熱學(xué)講分子動(dòng)理論與統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)課件

高三物理高考復(fù)習(xí)

第13章熱學(xué)第1講分子動(dòng)理論內(nèi)能

高三物理高考復(fù)習(xí)第13章熱學(xué)第11

一、物體是由大量分子組成的

1．分子的體積很小，它的直徑數(shù)量級(jí)是10－10m.2．分子質(zhì)量很小，一般分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)是

10－26kg

.3．阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1，是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁．

二、分子永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)

1．分子永不停息做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)：

擴(kuò)散現(xiàn)象

和

布朗運(yùn)動(dòng)

.2.擴(kuò)散現(xiàn)象：相互接觸的物質(zhì)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，溫度越高，擴(kuò)散

.越快一、物體是由大量分子組成的2.擴(kuò)散現(xiàn)象：相23．布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

(1)布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮的

花粉顆粒

的運(yùn)動(dòng)，不是分子的運(yùn)動(dòng)，而是分子運(yùn)動(dòng)的反映．

(2)小顆粒做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)．

(3)任何固體顆粒懸浮在液體內(nèi)部都可以做布朗運(yùn)動(dòng)，顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越

明顯

.(4)布朗運(yùn)動(dòng)在任何溫度下都發(fā)生，但溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越

明顯

.

說明：布朗運(yùn)動(dòng)既不是固體分子的運(yùn)動(dòng)，也不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，而是懸浮在液體中固體小顆粒不停地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng).3．布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)說明：布朗運(yùn)動(dòng)既不是固體分子的3

4．布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的關(guān)系布朗運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)都是無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，熱運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因，布朗運(yùn)動(dòng)是分子熱運(yùn)動(dòng)的反映．

三、分子間存在著相互作用力

1．分子間同時(shí)存在引力和斥力，實(shí)際表現(xiàn)的分子力是引力和斥力的合力．

2．分子間的引力和斥力都隨分子間的距離的增大而

減小

，隨分子間的距離的減小而

增大

，但斥力的變化比引力的變化快．4．布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的關(guān)系43．分子間作用力和分子間距離r的關(guān)系．如圖13－1－1所示，(r0表示引力和斥力相等時(shí)的分子間距.r=r0(r0的數(shù)量級(jí)約為10-10m)

當(dāng)r＝r0時(shí)，F(xiàn)引

＝

F斥，分子力為

零

.

當(dāng)r>r0時(shí)，F(xiàn)引

>

F斥，分子力表現(xiàn)為

引力

.當(dāng)r<r0時(shí)，F(xiàn)引

<

F斥，分子力表現(xiàn)為

斥力.圖13－1－13．分子間作用力和分子間距離r的關(guān)系．圖13－15r=r0時(shí)f引=f斥分子力F=0,對(duì)外不表現(xiàn)分子力r>r0時(shí)f引>f斥

