制作廈門三中 張煥元

1、分子動理論 能量守恒1物體大量分子組成無規(guī)則運動相互作用力擴散現(xiàn)象布朗運動分子動能溫度分子勢能體積內(nèi)能改變物體內(nèi)能的方式做功熱傳遞熱力學(xué)第一定律能量轉(zhuǎn)化和守恒熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第三定律分子動理論 能量守恒下一頁上一頁2一、物質(zhì)是由大量分子組成的1分子動理論的基本內(nèi)容： 物質(zhì)是由大量分子組成的；分子永不停息地做無規(guī)則運動；分子間存在著相互作用力。2一般認為分子直徑大小的數(shù)量級為10-10m。3阿伏加德羅常數(shù)NA=6.021023mol-1，是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁。它把物質(zhì)的摩爾質(zhì)量、摩爾體積這些宏觀物理量和分子質(zhì)量、分子體積這些微觀物理量聯(lián)系起來了。NA = V=M/NnNA。4用單分

2、子油膜法估測分子大小的原理：直徑 V指油膜體積；S指油膜面積反 饋下一頁上一頁返 回3 例1：體積為1.010-3cm3的一滴石油，滴在湖面上后，擴展成面積是4.0m2的單分子油膜。由此可知石油分子的直徑為_m。(結(jié)果取兩位有效數(shù)字)2.510-10下一頁上一頁返 回4 例2：一滴露水的質(zhì)量約是910-5g。它含有_個水分子。(阿伏伽德羅常數(shù)取N A=6.01023mol-1，1mol的水質(zhì)量是18g)31018知識點下一頁上一頁返 回5二、分子的熱運動 1物體里的分子永不停息地做無規(guī)則運動，這種運動跟溫度有關(guān)，所以通常把分子的這種運動叫做熱運動。布朗運動內(nèi)容： 布朗運動是指懸浮在液體中的固體

3、微粒的無規(guī)則運動。成因： 液體分子無規(guī)則運動時，頻繁地、無規(guī)則地撞擊懸浮在液體中的微粒，使微粒發(fā)生了無規(guī)則運動可見，布朗運動的原因是分子無規(guī)則運動的結(jié)果，但我們所直接看到的并不是分子的運動，而是分子運動的一種表現(xiàn)注意： 形成條件是：只要微粒足夠小。 溫度越高，布朗運動越激烈。 觀察到的是固體微粒（不是液體或固體分子）的無規(guī)則運動，反映的是液體分子運動的無規(guī)則性。 實驗中描繪出的是某固體微粒每隔30秒的位置的連線，不是該微粒的運動軌跡。 下一頁上一頁返 回6影響布朗運動劇烈程度的因素：微粒的大?。?在其它條件相同的情況下，微粒的質(zhì)量越小，越容易改變運動狀態(tài)，因此在受分子撞擊后做無規(guī)則的運動越劇烈

4、液體的溫度： 溫度越高，分子無規(guī)則運動得越劇烈，對懸浮微粒撞擊的頻率及強度越高，所以微粒無規(guī)則運動得越劇烈擴散現(xiàn)象和布朗運動都可以很好地證明分子在永不停息地做無規(guī)則熱運動。反 饋下一頁上一頁返 回7例3：關(guān)于布朗運動的下列敘述中正確的是 （ ） A花粉微粒的無規(guī)則運動也就是分子的無規(guī)則運動 B溫度越低，花粉的運動越劇烈 C花粉微粒越大，同一瞬間受到越多分子的撞擊，不規(guī)則運動就越劇烈 D花粉微粒的無規(guī)則運動，反映了液體分子的無規(guī)則運動下一頁上一頁返 回8 例4：右圖中關(guān)于布朗運動的實驗，下列說法正確的是（ ）A、圖中記錄的是分子的無規(guī)則運動的情況B、圖中記錄的是微粒做布朗運動的軌跡C、實驗中可以

