分子動理論內(nèi)能

分子動理論內(nèi)能第1頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月2.分子永不停息地做無規(guī)則熱運動

(1)擴散現(xiàn)象:相互接觸的物體的分子或原子彼此進入對方的現(xiàn)象.溫度越___,擴散越快.(2)布朗運動：在顯微鏡下看到的懸浮在液體中的

________的永不停息地無規(guī)則運動.布朗運動反映了____的無規(guī)則運動.顆粒越___,運動越明顯;溫度越___;運動越劇烈.3.分子間存在著相互作用力

(1)分子間同時存在____和____,實際表現(xiàn)的分子力是它們的____.(2)引力和斥力都隨著距離的增大而_____，但斥力比引力變化得___.高固體顆粒分子小高引力斥力合力減小快第2頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月二、物體的內(nèi)能1.分子的平均動能:物體內(nèi)所有分子動能的平均值叫分子的平均動能._____是分子平均動能的標志,溫度越高,分子做熱運動的平均動能越___.2.分子勢能：由分子間的相互作用和相對位置決定的勢能叫分子勢能.分子勢能的大小與物體的_____有關.3.物體的內(nèi)能：物體中所有分子的熱運動動能和分子勢能的總和叫物體的內(nèi)能.物體的內(nèi)能跟物體的

_____和_____都有關系.溫度大體積溫度體積第3頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月三、溫度和溫標

1.溫度溫度在宏觀上表示物體的_____程度;在微觀上表示分子的_________.2.兩種溫標

(1)比較攝氏溫標和熱力學溫標:兩種溫標溫度的零點不同,同一溫度兩種溫標表示的數(shù)值_____,但它們表示的溫度間隔是相同的,即每一度的大小_____,

Δt=ΔT.(2)關系:T=________K.冷熱平均動能不同相同t+273.15第4頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月特別提醒1.熱力學溫度的零值是低溫極限,永遠達不到,即熱力學溫度無負值.2.溫度是大量分子熱運動的集體行為,對個別分子來說溫度沒有意義.第5頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月熱點一微觀量估算的基本方法

1.微觀量:分子體積V0、分子直徑d、分子質量m0.2.宏觀量:物體的體積

V、摩爾體積Vm、物體的質量m、摩爾質量M、物體的密度ρ.3.關系

(1)分子的質量:(2)分子的體積:(3)物體所含的分子數(shù):熱點聚焦第6頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月4.兩種模型

(1)球體模型直徑

(2)立方體模型邊長為

特別提示

1.固體和液體分子都可看成是緊密堆集在一起的.

分子的體積,僅適用于固體和液體,對氣體不適用.2.對于氣體分子,的值并非氣體分子的大小,而是兩個相鄰的氣體分子之間的平均距離.

第7頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月熱點二布朗運動的理解1.研究對象:懸浮在液體、氣體中的小顆粒.2.特點:①永不停息;②無規(guī)則;③顆粒越小，現(xiàn)象越明顯;④溫度越高,運動越激烈;⑤肉眼看不到.3.成因:布朗運動是由于液體分子無規(guī)則運動對小顆粒撞擊力的不平衡引起的,是分子無規(guī)則運動的反映.

特別提示

1.布朗運動不是固體分子的運動,也不是液體分子的運動,而是小顆粒的運動,是液體分子無規(guī)則運動的反映.2.布朗運動中的顆粒很小,肉眼看不見,需用顯微鏡才能觀察到.第8頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月熱點三分子力與分子勢能1.分子間的相互作用力與分子間距離的關系分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小,

隨分子間距離的減小而增大.但總是斥力變化得較快,如圖1所示.

圖1第9頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)當r=r0時,F引=F斥,F=0.(2)當r＜r0時,F引和F斥都隨距離的減小而增大,但F引＜F斥,F表現(xiàn)為斥力.(3)當r＞r0時,F引和F斥都隨距離的增大而減小,但F引＞F斥,F表現(xiàn)為引力.(4)當r＞10r0(10-9

m)時,F引和F斥都已經(jīng)十分微弱,可以認為分子間沒有相互作用力(F=0).2.分子勢能與分子間距離的關系分子勢能隨著物體體積的變化而變化,與分子間距離的關系為:第10頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)當r＞r0時,分子力表現(xiàn)為引力,隨著r的增大,分子引力做負功,分子勢能增大.(2)當r＜r0時,分子力表現(xiàn)為斥力,隨著r的減小,分子斥力做負功,分子勢能增大.(3)當r=r0時,分子勢能最小,但不一定為零,可為負值,因為可選兩分子相距無窮遠時分子勢能為零.(4)分子勢能曲線如圖2所示.

