2025年高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件 第15章 第36講 分子動理論

第十五章熱學(xué)第36講分子動理論知識梳理·易錯辨析核心考點·重點突破提能訓(xùn)練練案[73]知識梳理·易錯辨析一、分子動理論的基本觀點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。10－1010－27～10－266.02×10232．分子的熱運動(1)擴(kuò)散現(xiàn)象：由于分子的無規(guī)則運動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象。溫度越______，擴(kuò)散越快。(2)布朗運動：在高倍顯微鏡下看到的懸浮在液體中的____________的永不停息地?zé)o規(guī)則運動。其特點是：①永不停息，__________運動。②顆粒越小，

運動越________。③溫度越高，運動越________。高固體顆粒無規(guī)則明顯激烈3．分子間的相互作用力(1)分子間同時存在相互作用的______________。實際表現(xiàn)出的分子力是______________的合力。(2)引力和斥力都隨分子間距離的減小而________；隨分子間距離的增大而________；斥力比引力變化快。引力和斥力引力和斥力增大減小(3)分子力F與分子間距離r的關(guān)系(r0的數(shù)量級為10－10m)。距離分子力FF-r圖像r＝r0F引______F斥F＝0r<r0F引______F斥F為斥力r>r0F引______F斥F為引力r>10r0F引＝F斥＝0F＝0＝<>二、溫度是分子平均動能的標(biāo)志內(nèi)能1．溫度(1)一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的________。(2)兩種溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。攝氏溫度t與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系：T＝t＋273.15K。溫度2．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(biāo)志。(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________。3．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。分子熱運動溫度總和相對位置(2)分子勢能的決定因素：①微觀上——決定于________________和分子排列情況；取r→∞處為零勢能處，分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系如圖所示，當(dāng)r＝r0時分子勢能最小。②宏觀上——決定于________。分子間的距離體積4．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。(3)物體的內(nèi)能與物體的位置高低、運動速度大小________。(4)改變物體內(nèi)能的兩種方式：________和__________。熱運動的動能分子勢能溫度體積無關(guān)做功熱傳遞1．布朗運動是固體小顆粒中固體分子的運動。()2．分子間同時存在引力與斥力，分子力是二者合力的表現(xiàn)。()3．溫度、分子動能、分子勢能或內(nèi)能只對大量分子才有意義。()4．任何物體都有內(nèi)能。()5．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。()×√√√√核心考點·重點突破1微觀量的估算(基礎(chǔ)考點·自主探究)1．分子的兩種模型2．幾個重要關(guān)系【跟蹤訓(xùn)練】(固體微觀量的估算)(多選)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)。下列判斷正確的是()BCD(氣體微觀量的估算)轎車中的安全氣囊能有效保障駕乘人員的安全。轎車在發(fā)生一定強(qiáng)度的碰撞時，疊氮化鈉(亦稱“三氮化鈉”，化學(xué)式NaN3)受撞擊完全分解產(chǎn)生鈉和氮氣而充入氣囊。若充入氮氣后安全氣囊的容積V＝56L，氣囊中氮氣的密度ρ＝1.25kg/m3，已知氮氣的摩爾質(zhì)量M＝28g/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1，請估算：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)(1)一個氮氣分子的質(zhì)量m；(2)氣囊中氮氣分子的總個數(shù)N；(3)氣囊中氮氣分子間的平均距離r。[答案]

(1)5×10－26kg

(2)2×1024

(3)3×10－9

m2布朗運動與分子的熱運動(基礎(chǔ)考點·自主探究)擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運動與熱運動的比較現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運動熱運動運動主體分子固體微小顆粒分子區(qū)別分子的運動，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間比分子大得多的顆粒的運動，只能在液體、氣體中發(fā)生分子的運動，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、布朗運動都反映了分子做無規(guī)則的熱運動特別提醒：區(qū)別布朗運動與熱運動應(yīng)注意以下兩點：(1)布朗運動并不是分子的熱運動。(2)布朗運動可通過高倍顯微鏡觀察，分子熱運動不能用顯微鏡直接觀察?！靖櫽?xùn)練】(擴(kuò)散現(xiàn)象)如圖所示，二氧化氮氣體的密度大于空氣的密度，當(dāng)抽掉玻璃板一段時間后，兩個瓶子內(nèi)顏色逐漸變得均勻。針對上述現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．此現(xiàn)象能說明分子間存在相互作用的引力B．此現(xiàn)象與“掃地時灰塵飛揚”的成因相同C．顏色變得相同后，瓶中氣體分子停止運動D．顏色變得相同后，上方瓶中氣體密度比空氣大D[解析]

