高考物理總復(fù)習(xí) 第11章 第1講 分子動(dòng)理論　內(nèi)能課件 新人教版.ppt

第十一章熱學(xué) 第一講分子動(dòng)理論內(nèi)能 知識(shí)點(diǎn)一分子動(dòng)理論1 物體是由大量分子組成的 1 分子直徑大小的數(shù)量級(jí)為m 油膜法測(cè)分子直徑 d v s v是油滴體積 s是單分子油膜的面積 2 一般分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)為10 26kg 3 阿伏加德羅常數(shù) na mol 1 是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁 10 10 6 02 1023 2 分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) 1 擴(kuò)散現(xiàn)象 相互接觸的物體的分子或原子彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象 溫度越 擴(kuò)散越快 2 布朗運(yùn)動(dòng) 在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(yùn)動(dòng) 布朗運(yùn)動(dòng)反映了的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) 顆粒越 運(yùn)動(dòng)越明顯 溫度越 運(yùn)動(dòng)越劇烈 高 固體顆粒 液體分子 小 高 3 分子間存在著相互作用力 1 分子間同時(shí)存在和 實(shí)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 3 分子力與分子間距離關(guān)系圖線由分子間的作用力與分子間距離關(guān)系圖線 如圖所示 可知 引力 斥力 合力 減小 快 當(dāng)r r0時(shí) f引 f斥 分子力為 當(dāng)r r0時(shí) f引 f斥 分子力表現(xiàn)為 當(dāng)r r0時(shí) f引 f斥 分子力表現(xiàn)為 當(dāng)分子間距離大于10r0 約為10 9m 時(shí)分子力很弱 可以忽略不計(jì) 零 引力 斥力 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(méi)有統(tǒng)一的運(yùn)動(dòng)步調(diào) 單獨(dú)來(lái)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(lái)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 3 布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)的比較 1 擴(kuò)散現(xiàn)象直接反映了分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) 并且可以發(fā)生在固體 液體 氣體任何兩種物質(zhì)之間 2 布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng) 是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映 答案 bd 2 關(guān)于分子的熱運(yùn)動(dòng) 以下敘述正確的是 a 布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的熱運(yùn)動(dòng)b 布朗運(yùn)動(dòng)是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) 同種物質(zhì)的分子的熱運(yùn)動(dòng)激烈程度相同c 氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)不一定比液體分子激烈d 物體運(yùn)動(dòng)的速率越大 其內(nèi)部的分子熱運(yùn)動(dòng)就越激烈 解析 布朗運(yùn)動(dòng)是指固體小顆粒的運(yùn)動(dòng) a錯(cuò)誤 溫度越高 分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越激烈 與物質(zhì)種類(lèi)無(wú)關(guān) b錯(cuò) c對(duì) 物體的宏觀運(yùn)動(dòng) 速度的大小與微觀分子的熱運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān) d錯(cuò) 答案 c 3 關(guān)于分子間的作用力 下列說(shuō)法中正確的是 r0為分子平衡位置之間的距離 a 當(dāng)分子間距離為r0時(shí) 它們之間既沒(méi)有引力 也沒(méi)有斥力b 分子間的平衡距離r0可以近似看成分子直徑的大小 其數(shù)量級(jí)為10 10mc 兩個(gè)分子間的距離由較大逐漸減小到r r0的過(guò)程中 分子力先增大后減小 分子力為引力d 兩個(gè)分子間的距離由極小逐漸增大到r r0的過(guò)程中 引力和斥力都同時(shí)減小 分子力為斥力 解析 分子之間的引力和斥力是同時(shí)存在的 r r0時(shí)合力等于零 但引力和斥力仍存在 a錯(cuò) r0可看成是分子直徑的大小 數(shù)量級(jí)為10 10m b對(duì) r r0時(shí)分子力表現(xiàn)為引力 在無(wú)窮遠(yuǎn)處分子力趨于零 分子間距由較大逐漸減小到r r0的過(guò)程中 分子力先增大后減小 c對(duì) r r0時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力 分子間距由極小增大到r r0時(shí) 分子間的引力和斥力都逐漸減小 d對(duì) 答案 bcd 知識(shí)點(diǎn)二物體的內(nèi)能1 分子的動(dòng)能 1 分子動(dòng)能是分子熱運(yùn)動(dòng)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)能的總和 溫度 2 分子的勢(shì)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相對(duì)決定的能 