分子動理論內(nèi)能熱力學(xué)定律

分子動理論內(nèi)能熱力學(xué)定律第1頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù)

阿伏加德羅常數(shù)

(考綱要求Ⅰ)1．物體是由大量分子組成的 (1)分子很小：

①直徑數(shù)量級為______m.

②質(zhì)量數(shù)量級為_____________kg. (2)分子數(shù)目特別大：

阿伏加德羅常數(shù)NA＝__________mol－1.10－1010－26～10－276.02×1023第2頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三2．分子的熱運動 (1)布朗運動：

①永不停息、_______運動．

②顆粒越小，運動越_____．

③溫度越高，運動越_____．

④運動軌跡不確定，只能用不同時刻的位置連線確定______做無規(guī)則運動．

⑤不能直接觀察分子的無規(guī)則運動，而是用懸浮的____________的無規(guī)則運動來反映液體分子的無規(guī)則運動． (2)熱運動：物體分子永不停息地_______運動，這種運動跟溫度_____(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)．無規(guī)則明顯激烈微粒固體小顆粒無規(guī)則有關(guān)第3頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三3．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． (2)分子力的特點：

①r＝r0時(r0的數(shù)量級為10－10m)，F(xiàn)引＝F斥，分子力F＝0；

②r<r0時，F(xiàn)引<F斥，分子力F表現(xiàn)為_____；

③r>r0時，F(xiàn)引>F斥，分子力F表現(xiàn)為_____；

④r>10r0時，F(xiàn)引、F斥迅速減為零，分子力F＝__．減小增大斥力引力0斥力第4頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三(3)分子力隨分子間距離的變化圖象如圖1－1所示．圖1－1第5頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三

判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”．(1)布朗運動就是液體分子的運動． (

)(2)布朗運動是固體小顆粒中固體分子的運動． (

)(3)分子間同時存在引力與斥力，分子力是二者合力的表現(xiàn)． (

)答案

(1)×

(2)×

(3)√第6頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三溫度是分子平均動能的標志、內(nèi)能

(考綱要求Ⅰ)1．溫度

一切達到_______的系統(tǒng)都具有相同的溫度．2．兩種溫標

攝氏溫標和熱力學(xué)溫標．

關(guān)系：T＝_________K.3．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，_____是分子熱運動的平均動能的標志；熱平衡t＋273.15分子熱運動溫度第7頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三 (3)分子熱運動的總動能是物體內(nèi)所有分子熱運動動能的_____．4．分子的勢能 (1)意義：由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的_________決定的能． (2)分子勢能的決定因素：

微觀上——決定于___________和分子排列情況；

宏觀上——決定于_____和狀態(tài)．總和相對位置分子間距離體積第8頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三5．物體的內(nèi)能 (1)等于物體中所有分子的熱運動_____與分子_____的總和，是狀態(tài)量． (2)對于給定的物體，其內(nèi)能大小由物體的_____和_____決定． (3)物體的內(nèi)能與物體的位置高低、運動速度大小_____(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)．動能勢能溫度體積無關(guān)第9頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三

判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”．(1)溫度是分子平均動能的標志． (

)(2)溫度、分子動能、分子勢能或內(nèi)能只對大量分子才有意義． (

)(3)任何物體都有內(nèi)能． (

)(4)體積增大分子勢能一定增大． (

)(5)當分子力表現(xiàn)為引力時，分子勢能隨分子間距離的增大而增大． (

)(6)內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動能一定相同．(

)答案

(1)√

(2)√

(3)√

(4)×

(5)√

(6)×第10頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三

熱力學(xué)第一定律

(考綱要求Ⅰ)1.改變物體內(nèi)能的兩種方式 (1)_____；(2)熱傳遞．2．熱力學(xué)第一定律

(1)內(nèi)容：一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的_____與外界對它所做的功的和． (2)表達式：ΔU＝______．

(3)ΔU＝______中正、負號法則：做功熱量Q＋WQ＋W第11頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三物理量意義符號WQΔU＋外界對物體做功物體_____熱量內(nèi)能_____－物體對外界做功物體_____熱量內(nèi)能_____吸收放出增加減少第12頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三能量守恒定律(考綱要求

Ⅰ)1.內(nèi)容

能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式_____為另一種形式，或者是從一個物體_____到別的物體，在_____或_____的過程中其_____保持不變2．條件性

能量守恒定律是自然界的_________，某一種形式的能是否守恒是有條件的．3．第一類永動機是不可能制成的，它違背了_____________．轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移總量普遍規(guī)律能量守恒定律轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移第13頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三1．以下關(guān)于分子動理論的說法中不正確的是 (