5、看到，微粒越大，布朗運動越明顯D、實驗中可以看到，溫度越高，布朗運動越激烈知識點下一頁上一頁返 回9三.分子間的相互作用力分子力有如下幾個特點：分子間同時存在引力和斥力；引力和斥力都隨著距離的增大而減??；斥力比引力變化得快。分子間作用力（指引力和斥力的合力）隨分子間距離而變的規(guī)律是： r r0時表現(xiàn)為引力； r 10r0 以后，分子力變得十分微弱，可以忽略不計。反 饋下一頁上一頁返 回10 例5：分子間的相互作用力由引力F引和斥力F斥兩部分組成，則（ ）A、F斥和F引同時存在B、F引總是大于F斥，其合力總表現(xiàn)為引力C、分子之間的距離越小，F(xiàn)引越小，F(xiàn)斥越大D、分子之間的距離越小，F(xiàn)引越大，F(xiàn)斥

6、越小知識點下一頁上一頁返 回11四物體的內(nèi)能1定義： 物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。2注意： 物體的內(nèi)能在微觀上決定于分子數(shù)目、分子動能和分子勢能；在宏觀上決定于物質(zhì)的量、溫度和體積。 溫度是物體分子熱運動的平均動能的標(biāo)志。溫度越高，分子做熱運動的平均動能越大。 分子勢能不一定隨體積的增大而增大，判斷分子勢能如何變化，關(guān)鍵是判斷分子力是做正功，還是做負功；或根據(jù)物態(tài)變化的吸放熱來判斷。 物體的內(nèi)能與機械能無關(guān)。反 饋下一頁上一頁返 回12例6：溫度都是0的10克冰和10克水比較，（ ）A由于水是液體易流動，所以水中分子的平均動能比冰中的大；B質(zhì)量相同，溫度相同，內(nèi)

7、能也相同；C由于溫度相同，所以冰和水中每一個分子動能都相等；D水的內(nèi)能比冰大。知識點下一頁上一頁返 回13五熱力學(xué)三定律能量守恒做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。也就是說，做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。但從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點看又是有區(qū)別的：做功是其他能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，功是內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度；而熱傳遞是內(nèi)能間的轉(zhuǎn)移，熱量是內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度。外界對物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體內(nèi)能的增加U，即U=Q+W， 這在物理學(xué)中叫做熱力學(xué)第一定律。符號法則：物理量符號意義符號意義W+外界對物體做功-物體對外界做功Q+物體吸收熱量-物體放出熱量U+內(nèi)能增加-內(nèi)能減少下一頁上一頁返 回14

8、熱力學(xué)第二定律的表述： 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化（按熱傳導(dǎo)的方向性表述）。 不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化（按機械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述）。 第二類永動機是不可能制成的。熱力學(xué)第三定律：熱力學(xué)零度是不可達到的。 T = t + 273.15K 和 T =t能量守恒定律：能量即不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。熱力學(xué)第二定律使人們認識到：自然界種進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。反 饋下一頁上一頁返 回15 例6：下列說法中正確的是

9、( )A物體甲自發(fā)傳遞熱量給物體乙，說明甲物體的內(nèi)能一定比乙物體的內(nèi)能大物體的溫度越高，其分子的平均動能越大因為能量守恒，所以“能源危機”是不可能發(fā)生的物體內(nèi)能增加，一定是物體從外界吸收了熱量下一頁上一頁返 回16 例： 氣缸中的氣體從外界吸收了4.2103J的熱量，同時氣體推動活塞對外界做了2.2103J的功。那么氣體的內(nèi)能（ ） A. 增加了2.0103J B. 減少了2.0103J C. 增加了6.4103J D. 減少了6.4103J下一頁上一頁返 回17 例：第一類永動機違背了 定律；第二類永動機違背了 定律。能量守恒熱力學(xué)第二下一頁上一頁返 回18 例：根據(jù)熱力學(xué)第二定律判斷以下說