稱為分子勢(shì)能 2 分子勢(shì)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 位置 分子間距 體積 狀態(tài) 3 物體的內(nèi)能 1 物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與的總和叫物體的內(nèi)能 內(nèi)能是量 2 對(duì)于給定的物體 其內(nèi)能大小與物體的和有關(guān) 3 物體的內(nèi)能與物體的位置高低 運(yùn)動(dòng)速度大小無(wú)關(guān) 分子勢(shì)能 狀態(tài) 溫度 體積 1 分子力做功與分子勢(shì)能分子勢(shì)能的大小與分子間的距離有關(guān) 宏觀上與物體的體積有關(guān) 分子勢(shì)能的變化與分子間的距離發(fā)生變化時(shí)與分子力做功情況有關(guān) 分子力做正功 分子勢(shì)能減少 分子力做負(fù)功 分子勢(shì)能增加 1 當(dāng)分子間的距離r r0時(shí) 分子間的作用力表現(xiàn)為引力 分子間的距離增大時(shí) 分子力做負(fù)功 因此分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大 2 當(dāng)分子間的距離r r0時(shí) 分子間的作用力表現(xiàn)為斥力 分子間的距離減小時(shí) 分子力做負(fù)功 因此分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而增大 3 如果取兩個(gè)分子間相距無(wú)限遠(yuǎn)時(shí) 此時(shí)分子間作用力可忽略不計(jì) 的分子勢(shì)能為零 分子勢(shì)能ep與分子間距離r的關(guān)系可用如圖所示的曲線表示 從圖線上看出 當(dāng)r r0時(shí) 分子勢(shì)能最小 2 對(duì)內(nèi)能概念的進(jìn)一步說(shuō)明 1 內(nèi)能是對(duì)物體的大量分子而言的 不存在某個(gè)分子內(nèi)能的說(shuō)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(guò)做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能 4 甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)o 乙分子位于x軸上 甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示 f 0為斥力 f 0為引力 a b c d為x軸上四個(gè)特定的位置 現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放 則 a 乙分子由a到b做加速運(yùn)動(dòng) 由b到c做減速運(yùn)動(dòng)b 乙分子由a到c做加速運(yùn)動(dòng) 到達(dá)c時(shí)速度最大c 乙分子由a到b的過(guò)程中 兩分子間的分子力一直做正功d 乙分子由b到c的過(guò)程中 兩分子間的分子力一直做負(fù)功解析 乙分子從a到b 再到c的過(guò)程 分子之間均表現(xiàn)為引力 顯然乙分子始終做加速運(yùn)動(dòng) 且到達(dá)c點(diǎn)時(shí)速度最大 故a項(xiàng)錯(cuò) b項(xiàng)正確 乙分子從a到b的過(guò)程 分子的引力一直做正功 故c正確 乙分子由b到c過(guò)程 分子力仍然做正功 故d項(xiàng)錯(cuò) 答案 bc 知識(shí)點(diǎn)三實(shí)驗(yàn) 用油膜法估測(cè)分子的大小1 實(shí)驗(yàn)原理利用油酸的酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜 如圖所示 將油酸分子看做球形 測(cè)出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積 用d v s計(jì)算出油膜的厚度 其中v為一滴油酸溶液中純油酸的體積 s為油膜面積 油膜厚度就近似等于油酸分子的直徑 2 實(shí)驗(yàn)器材注射器 或膠頭滴管 量筒 痱子粉 或細(xì)石膏粉 盛水淺盤(pán) 試劑瓶 水 油酸酒精溶液 坐標(biāo)紙 玻璃板 彩筆 3 實(shí)驗(yàn)步驟 1 取1毫升的油酸溶于酒精中 制成200毫升的油酸酒精溶液 2 往邊長(zhǎng)約為30cm 40cm的淺盤(pán)中倒入約2cm深的水 然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上 1 注意事項(xiàng) 1 為了防止溶液滴落時(shí)外濺 且又容易形成較理想的油膜邊界 滴油酸溶液時(shí)針頭 或膠頭滴管頭 離水面高度為1cm較為適當(dāng) 2 畫(huà)輪廓時(shí)要等待油酸擴(kuò)散后又收縮穩(wěn)定時(shí)才可進(jìn)行 油酸擴(kuò)散后又收縮有兩個(gè)原因 一是由于水面受溶液滴沖擊凹陷后又恢復(fù) 二是酒精揮發(fā)后液面收縮 3 因?yàn)樗陀退岫际菬o(wú)色透明的液體 所以要用痱子粉或細(xì)石膏粉來(lái)顯示油膜的邊界 注意要從盤(pán)的中央加痱子粉或細(xì)石膏粉 由于加粉后水的表面張力系數(shù)變小 水將粉粒拉開(kāi) 同時(shí)粉粒之間又存在著排斥作用 粉會(huì)自動(dòng)擴(kuò)散至均勻 這樣做 比將粉均勻撒在水面上的實(shí)驗(yàn)效果要好 4 當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時(shí) 水從盤(pán)的一側(cè)邊緣倒出 在這側(cè)邊緣會(huì)殘留油酸 為防止影響下次實(shí)驗(yàn)時(shí)油酸的擴(kuò)散和油膜面積的測(cè)量 可用少量酒精清洗 并用脫脂棉擦拭 再用清水沖洗 這樣可保持淺盤(pán)的清潔 5 本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子的大小 實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)量級(jí)符合要求即可 2 誤差分析 5 在做 用油膜法估測(cè)分子的大小 實(shí)驗(yàn)中 