分子力表現(xiàn)為引力r<r0時(shí)f引<f斥

分子力表現(xiàn)為斥力3．分子間作用力和分子間距離r的關(guān)系．r=r0時(shí)f引=f斥分子力F=0,對(duì)外不表現(xiàn)分子力6四.物體的內(nèi)能1．分子平均動(dòng)能的理解(1)單個(gè)分子的動(dòng)能是沒有意義的，有意義的是物體內(nèi)所有分子動(dòng)能的平均值，即分子的平均動(dòng)能：熱學(xué)講分子動(dòng)理論與統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)課件7③分子總動(dòng)能從微觀上看與分子的個(gè)數(shù)和平均動(dòng)能有關(guān)④分子總動(dòng)能從宏觀上看與物體的質(zhì)量，摩爾質(zhì)量和溫度有關(guān)。（2）、溫度①宏觀含義：溫度是反映物體的冷熱程度的物理量．②微觀含義（從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看）：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能越大．③分子總動(dòng)能從微觀上看與分子的個(gè)數(shù)和平均動(dòng)能有關(guān)④分子總動(dòng)能8注意：1.同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動(dòng)能都相同．但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不一定相同，所以分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率也不一定相同．2.溫度反映的是大量分子平均動(dòng)能的大小，不能反映個(gè)別分子的動(dòng)能大小，同一溫度下，各個(gè)分子的動(dòng)能不盡相同．3.在同一個(gè)溫度下，物體分子的速度絕大部分分布在某個(gè)值附近，但總是有小部分速度很大的和速度很小的。注意：1.同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動(dòng)能都相同．但由于不92．分子勢(shì)能的理解分子勢(shì)能與分子間的距離(宏觀表現(xiàn)為物體的體積)有關(guān)．分子勢(shì)能的大小隨距離的變化如圖所示．由圖可知：(1)當(dāng)分子力為零時(shí)，即r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能不是為零，而是最小．2．分子勢(shì)能的理解10(2)當(dāng)r>r0，分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，隨著分子間的距離增大，分子需要不斷克服分子力做功，分子勢(shì)能增大．(3)r<r0，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著分子間距離減小，分子需要不斷克服分子力做功，分子勢(shì)能增大．(4)分子勢(shì)能的數(shù)值和其他勢(shì)能一樣，也具有相對(duì)意義．由圖可知，選無窮遠(yuǎn)處為零分子勢(shì)能時(shí)，分子勢(shì)能可以大于零，可以小于零，也可以等于零．物體體積改變，物體的分子勢(shì)能必定發(fā)生改變．大多數(shù)物質(zhì)是體積越大，分子勢(shì)能越大；也有少數(shù)反常物質(zhì)(如冰、鑄鐵等)，體積大，分子勢(shì)能反而?。?2)當(dāng)r>r0，分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，隨著分子間的距離增大，113．內(nèi)能的決定因素物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)．一般說來物體的內(nèi)能決定因素可從兩個(gè)方面判定：微觀決定因素；宏觀決定因素．(1)微觀決定因素：分子的勢(shì)能、分子的平均動(dòng)能、分子的個(gè)數(shù)．(2)宏觀決定因素：物體的體積、物體的溫度、物體所含物質(zhì)的多少，即物質(zhì)的量．3．內(nèi)能的決定因素12類別比較內(nèi)能機(jī)械能定義物體內(nèi)所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能之和物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的統(tǒng)稱決定由物體內(nèi)部狀態(tài)決定跟宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)量值任何物體都有內(nèi)能可以為零測(cè)量不易測(cè)量容易測(cè)量本質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)和相互作用的結(jié)果宏觀物體的運(yùn)動(dòng)和相互作用的結(jié)果物體的內(nèi)能和機(jī)械能的比較類別內(nèi)能機(jī)械能定義物體內(nèi)所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能之和物13(1)物體的體積越大，分子勢(shì)能不一定就越大，如0℃的水結(jié)成0℃的冰后體積變大，但分子勢(shì)能卻減小了．(2)理想氣體分子間相互作用力為零，故分子勢(shì)能忽略不計(jì)，一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)．(3)內(nèi)能是對(duì)物體的大量分子而言的，不存在某個(gè)分子的內(nèi)能的說法．知識(shí)理解：知識(shí)理解：142.氣體能充滿它所能到達(dá)的整個(gè)空間氣體的體積為容器的容積3.在空間,向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目是相等的1.氣體分子間的距離大約是分子直徑的10倍左右，可以把分子視為質(zhì)點(diǎn)五、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)與統(tǒng)計(jì)規(guī)律:對(duì)統(tǒng)計(jì)規(guī)律的理解

(1)個(gè)別事物的出現(xiàn)具有偶然因素，但大量事物出現(xiàn)的機(jī)會(huì)，卻遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律．

(2)從微觀角度看，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，但從總體來看，大量分子的運(yùn)動(dòng)卻有一定的規(guī)律．2.氣體能充滿它所能到達(dá)的整個(gè)空間氣體的體積為容器的容積3.15氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)與統(tǒng)計(jì)規(guī)律1.某一事件的出現(xiàn)純粹是偶然的，但

的偶然事件都會(huì)表現(xiàn)出一定的整體規(guī)律，叫做統(tǒng)計(jì)規(guī)律.2.在一定溫度下，不管個(gè)別分子怎樣運(yùn)動(dòng)，氣體的多數(shù)分子的速率都在某個(gè)數(shù)值附近，表現(xiàn)出“