)． A．物質(zhì)是由大量分子組成的 B．－2℃時水已經(jīng)結(jié)為冰，部分水分子已經(jīng)停止了熱運動 C．分子勢能隨分子間距離的增大，可能先減小后增大 D．分子間的引力與斥力都隨分子間距離的增大而減小

解析物質(zhì)是由大量分子組成的，A正確；分子是永不停息地做無規(guī)則運動的，B錯誤；在分子間距離增大時，如果先是分子斥力做正功，后是分子引力做負功，則分子勢能是先減小后增大的，C正確；分子間的引力與斥力都隨分子間距離的增大而減小，但斥力變化得快，D正確．

答案

B基礎(chǔ)自測第14頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三2．關(guān)于對內(nèi)能的理解，下列說法正確的是 (

)． A．系統(tǒng)的內(nèi)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(nèi)能，但是單純地對系統(tǒng)傳熱不

能改變系統(tǒng)的內(nèi)能

C．不計分子之間的分子勢能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣

和氧氣具有相同的內(nèi)能

D．1g100℃水的內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣的內(nèi)能第15頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三解析系統(tǒng)的內(nèi)能是一個只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，所以是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，A正確；做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，B錯誤；質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣的平均動能相同，但它們的物質(zhì)的量不同，內(nèi)能不同，C錯誤；在1g100℃的水變成100℃水蒸氣的過程中，分子間距增大，要克服分子間的引力做功，分子勢能增大，所以1g100℃水的內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣的內(nèi)能，D正確．答案

AD第16頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三3．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．布朗運動是指懸浮在液體中的固體分子的無規(guī)則運動 C．布朗運動說明了液體分子與懸浮顆粒之間存在著相

互作用力

D．觀察布朗運動會看到，懸浮的顆粒越小，溫度越

高，布朗運動越劇烈第17頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三解析布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運動，小顆粒由許多分子組成，所以布朗運動不是分子的無規(guī)則運動，也不是指懸浮顆粒內(nèi)固體分子的無規(guī)則運動，故A、B選項錯誤．布朗運動雖然是由液體分子與懸浮顆粒間相互作用引起的，但其重要意義是反映了液體分子的無規(guī)則運動，而不是反映分子間的相互作用，故C選項錯誤．觀察布朗運動會看到固體顆粒越小，溫度越高，布朗運動越劇烈．故D選項正確．答案

D第18頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三4．有甲、乙兩個分子，甲分子固定不動，乙分子由無窮遠處逐漸向甲靠近，直到不再靠近為止，在整個過程中，分子勢能的變化情況是 (

)． A．不斷增大 B．不斷減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大

解析分子力做功與分子勢能變化的關(guān)系和彈簧相似，即分子力做正功分子勢能減小，分子力做負功分子勢能增大．當乙分子由無窮遠處向r0移動時，分子力做正功，分子勢能減??；當乙分子由r0向甲分子繼續(xù)靠近時，要克服分子斥力做功，分子勢能增大．所以移動的整個過程，分子勢能是先減小后增大，當分子間的距離為r0時，分子勢能最?。绢}正確選項為D.

答案

D第19頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三5．一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功7.0×104J，氣體內(nèi)能減少1.3×105J，則此過程(

)． A．氣體從外界吸收熱量2.0×105J B．氣體向外界放出熱量2.0×105J C．氣體從外界吸收熱量6.0×104J D．氣體向外界放出熱量6.0×104J

解析根據(jù)熱力學(xué)第一定律，W＋Q＝ΔU，所以Q＝ΔU－W＝－1.3×105J－7.0×104J＝－2.0×105J，即氣體向外界放出熱量2.0×105J.

答案

B第20頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三6．設(shè)某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為μ，原子間的平均距離為d，已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該物質(zhì)的密度ρ可表示為(