用aml的純油酸配制成bml的油酸酒精溶液 再用滴管取1ml油酸酒精溶液 讓其自然滴出 共n滴 現(xiàn)在讓其中一滴落到盛水的淺盤(pán)內(nèi) 待油膜充分展開(kāi)后 測(cè)得油膜的面積為scm2 則 1 估算油酸分子的直徑大小是 cm 2 用油膜法測(cè)出油酸分子的直徑后 要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù) 還需要知道油滴的 a 摩爾質(zhì)量b 摩爾體積c 質(zhì)量d 體積 教育部辦公廳和衛(wèi)生部辦公廳日前聯(lián)合發(fā)布了 關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)?？?zé)煿ぷ鞯囊庖?jiàn) 意見(jiàn) 中要求 教師在學(xué)校的禁煙活動(dòng)中應(yīng)以身作則 帶頭戒煙 通過(guò)自身的戒煙 教育 帶動(dòng)學(xué)生自覺(jué)抵制煙草的誘惑 試估算一個(gè)高約2 8m 面積約10m2的兩人辦公室 若只有一人吸了一根煙 求 1 估算被污染的空氣分子間的平均距離 2 另一不吸煙者呼吸一次大約吸入多少個(gè)被污染過(guò)的空氣分子 人正常呼吸一次吸入氣體300cm3 一根煙大約吸10次 2 被動(dòng)吸煙者一次吸入被污染的空氣分子數(shù)為2 9 1021 300 10 6個(gè) 8 7 1017個(gè) 答案 1 7 10 8m 2 8 7 1017個(gè) 變式訓(xùn)練 1 已知汞的摩爾質(zhì)量為m 200 5 10 3kg mol 密度為 13 6 103kg m3 阿伏加德羅常數(shù)na 6 0 1023mol 1 求 1 一個(gè)汞原子的質(zhì)量 用相應(yīng)的字母表示即可 2 一個(gè)汞原子的體積 結(jié)果保留一位有效數(shù)字 3 體積為1cm3的汞中汞原子的個(gè)數(shù) 結(jié)果保留一位有效數(shù)字 下列關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說(shuō)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(shì)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(shì)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(shì)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(shì)能總是隨分子間距離的減小而減小 解析 當(dāng)分子間距為r0時(shí)為平衡位置 當(dāng)r r0時(shí)分子間表現(xiàn)為引力 且其隨r的增大而先增大后減小 一直做負(fù)功 分子勢(shì)能增大 故a b錯(cuò) 當(dāng)r r0時(shí)分子間表現(xiàn)為斥力 且分子力隨著r的減小而增大 當(dāng)r減小時(shí)分子力做負(fù)功 分子勢(shì)能增大 故選項(xiàng)c正確 d錯(cuò) 答案 c 變式訓(xùn)練 2 如圖所示 用f表示兩分子間的作用力 ep表示分子間的分子勢(shì)能 在兩個(gè)分子之間的距離由10r0變?yōu)閞0的過(guò)程中 a f不斷增大 ep不斷減小b f先增大后減小 ep不斷減小c f不斷增大 ep先增大后減小d f ep都是先增大后減小解析 分子間的作用力是矢量 分子勢(shì)能是標(biāo)量 由圖象可知f先增大后減小 ep則不斷減小 b正確 答案 b 10分 在做 用油膜法估測(cè)分子的大小 的實(shí)驗(yàn)中 油酸酒精溶液的濃度為每104ml溶液中有純油酸6ml 用注射器測(cè)得1ml上述溶液中有液滴50滴 把1滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)里 待水面穩(wěn)定后 將玻璃板放在淺盤(pán)上 在玻璃板上描出油膜的輪廓 隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上 其形狀如圖所示 坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長(zhǎng)為20mm 求 1 油酸膜的面積 2 每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積 3 根據(jù)上述數(shù)據(jù) 估測(cè)出油酸分子的直徑 1 求油酸膜的面積時(shí) 先數(shù)出 整 方格的個(gè)數(shù) 對(duì)剩余小方格的處理方法是 不足半個(gè)的舍去 多于半個(gè)的算一個(gè) 數(shù)一數(shù)共有55個(gè)小方格 所以油酸膜面積s 55 2 10 2 2m2 2 2 10 2m2 3分 答案 1 2 2 10 2m2 2 1 2 10 11m3 3 5 5 10 10m 變式訓(xùn)練 3 2011 大綱全國(guó)高考 在 油膜法估測(cè)油酸分子的大小 實(shí)驗(yàn)中 有下列實(shí)驗(yàn)步驟 往邊長(zhǎng)約為40cm的淺盤(pán)里倒入約2cm深的水 待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上 用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上 待薄膜形狀穩(wěn)定 將畫(huà)有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上 計(jì)算出油膜的面積 根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小 用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中 記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù) 由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積 將玻璃板放在淺盤(pán)上 然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上 完成下列填空 1 上述步驟中 正確的順序是 填寫(xiě)步驟前面的