圖2第11頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月3.物體的內(nèi)能和機械能的比較內(nèi)能機械能定義物體內(nèi)所有分子熱運動動能與分子勢能之和物體的動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱決定由物體內(nèi)部狀態(tài)決定跟宏觀運動狀態(tài)、參考系和零勢能點的選取有關量值任何物體都有內(nèi)能可以為零測量無法測量可以測量本質微觀分子的運動和相互作用的結果宏觀物體的運動和相互作用的結果名稱比較第12頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月特別提示1.物體的體積越大,分子勢能不一定就越大,如0℃的水結成0℃的冰后體積變大,但分子勢能卻減小了.2.理想氣體分子間相互作用力為零,故分子勢能忽略不計,一定質量的理想氣體內(nèi)能只與溫度有關.3.機械能和內(nèi)能都是對宏觀物體而言的,不存在某個分子的內(nèi)能、機械能的說法.第13頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月題型1微觀量的估算【例1】用放大600倍的顯微鏡觀察布朗運動,估計放大后的小顆粒(碳)體積為0.1×10-9m3,碳的密度為2.25×103

kg/m3,摩爾質量是1.2×10-2

kg/mol,

阿伏加德羅常數(shù)為6.02×1023

mol-1,則

(1)該小碳粒含分子數(shù)約為多少個?(取一位有效數(shù)字)(2)假設小碳粒中的分子是緊挨在一起的,試估算碳分子的直徑.題型探究第14頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月思路點撥

求解此題應把握以下三點:(1)固體分子可忽略分子間的間隙.(2)固體分子可建立球體模型.(3)用阿伏加德羅常數(shù)建立宏觀量與微觀量的聯(lián)系.解析

(1)設小顆粒邊長為a,放大600倍后,則其體積為V=(600a)3=0.1×10-9

m3.實際體積為質量為m=ρV′=1.0×10-15

kg含分子數(shù)為第15頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)將碳分子看成球體模型,則有答案

(1)5×1010個(2)2.6×10-10

m第16頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月微觀量的估算問題的關鍵是:(1)牢牢抓住阿伏加德羅常數(shù),它是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁.(2)估算分子質量時,不論是液體、固體、氣體,均可用(3)估算分子大小和分子間距時，對固體、液體與氣體,應建立不同的微觀結構模型.方法提煉第17頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月變式練習11mol銅的質量為63.5g,銅的密度是

8.9×103

kg/m3,試計算:(1)一個銅原子的體積.(2)假若銅原子為球形,求銅原子的直徑.(3)銅原子的質量.

解析

(1)1mol銅的體積即摩爾體積而1mol的任何物質中含有NA個粒子，因此每個原子的體積第18頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)因為假設銅原子為球形,其直徑為d

(3)一個銅原子的質量答案

(1)1.2×10-29

m3(2)2.8×10-10

m(3)1.05×10-25

kg

第19頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月題型2內(nèi)能的考查

【例2】一個鐵球和冰球的溫度相同,且其質量相等,則()

A.它們的分子平均動能一定相等

B.它們的分子運動的平均速率一定相等

C.冰球的體積大,水分子的勢能大

D.它們的內(nèi)能一定相同第20頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月思維導圖解析

因為溫度相同,平均動能相同,據(jù)知，水分子的平均速率較大，分子勢能與分子間距有關,分子間距等于r0時,分子勢能最小,偏離r0越多,分子勢能越大,所以體積大,分子勢能不一定大,物體的第21頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)能E內(nèi)=n(Ek+Ep),分子數(shù)不同,Ep哪個大無法弄清楚.答案

A

解有關“內(nèi)能”的題目,應把握以下幾點:(1)溫度是分子平均動能的標志,而不是分子平均速率的標志,它與單個分子的動能及物體的動能無任何關系.(2)內(nèi)能是一種與分子熱運動及分子間相互作用相關的能量形式,與物體宏觀有序的運動狀態(tài)無關,它取決于物質的量、溫度、體積及物態(tài).規(guī)律總結第22頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月變式練習21g100℃的水和1g100℃的水蒸氣相比較,下述說法是否正確?(1)分子的平均動能和分子的總動能都相同.(2)它們的內(nèi)能相同.