”的分布規(guī)律.大量中間多、兩頭少氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)與統(tǒng)計(jì)規(guī)律大量中間多、兩頭少163.氣體壓強(qiáng)的微觀意義（2）.影響氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素:氣體分子的平均動(dòng)能氣體分子的密集程度-----溫度-----體積（1）．產(chǎn)生原因是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力．所以從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)看來，氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力．（微觀因素）(2)宏觀因素3.氣體壓強(qiáng)的微觀意義（2）.影響氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素:氣體分17【例】．(2011年?yáng)|莞高二檢測(cè))關(guān)于密閉容器中氣體的壓強(qiáng)，下列說法正確的是(

)A．是由于氣體分子相互作用產(chǎn)生的B．是由于氣體分子碰撞容器壁產(chǎn)生的C．是由于氣體的重力產(chǎn)生的D．氣體溫度越高，壓強(qiáng)就一定越大解析：選B.氣體的壓強(qiáng)是由容器內(nèi)的大量分子撞擊器壁產(chǎn)生的，A、C錯(cuò)，B對(duì)．氣體的壓強(qiáng)受溫度、體積影響，溫度升高，若體積變大，壓強(qiáng)不一定增大，D錯(cuò)．【例】．(2011年?yáng)|莞高二檢測(cè))關(guān)于密閉容器中氣體的壓強(qiáng)，18【例】下列關(guān)于氣體分子運(yùn)動(dòng)的說法正確的是(

)A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空間自由移動(dòng)B．分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無章的熱運(yùn)動(dòng)C．分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等D．分子的速率分布毫無規(guī)律解析：選ABC.分子的頻繁碰撞使其做雜亂無章的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，除碰撞外，分子可做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A、B對(duì)．大量分子運(yùn)動(dòng)遵守統(tǒng)計(jì)規(guī)律，如分子向各方向運(yùn)動(dòng)機(jī)會(huì)均等，分子速率分布呈“中間多，兩頭少”的規(guī)律，C對(duì)，D錯(cuò)．【例】下列關(guān)于氣體分子運(yùn)動(dòng)的說法正確的是()解析：選AB19六、溫度和溫標(biāo)1．溫度溫度在宏觀上表示物體的

程度；在微觀上反應(yīng)分子的

的大?。?．兩種溫標(biāo)(1)比較：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)．兩種溫標(biāo)溫度的零點(diǎn)不同，同一溫度兩種溫標(biāo)的數(shù)值不同，但它們表示的溫度間隔是相同的，即每一度的大小相同，即Δt＝ΔT.(2)關(guān)系：T＝t＋273.15K.冷熱平均動(dòng)能六、溫度和溫標(biāo)冷熱平均動(dòng)能20特別提醒：(1)熱力學(xué)溫度的零值是低溫極限，永遠(yuǎn)達(dá)不到，即熱力學(xué)溫度無負(fù)值．(2)溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體行為，對(duì)個(gè)別分子來說溫度沒有意義．特別提醒：(1)熱力學(xué)溫度的零值是低溫極限，永遠(yuǎn)達(dá)不到，即熱21【例】下列關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)的說法不正確的是(

)A．熱力學(xué)溫度的零度是－273.15℃，叫絕對(duì)零度B．熱力學(xué)溫度的每一度的大小和攝氏溫度是相同的C．絕對(duì)零度是低溫的極限，永遠(yuǎn)達(dá)不到D．1℃就是1K解析：熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的每一度大小是相同的，兩種溫度的區(qū)別在于它們的零值規(guī)定不同，所以A、B、C正確；據(jù)T＝(273.15＋t)K知1℃為274.15K，所以D不正確．答案：D【例】下列關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)的說法不正確的是()22【例】有甲、乙兩種氣體，如果甲氣體內(nèi)分子平均速率比乙氣體內(nèi)平均速率大，則(

