第1講　分子動理論　內(nèi)能

第十四章

熱

學(xué)第1講分子動理論內(nèi)能一、分子動理論1．物體是由大量分子組成的(1)分子的直徑：數(shù)量級為_______m。(2)分子的質(zhì)量：數(shù)量級為______kg。(3)阿伏加德羅常數(shù)：NA＝__________

mol－1。10－10

10－266.02×10232．分子永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動(1)擴(kuò)散現(xiàn)象：由于分子的無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象。溫度越____，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。(2)布朗運(yùn)動：懸浮在液體中的_______的無規(guī)則運(yùn)動，顆粒越____，運(yùn)動越明顯；溫度越____，運(yùn)動越明顯。(3)熱運(yùn)動：分子永不停息的________運(yùn)動。溫度越_____，分子運(yùn)動越劇烈。3．分子間的作用力(1)引力和斥力總是__________，實際表現(xiàn)出的分子力是引力和斥力的_____。(2)分子引力和斥力都隨距離的增大而_____，但_____變化得更快。高小顆粒小高無規(guī)則高同時存在合力減小斥力二、溫度與物體的內(nèi)能1．溫度與溫標(biāo)(1)溫度：表示物體的冷熱程度，一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有_____的溫度。(2)溫標(biāo)：包括攝氏溫標(biāo)(t)和熱力學(xué)溫標(biāo)(T)，兩者的關(guān)系是T＝___________。2．分子的動能(1)分子動能是分子________所具有的動能。(2)______

是分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志。3．分子的勢能(1)分子勢能是由分子間的_________決定的能。相同t＋273.15

K熱運(yùn)動溫度相對位置(2)決定因素①微觀上：決定于____________和分子排列情況；②宏觀上：決定于_____和狀態(tài)。4．物體的內(nèi)能(1)概念：物體中所有__________和__________的總和，是狀態(tài)量。(2)決定因素：①對于給定的物體，其內(nèi)能大小是由物體的_____和_____決定，即由物體的內(nèi)部狀態(tài)決定；②物體的內(nèi)能與物體位置的高低、運(yùn)行速度的大小______。分子間距離體積分子動能分子勢能溫度體積無關(guān)微點判斷

(1)擴(kuò)散現(xiàn)象只能在氣體中進(jìn)行。

()(2)布朗運(yùn)動是指液體分子的無規(guī)則運(yùn)動。

()(3)溫度越高，布朗運(yùn)動越劇烈。

()(4)分子間的引力和斥力都隨分子間距的增大而增大。

()(5)－33℃＝240K。

()(6)分子動能指的是由于分子定向移動具有的能。

()(7)當(dāng)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。

()(8)內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動能一定相同。

(

)(9)分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大。

()(10)兩分子間不可能同時存在斥力和引力。

()××√×××√×√×答案：A答案：B答案：D

[注意]阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量(摩爾質(zhì)量Mmol、摩爾體積Vmol、密度ρ等)與微觀量(分子直徑d、分子質(zhì)量m0、分子體積V0等)的“橋梁”。如圖所示。提能點(二)布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動(自練通關(guān))

點點通

1．[擴(kuò)散現(xiàn)象的理解]關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法錯誤的是

(

)A．溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快B．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C．?dāng)U散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的D．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生解析：根據(jù)分子動理論，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快，故選項A正確；擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的，不是化學(xué)反應(yīng)，故選項C正確、B錯誤；擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，故選項D正確。答案：B

2．[布朗運(yùn)動的理解]小張在顯微鏡下觀察水中懸浮的細(xì)微粉筆末的運(yùn)動。從A點開始，他把粉筆末每隔30s的位置記錄在坐標(biāo)紙上，依次得到B、C、D、…、J點，把這些點連線形成如圖所示的折線圖，則關(guān)于該粉筆末的運(yùn)動，下列說法正確的是(

)A．該折線圖是粉筆末的運(yùn)動軌跡B．粉筆末的無規(guī)則運(yùn)動反映了水分子的無規(guī)則運(yùn)動C．經(jīng)過B點后10s，粉筆末應(yīng)該在BC的中點處D．粉筆末由B到C的平均速度大于C到D的平均速度答案：B