解析

溫度相同則它們的分子平均動能相同;又因為1g水和1g水蒸氣的分子數(shù)相同,因而它們的分子總動能相同,所以(1)說法正確;當100℃的水變成100℃的水蒸氣時,該過程吸收熱量,內(nèi)能增加,

所以1g100℃的水的內(nèi)能小于1g100℃的水蒸氣的內(nèi)能,故(2)的說法錯誤.

答案

(1)正確(2)錯誤第23頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月題型3對于布朗運動實質的理解【例3】關于布朗運動的下列說法中正確的是()A.布朗運動就是分子的無規(guī)則運動B.布朗運動是組成固體顆粒的分子無規(guī)則運動的反映C.布朗運動是液體或氣體分子無規(guī)則運動的反映D.觀察時間越長,布朗運動就越顯著E.陽光從縫隙射入教室,從陽光中看到的塵埃的運動就是布朗運動第24頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月解析布朗顆粒是很多固體分子組成的集體,所以布朗運動不是分子的運動,但它反映了液體或氣體分子的無規(guī)則運動,所以A、B都錯,C對.做布朗運動的顆粒很小,通常在顯微鏡下才能看到,用肉眼在陽光下看到的塵埃,其尺寸比布朗運動中的顆粒大得多,空氣分子對它的碰撞的不平衡性已不明顯,它們在空氣中看起來無序,實際是有一定的運動方向的,主要是由于重力、空氣浮力和氣流的共同影響形成的,E錯.答案

C第25頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月對布朗運動的理解要準確:(1)布朗運動不是液體分子的運動,而是固體顆粒的運動,但它反映了液體分子的無規(guī)則運動(理解時注意幾個關聯(lián)詞:不是……,而是……,但……).(2)溫度越高,懸浮顆粒越小布朗運動越明顯.(3)產(chǎn)生原因:周圍液體分子的無規(guī)則運動對懸浮顆粒撞擊的不平衡.(4)布朗運動是永不停止的.注意布朗顆粒的限度是非常小的,不能用肉眼直接觀察到.規(guī)律總結第26頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月變式練習3

在觀察布朗運動時,從微粒在a點開始計時，間隔30s

記下微粒的一個位置得到b、c、

d、e、f、g等點,然后用直線依次圖3

連接,如圖3所示,則下列說法正確的是()A.微粒在75s末時的位置一定在cd的中點上

B.微粒在75s末時的位置可能在cd的連線上,但不可能在cd中點上

C.微粒在前30s內(nèi)的路程一定等于ab的長度

D.微粒在前30s內(nèi)的位移大小一定等于ab的長度

解析

b、c、d、e、f、g等分別是粒子在t=30s、

60s、90s、120s、150s、180s時的位置,但并不一定沿著折線abcdefg運動,故選D.D第27頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月題型4分子間作用力和分子勢能

【例4】如圖4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圖4所示,F>0為斥力,F<0為引力.a、b、c、d為x軸上四個特定的位置.現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放,則()A.乙分子從a到b做加速運動,由b到c做減速運動B.乙分子由a到c做加速運動,到達c時速度最大C.分子間從a至c只有引力,從c至d只有斥力D.從a至d的全過程中,引力減小,斥力增大第28頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月解析

乙分子位于c點時,兩分子之間的分子力為零,從a到c的過程中分子力表現(xiàn)為引力,從c到d的過程中表現(xiàn)為斥力,所以乙從a到c的過程做加速運動,從c到d的過程做減速運動,到達c時速度最大,選項B對.答案B第29頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月【例5】分子甲和分子乙相距較遠時，它們之間的分子力可忽略.現(xiàn)讓分子甲固定不動,將分子乙由較遠處逐漸向甲靠近直到不能再靠近,在這一過程中()A.分子力總是對乙做正功B.分子乙總是克服分子力做功C.先是分子力對乙做正功,然后是分子乙克服分子力做功D.分子力先對乙做正工,再對乙做負功,最后又對乙做正功第30頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月解析

分子間所具有的勢能由它們的相對位置所決定.分子力做正功時分子勢能減小,分子力做負功時分子勢能增加.通常選取無窮遠處(分子間距離r>r0處)分子勢能為零.當兩分子逐漸移近時(r>r0),由于分子力表現(xiàn)為引力,分子力的方向和位移方向相同,所以分子力做正功,分子勢能減小;當分子距離r=r0時,分子勢能最小(且為負值);當兩分子再靠近時(r<r0),分子力表現(xiàn)為斥力,分子力的方向和位移方向相反,所以分子力做負功,分子勢能增大.答案