此現(xiàn)象屬于擴(kuò)散現(xiàn)象，是分子無規(guī)則運動的結(jié)果，不能說明分子間存在相互作用的引力，故選項A錯誤；掃地時灰塵飛揚，該現(xiàn)象屬于機(jī)械運動，不是擴(kuò)散現(xiàn)象，所以成因不同，故選項B錯誤；分子運動永不停息，故選項C錯誤；二氧化氮氣體的密度大于空氣的密度，顏色變得相同后，上方瓶中因有二氧化氮氣體，所以密度比空氣大，故選項D正確。故選D。(布朗運動)(多選)(2022·山西五市聯(lián)考)小張在顯微鏡下觀察水中懸浮的細(xì)微粉筆末的運動。從A點開始，他把粉筆末每隔20s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折線圖，則關(guān)于該粉筆末的運動，下列說法正確的是()A．該折線圖是粉筆末的運動軌跡B．粉筆末的無規(guī)則運動反映了水分子的無規(guī)則運動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的平均速度小于C到D的平均速度BD(布朗運動和分子熱運動的關(guān)系)(多選)關(guān)于布朗運動和分子的熱運動，下列說法中正確的是()A．布朗運動就是分子的熱運動B．布朗運動的激烈程度與懸浮微粒的大小有關(guān)，說明分子的運動與懸浮微粒的大小有關(guān)C．布朗運動雖不是分子運動，但它能反映分子的運動特征D．布朗運動的激烈程度與溫度有關(guān)，這說明分子運動的激烈程度與溫度有關(guān)CD[解析]

布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動，不是分子的運動，間接反映了液體分子永不停息地做無規(guī)則運動，A錯誤，C正確；懸浮微粒越小，布朗運動越顯著，這是由于懸浮微粒周圍的液體分子對懸浮微粒撞擊的不平衡引起的，不能說明分子的運動與懸浮微粒的大小有關(guān)，B錯誤；溫度越高，布朗運動越激烈，說明溫度越高，分子運動越激烈，D正確。3分子力、分子勢能與物體的內(nèi)能(基礎(chǔ)考點·自主探究)1．分子力、分子勢能與分子間距的關(guān)系取r→∞處為零勢能處(1)當(dāng)r>r0時，分子力為引力，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，但并不為零。2．分析物體內(nèi)能問題的五點提醒(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)內(nèi)能的大小與溫度、體積、物質(zhì)的量和物態(tài)等因素有關(guān)。(3)通過做功或傳熱可以改變物體的內(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，分子的平均動能都相同。(5)內(nèi)能由物體內(nèi)部分子微觀運動狀態(tài)決定，與物體整體運動情況無關(guān)。任何物體都具有內(nèi)能，恒不為零。3．內(nèi)能和熱量的比較

內(nèi)能熱量區(qū)別是狀態(tài)量，狀態(tài)確定則系統(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)移的能量聯(lián)系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【跟蹤訓(xùn)練】(分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系)(2023·海南卷)下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是()A．分子間距離大于r0時，分子間表現(xiàn)為斥力B．分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離r0處過程中分子勢能變大C．分子勢能在r0處最小D．分子間距離小于r0且減小時，分子勢能在減小C[解析]

分子間距離大于r0，分子間表現(xiàn)為引力，分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離r0處過程中，引力做正功，分子勢能減小，則在r0處分子勢能最?。焕^續(xù)減小距離，分子間表現(xiàn)為斥力，分子力做負(fù)功，分子勢能增大。故選C。(Ep－r圖像)分子勢能Ep隨分子間距離r變化的圖像(取r趨近于無窮大時Ep為零)，如圖所示。將兩分子從相距r處由靜止釋放，僅考慮這兩個分子間的作用，則下列說法正確的是()A．當(dāng)r＝r2時，釋放兩個分子，它們將開始遠(yuǎn)離B．當(dāng)r＝r2時，釋放兩個分子，它們將相互靠近C．當(dāng)r＝r1時，釋放兩個分子，r＝r2時它們的速度最大D．當(dāng)r＝r1時，釋放兩個分子，它們的加速度先增大后減小C[解析]

由圖可知，當(dāng)r＝r2時，分子勢能最小，分子間距離為平衡距離，分子力為零，釋放兩個分子，它們將處于靜止?fàn)顟B(tài)，既不會相互遠(yuǎn)離，也不會相互靠近，故A、B錯誤；當(dāng)r＝r1時，分子間距離小于平衡距離，分子力表現(xiàn)為斥力，釋放兩個分子，它們將開始遠(yuǎn)離，先做加速運動，r＝r2時它們的速度最大，此后分子力表現(xiàn)為引力，它們做減速運動，故C正確；當(dāng)r＝r1時，分子力表現(xiàn)為斥力，釋放兩個分子，它們將開始遠(yuǎn)離，根據(jù)能量守恒定律可知，兩個分子將運動到相距無限遠(yuǎn)，Ep－r圖像斜率的絕對值表示分子力大小，結(jié)合題圖及牛頓第二定律可知，隨著分子間距離的增大，它們的加速度先減小到零，然后增大，接著又減小到零，故D錯誤。(物體的內(nèi)能)(多選)下列說法正確的是()A．0℃的水比0℃的冰的內(nèi)能大B．溫度高的物體不