10、法中正確的是：（ ）不可能使熱量由低溫物體傳到高溫物體；物體的機械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；不可能從單一熱源吸收熱量并把這些熱量全部用來做功而不引起其他變化；致冷系統(tǒng)將冰箱內(nèi)溫度較低的食品的熱量傳給外界較高溫度的空氣，這違反了“熱量只能從溫度較高的物體傳到溫度較低的物體”的規(guī)律知識點下一頁上一頁返 回19六氣體的壓強1氣體分子運動的特點是： 氣體分子間的作用力可忽略不計； 氣體無一定的體積和形狀；氣體分子向各個方向運動的數(shù)目相等。用分子動理論解釋氣體壓強的產(chǎn)生（氣體壓強的微觀意義）。氣體的壓強是大量分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生一個持續(xù)的均勻的壓力。壓強的大小跟兩個因素有關(guān)： 氣體分子的平均動能; 分子

11、的密集程度。下一頁上一頁返 回20 用氣體分子熱運動的觀點解釋熱現(xiàn)象時，可用以下兩個公式解釋： ： P = n 0表示氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)；EK表示分子的平均動能。 氣體的體積、壓強、溫度間的關(guān)系 一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，體積減小，壓強增大。T不變、，p。 一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變的情況下，溫度升高，體積增大。p不變、T，。 一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度升高，壓強增大。不變、T，p。反 饋下一頁上一頁返 回21例10：一定溫度下，氣體分子的速率分布情況是（ ）A各個分子的速率相等；各個分子的速率不相等，每一個分子的速率都是不變的；各個分子的速率不同，速率很大和很小的

12、分子數(shù)較少，具有中等速率的分子數(shù)較多；各個分子的速率不同，在不同速率范圍內(nèi)，分子數(shù)的分布是均勻的；下一頁上一頁返 回22 例11：炎熱的夏天，打足了氣的自行車在日光的暴曬下有時會漲破，這是輪胎中氣體的溫度升高，壓強_造成的。當(dāng)溫度升高時，氣體分子的熱運動變的劇烈，氣體分子的平均動能_，撞擊器壁的作用力_，所以氣體的壓強增大。增大增大增大下一頁上一頁返 回23 例12：對于一定質(zhì)量的氣體，下列有關(guān)氣體的壓強、體積、溫度之間關(guān)系的說法正確的是（ ）如果保持氣體的體積不變，那么溫度升高，壓強減小；如果保持氣體的體積不變，那么溫度降低壓強增大；如果保持氣體的溫度不變，那么體積越小，壓強越??；如果保持氣

13、體的溫度不變那么體積越小，壓強越大；下一頁上一頁返 回24阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀世界和微觀世界的橋梁 NA=Mmol/m分=V/v分其中：Mmol、m分分別表示摩爾質(zhì)量和分子質(zhì)量 V、v分分別表示摩爾體積和分子體積球 體 模 型：V分=d3V分=4/3R3=1/6 d3立方體模型：25 1、已知銅的摩爾質(zhì)量M=63.5g/cm3,銅的密度是=8.9g/cm3。試估算銅原子的質(zhì)量和銅原子的直徑。返回解：銅原子質(zhì)量m=M/NA=63.5/6.021023=1.06 10-22g銅原子的體積v=M/ NA =63.5/ 8.96.021023=1.2 10-23 cm3銅原子的直徑D=2.8 10

14、-8 cm2627 擴散現(xiàn)象和布朗運動都可以很好地證明分子的熱運動，但擴散現(xiàn)象是分子運動，布朗運動是懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)則運動。關(guān)于布朗運動要注意以下幾點：形成條件是：只要微粒足夠小；溫度越高，布朗運動越激烈；觀察到的是固體微粒（不是液體、固體分子）的無規(guī)則運動，反映的是液體分子運動的無規(guī)則性；實驗中描繪的是某固體微粒每隔30s的位置連線，不是該微粒的運動軌跡。282、關(guān)于布朗運動，下列說法中正確的是( ) A、布朗運動是指液體分子的無規(guī)則運動； B、布朗運動是液體分子對小顆粒撞擊時產(chǎn)生的沖擊力不平衡引起的； C、圖中記錄的是微粒做布朗運動的軌跡； D、溫度越高，布朗運動越激烈。BD返