)A．甲氣體溫度，一定高于乙氣體的溫度B．甲氣體溫度，一定低于乙氣體的溫度C．甲氣體的溫度可能高于也可能低于乙氣體的溫度D．甲氣體的每個(gè)分子運(yùn)動(dòng)都比乙氣體每個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的快答案：C【例】有甲、乙兩種氣體，如果甲氣體內(nèi)分子平均速率比乙氣體內(nèi)平23解析：A項(xiàng)認(rèn)為氣體分子平均速率大，溫度就高，這是對(duì)氣體溫度的微觀本質(zhì)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，氣體溫度是氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，而分子的平均動(dòng)能不僅與分子的平均速率有關(guān)，還與分子的質(zhì)量有關(guān)．本題涉及兩種不同氣體(即分子質(zhì)量不同)，它們的分子質(zhì)量無法比較．因而無法比較兩種氣體的溫度的高低．故A、B錯(cuò)，C正確．速率的平均值大，并不一定每個(gè)分子速率都大，故D錯(cuò)．答案：C解析：A項(xiàng)認(rèn)為氣體分子平均速率大，溫度就高，這是對(duì)氣體溫度的24【例】攝氏溫標(biāo)：在1954年以前，標(biāo)準(zhǔn)溫度的間隔是用兩個(gè)定點(diǎn)確定的．它們是水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)(汽化點(diǎn))和冰在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下與空氣飽和的水相平衡時(shí)的熔點(diǎn)(冰點(diǎn))．?dāng)z氏溫標(biāo)(以前稱為百分溫標(biāo))是由瑞典天文學(xué)家A·攝爾修斯設(shè)計(jì)的．以冰點(diǎn)定作0℃，汽化點(diǎn)定作100℃，因此在這兩個(gè)固定點(diǎn)之間共為100℃，即一百等份，每等份代表1度，用1℃表示，用攝氏溫標(biāo)表示的溫度叫做攝氏溫度．?dāng)z氏溫標(biāo)用度作單位，常用t表示．熱力學(xué)溫標(biāo)由英國(guó)科學(xué)家威廉·湯姆遜(開爾文)創(chuàng)立，把－273.15℃作為零度的溫標(biāo)，叫做熱力學(xué)溫標(biāo)(或絕對(duì)溫標(biāo))．熱力學(xué)溫標(biāo)用T表示，單位用K表示．【例】攝氏溫標(biāo)：在1954年以前，標(biāo)準(zhǔn)溫度的間隔是用兩個(gè)定點(diǎn)25試回答：(1)熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)之間的關(guān)系為________．(2)如果可以粗略地?。?73℃為絕對(duì)零度．在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)為________℃，即為________K，水的沸點(diǎn)是________℃，即________K.(3)如果物體的溫度升高1℃，那么，物體的溫度將升高_(dá)_______K.T＝t＋273.15K02731003731試回答：T＝t＋273.15K0273100373126解析：(1)攝氏溫標(biāo)冰點(diǎn)溫度為0℃，汽化點(diǎn)溫度作為100℃，且用t表示；而熱力學(xué)溫標(biāo)是把－273.15℃作為零開爾文的，用T表示，所以熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)之間的關(guān)系為T＝t＋273.15K.(2)如果取－273℃為絕對(duì)零度，則T與t關(guān)系為T＝t＋273K．顯然，在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)為0℃，即為273K；水的沸點(diǎn)是100℃，即為373K.(3)因T＝t＋273.15K，所以當(dāng)t由1℃增加到2℃時(shí)，T就由1＋273.15K＝274.15K增加到2＋273.15K＝275.15K，顯然物體的溫度升高1℃，溫度升高1K.解析：(1)攝氏溫標(biāo)冰點(diǎn)溫度為0℃，汽化點(diǎn)溫度作為100℃，27

1.阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用

問題：阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀與宏觀的紐帶，在熱學(xué)中如何利用阿伏加德羅常數(shù)進(jìn)行估算？

解答：阿伏加德羅常數(shù)NA把宏觀摩爾質(zhì)量Mmol與摩爾體積Vmol跟微觀量分子質(zhì)量m0與分子體積V0聯(lián)系了起來．

1.阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用28熱學(xué)講分子動(dòng)理論與統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)課件29(2)正方體模型：設(shè)想固體和液體分子(原子或離子)是緊密排列著的正方體，那么分子間距離就是正方體的邊長(zhǎng)，因此一個(gè)分子的體積就是V0＝L3.

