分子動(dòng)理論 內(nèi)能

分子動(dòng)理論內(nèi)能

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1、能熟記分子動(dòng)理論的內(nèi)容。

2知道內(nèi)能的決定因素。

【課前預(yù)習(xí)案】

一、分子動(dòng)理論

1.物體是由大量分子組成的

(1)分子的大小

①分子的直徑(視為球模型)：數(shù)量級(jí)為m?

②分子的質(zhì)量：數(shù)量級(jí)為io-26kg。

(2)阿伏加德羅常數(shù)

①1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)。通常可取即=mor1,

②阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁。

2.分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

(1)擴(kuò)散現(xiàn)象

①定義：物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散。

②實(shí)質(zhì)：擴(kuò)散現(xiàn)象并不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的無規(guī)則

運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。

(2)布朗運(yùn)動(dòng)

①定義：懸浮在液體中的小顆粒的永不停息地運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng)。

②特點(diǎn)：永不停息，無規(guī)則；顆粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著。

③布朗運(yùn)動(dòng)是由成千上萬個(gè)分子組成的“分子集團(tuán)”即的運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)

的無規(guī)則性是液體(氣體)分子運(yùn)動(dòng)的反映.

(3)熱運(yùn)動(dòng)：分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)和溫度有關(guān)，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越激烈。分子永不停息地

運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。

3.分子間同時(shí)存在引力和斥力

(D物質(zhì)分子間存在空隙，分子間的引力和斥力是存在的，實(shí)際表現(xiàn)出的分子力是引力和

斥力的。

(2)分子力隨分子間距離變化的關(guān)系：分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而

隨分子間距離的減小而_____________，但斥力比引力變化的_________。

⑶分子力與分子間距離關(guān)系圖線F\\

系圖線(如圖11-1—1所示)可知：斥\\廣斤

當(dāng)Ln時(shí)，F(xiàn)$=F斥,分子力為；力|\'、、、

當(dāng)r>ro時(shí)，尸用>尸斥，分子力表現(xiàn)為____________oo—

當(dāng)"時(shí)，G”保，分子力表現(xiàn)為。到“

當(dāng)分子間距離大于10n(約為IO-'向時(shí)，分子力很弱，可以忽略不計(jì)。"Gi

4.統(tǒng)計(jì)規(guī)律

由于物體是由數(shù)量極多的分子組成的，這些分子并沒有統(tǒng)一的運(yùn)動(dòng)步調(diào)，單獨(dú)來看，各個(gè)分子

的運(yùn)動(dòng)都是不規(guī)則的、帶有偶然性的，但從總體來看，大量分子的運(yùn)動(dòng)卻有一定的規(guī)律，這種規(guī)

律叫做統(tǒng)計(jì)規(guī)律。大量分子的集體行為受到統(tǒng)計(jì)規(guī)律的支配。

二、溫度溫標(biāo)與物體的內(nèi)能

1.溫度：兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們具有某個(gè)“共同的熱學(xué)性質(zhì)”，我們把表征這一“共

同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量定義為溫度。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)。關(guān)系：T=。

3.分子的動(dòng)能

(1)分子動(dòng)能是所具有的動(dòng)能。

(2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的平均值，是分子熱運(yùn)動(dòng)的平

均動(dòng)能的標(biāo)志。

(3)分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)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

微觀上一一決定于和分子排列情況；

宏觀上——決定于和狀態(tài)。

5.物體的內(nèi)能

(1)等于物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)與的總和，是狀態(tài)量。

⑵對(duì)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(yùn)動(dòng)速度大小。

知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充

1.分子模型

物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種情況，不同物態(tài)下應(yīng)將分子

看成不同的模型。

(1)固體、液體分子一個(gè)一個(gè)緊密排列，可將分子看成球形

或立方體形，如圖11一1一3所示，分子間距等于小球的直徑或

立方體的棱長，所以d=:普(球體模型)或d=加立方體模

氣體分子模型

型)。

⑵氣體分子不是一個(gè)一個(gè)緊密排列的，它

們之間的距離很大，所以氣體分子的大小不等

于分子所占有的平均空間。如圖11一1一4所

示，此時(shí)每個(gè)分子占有的空間視為梭長為d的立方體，所球形分子模型立方體形分子模型

3

以d=JVo

2.微觀量：分子體積M分子直徑占分子質(zhì)量加

3.宏觀量：物體體積K摩爾體積L、物體的質(zhì)量以摩爾質(zhì)量戰(zhàn)小物體的密度P.

4.關(guān)系

(1)分子的質(zhì)量=宵=笈。

匕nclA^mol

⑵分子的體積：v=對(duì)氣體，匕表示分子占據(jù)

(1NA-pN、°

的空間。

(3)物體所含的分子數(shù)：〃=占刈=焉M或M

喊此

分子力與分子勢能的關(guān)系

【課內(nèi)探究案】

1.如圖11一1一2所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)。，乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢能￡

與兩分子間距離的變化關(guān)系如圖中曲線所示。圖中分子勢能的最小值為一/。若兩分子所具有的

總能量為0,則下列說法中正確的是()

A.乙分子在2點(diǎn)(x=就時(shí)，加速度最大

B.乙分子在2點(diǎn)(x=就時(shí)，其動(dòng)能為其

C.乙分子在。點(diǎn)(x=x)時(shí)，處于平衡狀態(tài)

D.乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為X》為

2.1g100℃的水和1g100°C的水蒸氣相比較，下列說法正確的是

A.分子的平均動(dòng)能和分子的總動(dòng)能都相同

B.分子的平均動(dòng)能相同，分子的總動(dòng)能不同

C.內(nèi)能相同D.1g100°C的水的內(nèi)能小于1g100"C的水蒸氣的內(nèi)能

3(2012?云南部分名校聯(lián)考)“水立方”國家游泳中心是北京為2008年夏季奧運(yùn)會(huì)修建的主

游泳館。水立方游泳館共有8條泳道的國際標(biāo)準(zhǔn)比賽用游泳池，游泳池長50m、寬25m、水深3

m。設(shè)水的摩爾質(zhì)量為M=l.8Xl()rkg/mol,試估算該游泳池中水分子數(shù)。

4下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法中，正確的是

A.當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí),分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而增大

B.當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí),分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小

C.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大

D.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而減小

當(dāng)堂檢測:

1.（2013?九江聯(lián)考）下列說法正確的是）

A.布朗運(yùn)動(dòng)證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

B.熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體

C.一定質(zhì)量的理想氣體，體積減小溫度不變時(shí)，氣體內(nèi)能一定增大

D.攝氏溫度變化1℃,熱力學(xué)溫度變化1K

2.某氣體的摩爾質(zhì)量為北摩爾體積為匕密度為。，每個(gè)分子的質(zhì)量和體積分別為見和心則

阿伏加德羅常數(shù)人可表示為

VpV

A.

M

CNA弋

pVn

3.（2011年四川理綜）氣體能夠充滿密閉容器，說明氣體分子除相互碰撞的短暫時(shí)間外（）

A.氣體分子可以做布朗運(yùn)動(dòng)

B.氣體分子的動(dòng)能都一樣大

C.相互作用力十分微弱，氣體分子可以自由運(yùn)動(dòng)

D.相互作用力十分微弱，氣體分子間的距離都一樣大

4.如圖為兩分子系統(tǒng)的勢能及與兩分子間距離「的關(guān)系曲線.下說法正確的是（）

A.當(dāng)r大于口時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力

B.當(dāng)r小于n時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力

C.當(dāng)r等于公時(shí)，分子間的作用力為零

D.在r由八變到四的過程中，分子間的作用力做負(fù)功

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