3．[分子熱運(yùn)動的理解]以下關(guān)于熱運(yùn)動的說法正確的是 (

)A．水流速度越大，水分子的熱運(yùn)動越劇烈B．水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動停止C．水的溫度越高，水分子的熱運(yùn)動越劇烈D．水的溫度升高，每一個水分子的運(yùn)動速率都會增大解析：水流的速度是機(jī)械運(yùn)動的速度，不同于水分子無規(guī)則熱運(yùn)動的速度，A項錯誤；分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，B項錯誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度越高，分子的熱運(yùn)動越劇烈，故C項正確；水的溫度升高，水分子的平均動能增大，即水分子的平均運(yùn)動速率增大，但不是每一個水分子的運(yùn)動速率都增大，D項錯誤。答案：C

一站過

擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動與熱運(yùn)動的比較

擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動熱運(yùn)動活動主體分子固體微小顆粒分子區(qū)別是分子的運(yùn)動，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間是比分子大得多的顆粒的運(yùn)動，只能在液體、氣體中發(fā)生是分子的運(yùn)動，不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(1)都是無規(guī)則運(yùn)動(2)都隨溫度的升高而更加激烈聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動都反映了分子做無規(guī)則的熱運(yùn)動提能點(三)分子力、分子勢能與物體內(nèi)能(題點精研)研微點1．[分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系]分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r＝r1時，F(xiàn)＝0。分子間勢能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠(yuǎn)時分子間的勢能為零。若一分子固定于原點O，另一分子從距O點很遠(yuǎn)處向O點運(yùn)動，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距由r2減小到r1的過程中，勢能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距等于r1處，勢能________(填“大于”“等于”或“小于”)零。解析：若一分子固定于原點O，另一分子從距O點很遠(yuǎn)處向O點運(yùn)動，在兩分子間距減小到r2的過程中，分子力做正功，勢能減?。辉陂g距由r2減小到r1的過程中，分子力仍做正功，勢能減?。辉陂g距為r1處，勢能小于零。答案：減小減小小于對點清分子力、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(yuǎn)處分子勢能Ep＝0)。(1)當(dāng)r＞r0時，分子力表現(xiàn)為引力，當(dāng)r增大時，分子力做負(fù)功，分子勢能增加。(2)當(dāng)r＜r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)r減小時，分子力做負(fù)功，分子勢能增加。(3)當(dāng)r＝r0時，分子勢能最小。2．[對內(nèi)能的理解]

(1)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是

(

)A．相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，內(nèi)能的增加量一定相同B．物體的內(nèi)能改變時溫度不一定改變C．內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，所以0℃的物體內(nèi)能為零D．分子數(shù)和溫度都相同的物體一定具有相同的內(nèi)能(2)(多選)對于實際的氣體，下列說法正確的是

(

)A．氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢能B．氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢能C．氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動的動能D．氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動的動能解析：(1)選B相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量相同，相同質(zhì)量的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量不同，故A錯誤；物體內(nèi)能改變時溫度不一定改變，比如零攝氏度的冰融化為零攝氏度的水，內(nèi)能增加，故B正確；分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，可知任何物體在任何狀態(tài)下都有內(nèi)能，故C錯誤；物體的內(nèi)能與分子數(shù)、物體的溫度和體積三個因素有關(guān)，分子數(shù)和溫度都相同的物體不一定有相同的內(nèi)能，故D錯誤。(2)選BD實際氣體的內(nèi)能包括分子之間相互作用的勢能和分子熱運(yùn)動的動能，與整體的重力勢能和動能均無關(guān)。改變氣體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞。對點清分析物體內(nèi)能問題的四點提醒(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)能大小的因素為物質(zhì)的量、溫度、體積。(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(biāo)志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能均相同。3．[內(nèi)能與機(jī)械能的比較]

下列有關(guān)熱現(xiàn)象和內(nèi)能的說法中正確的是

(

)A．把物體緩慢舉高，其機(jī)械能增加，內(nèi)能增加B．盛有氣體的容器做加速運(yùn)動時，容器中氣體的內(nèi)能必定會隨之增大，容器的機(jī)械能一定增大C．電流通過電阻后電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過“做功”方式實現(xiàn)的D．分子間引力和斥力相等時，分子勢能最大解析：把物體緩慢舉高，外力做功，其機(jī)械能增加，由于溫度不變，物體內(nèi)能不變，選項A錯誤；物體的內(nèi)能與物體做什么性質(zhì)的運(yùn)動沒有直接關(guān)系，選項B錯誤；電流通過電阻后電阻發(fā)熱，是通過電流“做功”的方式改變電阻內(nèi)能的，選項C正確；根據(jù)分子間作用力的特點，當(dāng)分子間距離等于r0時，引力和斥力相等，不管分子間距離從r0增大還是減小，分子間作用力都做負(fù)功，分子勢能都增加，故分子間距離等