搜索
第一讲分子动理论内能物体是由大量分子组成的重难点：微观量的估算分子很小：①直径数量级为10－10m。②质量数量级为10－26～10－27kg。1．两种分子模型(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形，如图所示，分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以d＝36Vπ(球体模型)或d＝3V(立方体模型)。(2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间。如图所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体，所以d＝3V。2．宏观量与微观量的转换桥梁宏观量：摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、密度ρ微观量：分子直径d、分子质量m、分子的体积V0阿伏伽德罗常数为6.02×1023mol－1(1)一个分子的质量：m＝MmolNA。(2)估算固体、液体一个分子所占的体积或气体分子平均占有的空间：V0＝VmolNA(3)1mol物质的体积：Vmol＝Mmolρ。(4)质量为M的物体中所含的分子数：n＝MMmolNA。(5)体积为V的物体中所含的分子数：n＝ρVMmolNA。已知铜的摩尔质量为M(kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m3)，阿伏加德罗常数为NA(mol－1)．下列判断错误的是()A．1kg铜所含的原子数为NAMB．1m3铜所含的原子数为MNAρC．1个铜原子的质量为MNA(kg)D．1个铜原子的体积为MρNA(m3)B(多选)若以V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，M表示水的摩尔质量，M0表示一个水分子的质量，V0表示一个水分子的体积，NA表示阿伏加德罗常数，则下列关系式中正确的是()A．V＝MρB．V0＝VNAC．M0＝MNAD．ρ＝MNAV0AC【典型例题】已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g。由此可估算得，地球大气层空气分子总数为________，空气分子之间的平均距离为________。【解析】可认为地球大气对地球表面的压力是由其重力引起的，即mg＝p0S＝p0×4πR2，故大气层的空气总质量m＝4πp0R2g，空气分子总数N＝mMNA＝4πp0NAR2Mg。由于h≪R，则大气层的总体积V＝4πR2h，每个分子所占空间设为一个棱长为a的正方体，则有Na3＝V，可得分子间的平均距离a＝3Mghp0NA。【答案】4πp0NAR2Mg3Mghp0NA分子的热运动(1)扩散现象：(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地无规则运动。其特点是：①永不停息、无规则运动。②颗粒越小，运动越明显。③温度越高，运动越激烈。提示：①运动轨迹不确定，只能用不同时刻的位置连线确定微粒做无规则运动。②不能直接观察分子的无规则运动，而是用悬浮的固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无规则运动。(3)热运动：分子永不停息地无规则运动。这种运动跟温度有关。（多选)下列关于布朗运动的说法，正确的是A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D．布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的BD分子力、分子势能与分子间距的关系名称项目分子间的相互作用力F分子势能Ep与分子间距的关系图象随分子间距的变化情况r＜r0F引和F斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，F引＜F斥，F表现为斥力r增大，斥力做正功，分子势能减少。r减小，斥力做负功，分子势能增加r＞r0F引和F斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，F引＞F斥，F表现为引力r增大，引力做负功，分子势能增加。r减小，引力做正功，分子势能减少r＝r0F引＝F斥，F＝0分子势能最小r＞10r0(10－9m)F引和F斥都已十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力通常规定分子势能为零(1)利用分子力做功判断分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。分子势能在平衡位置有最小值(2)利用分子势能Ep与分子间距离r的关系图线判断如图所示，仅受分子力作用，分子动能和势能之和不变，根据Ep变化可判知Ek变化。而Ep变化根据图线判断。但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似，但意义不同，不要混淆。.判断分子势能变化的两种方法ACE(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是()A．在rr0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在rr0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．在r＝r0时，分子势能为零E．分子动能和势能之和在整个过程中不变ACE如图所示，图线甲和图线乙为两分子之间的引力以及斥力随两分子之间距离的变化规律图线，且两图线有一交点，假设分子间的平衡距离为r0。则下列说法正确的是________。A．图线甲为分子引力随分子间距离变化的图线B．图线乙为分子引力随分子间距离变化的图线C．两图线的交点对应的横坐标为D．如果两分子之间的距离增大，则分子间的斥力比引力减小得慢E.如果两分子之间的距离小于交点的横坐标时，分子力为斥力大一轮P198页2BCE1．温度：一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。2．两种温标：摄氏温标和热力学温标。T＝t＋273.15K。3．分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志。(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。内能：分子的动能分子的势能温度是分子平均动能的标志分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能。(2)分子势能的决定因素：微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上——决定于体积和状态。物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，是状态量。(2)与物体的温度、体积、物态和分子数有关(3)改变内能的方式：做功和热传递3.物体的内能与机械能的比较名称比较内能机械能定义物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和物体的动能、重力势能和弹性势能的统称决定因素与物体的温度、体积、物态和分子数有关跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关量值任何物体都有内能可以为零测量无法测量可测量本质微观分子的运动和相互作用的结果宏观物体的运动和相互作用的结果运动形式热运动机械运动联系在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒在只有热传递改变物体内能的情况下，物体内能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的热量下列关于温度及内能的说法中正确的是()A．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的D．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化D(多选)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是()A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．外界对物体做功，物体内能一定增加C．温度越高，布朗运动越显著D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大ACE(多选)以下说法中正确的是()A．物体运动的速度越大，其内能越大B．分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动[来源:学*科*C．微粒的布朗运动的无规则性，反映了液体内分子运动的无规则性D．若外界对物体做正功，同时物体从外界吸收热量，则物体的内能必增加E．温度低的物体，其内能必小BCD实验：用油膜法估测分子的大小1．实验原理：利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜(如图所示)，将油酸分子看做球形，测出一定体积油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积，用d＝V/S计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积。这个厚度就近似等于油酸分子的直径。在实验前配置一定浓度的油酸酒精溶液：向1mL的油酸中加酒精，配置成500mL的油酸酒精溶液2．实验步骤(1)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1mL，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0＝1nmL。(2)往边长约为30cm～40cm的浅盘中倒入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上。(3)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴油酸酒精溶液，油酸就在水平面上慢慢散开，形成单分子油膜。(4)待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。(5)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积。求面积时，以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，等于或多于半个的算一个。(6)据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，据一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V和薄膜的面积S，求出油酸薄膜的厚度d＝VS，即为油酸分子的直径。比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为10－10，若不是10－10须重做实验。【典型例题】在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，用amL的纯油酸配制成bmL的油酸酒精溶液，再用滴管取1mL油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为Scm2。由此估算出油酸分子的直径大小是________cm。【解析】油酸酒精溶液的浓度为ab，一滴油酸酒精溶液的体积为1nmL，一滴油酸酒精溶液含纯油酸abnmL，则油酸分子的直径大小为d＝abSncm。【答案】abSn