1．物體的內(nèi)能與機械能的比較,物體中所有分子熱運動動能與分子勢能的總和,物體的動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱,與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān),跟宏觀運動狀態(tài)、參考系和零勢能點的選取有關(guān),任何物體都有內(nèi)能,可以為零,無法測量,可測量,微觀分子的運動和相互作用的結(jié)果,宏觀物體的運動和相互作用的結(jié)果,熱運動,機械運動,在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，能的總量守恒,2.內(nèi)能和熱量的比較,是狀態(tài)量，狀態(tài)確定系統(tǒng)的內(nèi)能隨之確定．一個物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能,是過程量，它表示由于熱傳遞而引起的內(nèi)能變化過程中轉(zhuǎn)移的能量,在只有熱傳遞改變物體內(nèi)能的情況下，物體內(nèi)能的改變量在數(shù)值上等于物體吸收或放出的熱量.,(2015濟寧模擬)下列說法正確的是( ) A．內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運動的平均動能可能相同 B．物體的機械能增大時，其內(nèi)能一定增大 C．當物體膨脹時，物體分子之間的勢能減小 D．一定質(zhì)量100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣，其分子之間的勢能增加 [解析] 物體的內(nèi)能大小是由溫度、體積、分子數(shù)共同決定的，內(nèi)能不同，兩物體的溫度可能相同，即分子平均動能可能相同，故A對；機械能增大，若物體的溫度、體積不變，內(nèi)能則不變，故B錯；當分子平均距離r≥r0，物體膨脹時分子勢能增大，故C錯D對．,AD,[總結(jié)提升] 分析物體的內(nèi)能問題應當明確以下幾點 (1)內(nèi)能是對物體的大量分子而言的，不存在某個分子內(nèi)能的說法． (2)決定內(nèi)能大小的因素為溫度、體積、分子數(shù)，還與物態(tài)有關(guān)系． (3)通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能． (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．,4.(2015惠州模擬)下列說法中正確的是( ) A．物體自由下落時速度增大，所以物體內(nèi)能也增大 B．物體的機械能為零時內(nèi)能也為零 C．物體的體積減小溫度不變時，物體內(nèi)能一定減小 D．氣體體積增大時氣體分子勢能一定增大,D,解析：物體的機械能和內(nèi)能是兩個完全不同的概念．物體的動能由物體的宏觀速率決定，而物體內(nèi)分子的動能由分子熱運動的速率決定．分子動能不可能為零(溫度不可能達到絕對零度)，而物體的動能可能為零，所以A、B不正確．物體體積減小時，分子間距離減小，但分子勢能不一定減小，所以C也不正確．由于氣體分子間距離一定大于r0，體積增大時分子間距離增大,分子力做負功，分子勢能增大，所以D正確．,考點五 實驗：用油膜法估測分子的大小,(4)用滴管(或注射器)向水面中央滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜． (5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上． (6)將玻璃板取出放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積S.,在“用油膜法估測分子的大小”的實 驗中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104 mL 溶液中有純油酸6 mL，用注射器測得1 mL上 述溶液為75滴．把1滴該溶液滴入盛水的淺盤 里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用彩筆 在玻璃板上描出油膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標中正方形方格的邊長為1 cm.則 (1)油酸薄膜的面積是__________cm2. (2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是 _____________mL.(取一位有效數(shù)字) (3)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子直徑約為 _____________m．(取一位有效數(shù)字),1153,810－6,710－10,5.用油膜法估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,AB,物理思想——用統(tǒng)計規(guī)律理解溫度的概念 關(guān)于溫度的概念，下列說法中正確的是 ( ) A．溫度是分子平均動能的標志，物體溫度高，則物體的分子平均動能大 B．物體溫度高，則物體每一個分子的動能都大 C．某物體內(nèi)能增大時，其溫度一定升高 D．甲物體溫度比乙物體溫度高，則甲物體的分子平均速率比乙物體的大,A,[解析] 物質(zhì)分子由于不停地運動而具有的能叫分子動能．分子的運動是雜亂的，同一物體內(nèi)各個分子的速度大小和方向是不同的．從大量分子的總體來看，速率很大和速率很小的分子數(shù)比較少，具有中等速率的分子數(shù)比較多．在研究熱現(xiàn)象時，有意義的不是一個分子的動能，而是大量分子的平均動能．從分子動理論觀點來看，溫度是物體分子熱運動平均動能的標志，溫度越高，分子的平均動能就越大；反之亦然．注意同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動能都相同，但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不盡相同，所以分子運動的平均速率不盡相同．,[總結(jié)提升] 對微觀世界的理解離不開統(tǒng)計的觀點．單個分子的運動是不規(guī)則的，但大量分子的運動是有規(guī)律的，如對大量氣體分子來說，朝各個方向運動的分子數(shù)目相等，且分子的速率按照一定的規(guī)律分布．宏觀物理量與微觀物理量的統(tǒng)計平均值是相聯(lián)系的，如溫度是分子熱運動平均動能的標志．但要注意：統(tǒng)計規(guī)律的適用對象是大量的微觀粒子，若對“單個分子”談溫度是毫無意義的．,