C

第31頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月規(guī)律總結

1.要準確掌握分子力隨距離變化的規(guī)律:(1)分子間同時存在著相互作用的引力和斥力.(2)引力和斥力都隨著距離的減小而增大,隨著距離的增大而減小,但斥力變化得快.2.分子力做功與常見的力做功有相同點,就是分子力與分子運動方向相同時,做正功,相反時做負功;也有不同點,就是分子運動方向不變,可是在分子靠近的過程中會出現(xiàn)先做正功再做負功的情況.第32頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月變式練習4

關于分子之間的相互作用力，下列說法正確的是(r0為分子處于平衡位置的距離)()A.兩個分子間的距離小于r0時,分子間只有斥力

B.兩個分子間的距離大于r0時,分子間只有引力

C.兩個分子間的距離由較遠逐漸減小到r=r0的過程中,分子力先增大后減小,表現(xiàn)為引力

D.兩個分子間的距離由極小逐漸增大到r=r0的過程中,引力和斥力都同時減小,分子力表現(xiàn)為斥力第33頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月解析

當r>r0時,引力和斥力的合力表現(xiàn)為引力,當r<

r0時,合力表現(xiàn)為斥力,故選項A、B均不正確;分子間距離r=r0時，合力等于零,而當r>r0時表現(xiàn)為引力,且r較大即兩個分子間距離較遠時分子間的相互作用力已趨于零.可知由較遠減小至r=r0的過程中,分子力先增大后減小,即選項C正確;而兩個分子間的距離由極小逐漸增大到r=r0的過程中,引力和斥力都同時減小,分子力表現(xiàn)為斥力,故D正確.

答案

CD第34頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.從下列哪一組物理量可以算出氧氣的摩爾質量

()A.氧氣的密度和阿伏加德羅常數(shù)

B.氧氣分子的體積和阿伏加德羅常數(shù)

C.氧氣分子的質量和阿伏加德羅常數(shù)

D.氧氣分子的體積和氧氣分子的質量

解析

分子質量=.即摩爾質量M、氧氣分子的質量m和阿伏加德羅常數(shù)NA的關系是:

M=NA·m,故C選項正確.素能提升C第35頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月2.下列關于布朗運動的說法中正確的是()A.布朗運動就是分子的無規(guī)則運動

B.布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映

C.懸浮顆粒越小,布朗運動就越明顯

D.溫度越高,布朗運動就越劇烈

解析

理解布朗運動包括:用光學顯微鏡看不見水分子,而懸浮顆粒是由大量分子組成的.在光學顯微鏡下能觀察到的布朗運動,是懸浮顆粒的無規(guī)則運動.水分子的無規(guī)則運動,從各個方向對顆粒的不均等撞擊,使懸浮顆粒做無規(guī)則運動,所以,懸浮顆粒永不停息的無規(guī)則運動反映了水分子永不停息的無規(guī)則運動.溫度越高、懸浮顆粒越小,布朗運動就越劇烈,所以分子的無規(guī)則運動又稱熱運動.BCD第36頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月3.水的相對分子質量是18,水的密度是ρ=1.0×103

kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1.

求:(1)水分子的直徑.(2)水分子的質量.(3)50g水中所含的水分子個數(shù).(取兩位有效數(shù)字)

解析

(1)水的摩爾質量為MA=18g/mol

水的摩爾體積一個水分子的體積將水分子視為球形,則第37頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月故水分子直徑=3.9×10-10

m(2)一個水分子的質量(3)50g水中所含的水分子數(shù)為答案

(1)3.9×10-10

m(2)3.0×10-26

kg(3)1.7×1024個第38頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月4.對于固體和液體來說,其內(nèi)部分子可看做是一個挨一個緊密排列的小球.若某固體的摩爾質量為M,密度為ρ,阿伏加德羅常數(shù)為NA.(1)試推導該固體分子質量的表達式.(2)若已知汞的摩爾質量為M=200.5×10-3

kg/mol,

密度為ρ=13.6×103kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)為NA=6.0×1023

mol-1,試估算汞原子的直徑大小(結果保留兩位有效數(shù)字).第39頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月解析

(1)該固體分子質量的表達式(2)將汞原子視為球形,其體積汞原子直徑的大小答案

(1)(2)3.6×10-10

m第40頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月5.利用所學的熱學知識回答下列問題:(1)我們知道分子熱