15、回29分子間的相互作用有如下特點：分子間同時存在引力和斥力，實際表現(xiàn)出來的是 它們的合力；引力和斥力都隨分子間距離的增大而減?。怀饬Ρ纫ψ兓每?。30 3、當(dāng)兩個分子之間距離為ro時，正好處于平衡狀態(tài)，下面關(guān)于分子間相互作用的引力和斥力的各種說法中正確的是( ) A、F引和F斥是同時存在的； B、分子之間的距離越小， F引越小， F斥越大； C、破鏡不能重圓，是由于分子間存在斥力； D、當(dāng)分子間距離等于2 ro 時，它們之間既有引力又有斥力，而且引力大于斥力。AD返回31 物體的內(nèi)能跟物體的溫度、體積和物質(zhì)的量有關(guān)，溫度升高，分子平均動能增大；體積變化，分子勢能也變化；內(nèi)能和機械能是兩種不同

16、形式的能，兩者之間沒有直接的關(guān)系。32 4、以下說法正確的是( ) A、高溫物體一定比低溫物體內(nèi)能多； B、一定質(zhì)量的0水結(jié)成0冰，內(nèi)能一定減小 ； C、物體的溫度升高（不考慮熱脹冷縮），內(nèi)能一定減??； D、物體在粗糙的水平面上作減速運動時，機械能減小，內(nèi)能也減小。BC返回33 做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。即做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。但做功是其它形式的能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，功是能量轉(zhuǎn)化的量度；而熱傳遞是內(nèi)能在不同物體間的轉(zhuǎn)移，熱量是內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度。34熱力學(xué)第一定律 物體內(nèi)能的增加量U等于物體吸收的熱量Q和外界對物體做的功W之和。即：符號法則：物理量符號意義符號意義W+外界對物體做功

17、物體對外界做功Q+物體吸收熱量物體放出熱量U+內(nèi)能增加內(nèi)能減少 U=Q+W35 5、以下說法正確的是( ) A、將物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，必須通過做功的過程來實現(xiàn)； B、熱量總是從內(nèi)能多的物體傳給內(nèi)能少的物體 ； C、物體吸收熱量，對外做功，內(nèi)能一定減?。?D、一定質(zhì)量的氣體吸收熱量，而保持體積不變，內(nèi)能一定增加。AD返回36 6、一定質(zhì)量的氣體，在被壓縮的過程中外界對氣體做功300J，但這一過程中氣體的內(nèi)能減少了300J，問氣體在此過程中是吸熱還是放熱？吸收或放出的熱量是多少？返回解：外界對物體做功 W=300J氣體的內(nèi)能減少了 U=-300J根據(jù)熱力學(xué)第一定律 得Q=U - W=-300J

18、300J= -600JQ是負值，表示氣體放熱，因此氣體放出了600J的熱量。37 能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體；在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量不變。這就是能量守恒定律。 能量守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律之一，是研究自然科學(xué)的強有力的手段。38 7、有一瀑布高度是50m，流量為12m3/s，計劃在瀑布底部建立水電站。設(shè)在瀑布處水流速度與發(fā)電機處水輪機內(nèi)水流出的速度相等，且水流的能量有65被利用。求安裝的發(fā)電機功率至少多大？返回解：t 秒內(nèi)流下的水質(zhì)量m= v = Qt t 秒內(nèi)流下的水重力勢能減少EP=mgh =Qtgh 轉(zhuǎn)化成的電能 E電= EP = Qtgh 發(fā)電功率P= E電/t= Qgh =1.0103 12 9.8 50 65W =3.82 106W =3.82 103KW 39 熱力學(xué)第二定律 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化。（按熱傳導(dǎo)的方向性來表