)．答案

AB第21頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三1．分子動能、分子勢能和物體的內(nèi)能熱點一分子動理論內(nèi)能對應(yīng)“高考題組”見PPT課件，供參考分子動能分子勢能內(nèi)能定義分子無規(guī)則運動的動能(即熱運動)分子間有作用力，由分子間相對位置決定的勢能物體中所有分子的熱運動的動能和分子勢能的總和第22頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三影響因素微觀分子運動的快慢分子相對位置，分子力分子動能與分子勢能之和宏觀溫度體積溫度、體積、物質(zhì)的量改變方式升高或降低溫度增大或減小體積做功和熱傳遞(二者本質(zhì)不一樣)第23頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三2.巧用圖象理解分子力與分子勢能 (1)分子間同時存在引力和斥力，斥力隨分子間距離變化比引力快，分子力隨分子間距離變化的關(guān)系如圖1－2甲所示，當分子間距離的數(shù)量級大于10－9m時，分子間的作用力可忽略不計．圖1－2第24頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三 (2)分子勢能與分子間距離的關(guān)系如圖1－2乙所示，當分子間距離r＝r0時，分子力為0，分子勢能最?。?．改變內(nèi)能的方式第25頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三【典例1】(2013·課標Ⅰ，33(1))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第26頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三解析分子力F與分子間距r的關(guān)系是：當r<r0時F為斥力；當r＝r0時F＝0；當r>r0時F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(zhuǎn)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第27頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三(1)判斷分子勢能變化的兩種方法方法一：根據(jù)分子力做功判斷：分子力做正功，分子勢能減??；分子力做負功，分子勢能增加．方法二：利用分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖線判斷．如圖1－3所示．圖1－3第28頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三(2)分析物體的內(nèi)能問題應(yīng)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．第29頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三【跟蹤短訓(xùn)】1．對于一定質(zhì)量的N2在不同物態(tài)下的內(nèi)能，氣態(tài)的N2可視為理想的氣體，下列說法中正確的是 (

)． A．固態(tài)的N2熔化為同溫度的液態(tài)N2時內(nèi)能增大 B．固態(tài)的N2熔化為同溫度的液態(tài)N2時，由于分子力做

負功將分子動能轉(zhuǎn)化為分子勢能，即其內(nèi)能保持不變 C．液態(tài)N2汽化為同溫度的氣體時內(nèi)能增大 D．氣態(tài)的N2溫度升高時內(nèi)能因所有分子動能增大而增大第30頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三解析固態(tài)的N2熔化為同溫度的液態(tài)N2時因需要吸收熱量其內(nèi)能增大，A正確，B錯誤；液態(tài)N2汽化為同溫度的氣體時，因為分子的平均動能只與物體的溫度有關(guān)，所以N2的分子平均動能不變，而分子勢能增大，即內(nèi)能增大，C正確；氣態(tài)的N2溫度升高時，分子的平均動能增大，但并不是所有分子的動能都增大，D錯誤．答案

AC第31頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三2．[2013·福建理綜，29(1)]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 (

)．第32頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三解析分子間作用力f的特點是：r<r0時f為斥力，r＝r0時f＝0，r>r0時f為引力；分子勢能Ep的特點是r＝r0時Ep最小，因此只有B項正確．答案

B第33頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三1．熱學(xué)問題中三個重要的名詞 (1)宏觀量：物質(zhì)的體積V、摩爾體積Vmol、物質(zhì)的質(zhì)量M、摩爾質(zhì)量Mmol、物質(zhì)的密度ρ. (2)微觀量：分子的體積V0、分子的直徑d、分子的質(zhì)量m. (3)阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1，是聯(lián)系宏觀世界和微觀世界的橋梁．2．兩種模型熱點二微觀量的估算第34頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三第35頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三【典例2】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＝1.0×103cm3.已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－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.第36頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三答案

(1)3×1025個(2)4×10－10m第37頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁第38頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三【跟蹤短訓(xùn)】3．一滴油酸酒精溶液含質(zhì)量為m的純油酸，滴在液面上擴散后形成的最大面積為S.已知純油酸的摩爾質(zhì)量為M、密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列表達式中正確的有 (

)．第39頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三答案

BC第40頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三4．已知銅的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol)，銅的密度為ρ(kg/m3)，阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol－1)．下列判斷錯誤的是(

)．第41頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三答案

B第42頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三對熱力學(xué)第一定律的理解(1)熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過程是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系，即ΔU＝Q＋W.(2)幾種特殊情況①若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量．②若過程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量．③若過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q.外界對物體做的功等于物體放出的熱量．熱點三熱力學(xué)定律的理解與應(yīng)用第43頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三【典例3】如圖1－4所示，水平放置的密封氣缸內(nèi)的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分，隔板可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動，右側(cè)氣體內(nèi)有一電熱絲．氣缸壁和隔板均絕熱．初始時隔板靜止，左右兩邊氣體溫度相等．現(xiàn)給電熱絲提供一微弱電流，通電一段時間后切斷電源．當缸內(nèi)氣體再次達到平衡時，與初始狀態(tài)相比 (

)．圖1－4 A．右邊氣體溫度升高，左邊氣體溫度不變 B．左右兩邊氣體溫度都升高第44頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三C．左邊氣體壓強增大D．右邊氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲放出的熱量答案

BC第45頁，共51頁，2023年，2月20日，星期三應(yīng)用熱力學(xué)第一定律應(yīng)注意熱力學(xué)第一定律反映功、熱量與內(nèi)能改變量之間的定量關(guān)系：ΔU＝W＋Q，使用時注意