對(duì)于以上兩種模型計(jì)算出的數(shù)量級(jí)是相同的，但對(duì)于氣體，由于氣體分子間的距離比較大，利用以上兩模型無法求出氣體分子的直徑，但可根據(jù)氣體總體積和分子數(shù)求出每個(gè)分子占有的空間和相鄰兩分子的間距．(2)正方體模型：設(shè)想固體和液體分子(原子或離子30

【例1】：根據(jù)水的密度為ρ＝1.0×103kg/m3和水的摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg，利用阿伏加德羅常數(shù)，估算水分子的質(zhì)量和水分子的直徑．解析：每個(gè)水分子的質(zhì)量mo＝M/NA＝3.0×10－26kg；水的摩爾體積V＝M/ρ，把水分子看做一個(gè)挨一個(gè)緊密排列的小球，則每個(gè)分子的體積為V0＝V/NA，而根據(jù)球體積的計(jì)算公式，用d表示水分子直徑，V0＝4πr3/3＝πd3/6，得d＝4×10－10m.【例1】：根據(jù)水的密度為ρ＝1.0×103kg/31

點(diǎn)評(píng)：估算問題是熱學(xué)定量運(yùn)算常遇到的問題，也是近年考查的熱點(diǎn)之一，常用什么公式運(yùn)算，怎樣快捷估算都是大家復(fù)習(xí)時(shí)要專項(xiàng)訓(xùn)練的．

警示：分不清固體、液體和氣體的分子間距所對(duì)應(yīng)的模型而出錯(cuò)．點(diǎn)評(píng)：估算問題是熱學(xué)定量運(yùn)算常遇到的問題，也是近年32

2.分子熱運(yùn)動(dòng)

問題：分子很小，其直徑數(shù)量級(jí)為10－10m，肉眼看不見，但是我們可以利用兩種典型的現(xiàn)象采用轉(zhuǎn)化法進(jìn)行推測(cè)．請(qǐng)描述推測(cè)的過程．解答：通過布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散能推測(cè)分子的熱運(yùn)動(dòng)特征．雖然布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散是不同的現(xiàn)象，但也有相同之處．首先，它們都反映了分子永不停息的做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)；其次，擴(kuò)散和布朗運(yùn)動(dòng)都是隨溫度的升高而表現(xiàn)得越明顯．2.分子熱運(yùn)動(dòng)33

其不同之處是：擴(kuò)散是兩種不同物質(zhì)接觸時(shí)，沒有受到外力影響，而能彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，氣體、液體、固體都有擴(kuò)散現(xiàn)象．?dāng)U散的快慢程度除和溫度有關(guān)外，還與物體的密度差、溶液的濃度差有關(guān)．物體的密度差(或濃度差)越大，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快．而布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與微粒的大小和液體的溫度有關(guān)．其不同之處是：擴(kuò)散是兩種不同物質(zhì)接觸時(shí)，沒有受到外34【例2】做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測(cè)記錄如圖13－1－3所示．圖中記錄的是(

)A．分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況

B．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡

C．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖線

D．按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線

圖13－1－3答案：D【例2】做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測(cè)記錄如圖13－135

解析：布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而非分子的運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)于某個(gè)微粒而言在不同時(shí)刻的速度大小和方向均是不確定的，所以無法確定其在某一個(gè)時(shí)刻的速度，故也就無法描繪其速度—時(shí)間圖線，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)正確．

答案：D解析：布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)36

點(diǎn)評(píng)：布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：(1)布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的；(2)布朗運(yùn)動(dòng)是永不停息的；(3)布朗微粒越小，運(yùn)動(dòng)越明顯；(4)溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著．警示：布朗運(yùn)動(dòng)中固體微粒的運(yùn)動(dòng)極不規(guī)則，實(shí)驗(yàn)得出的是每隔一定時(shí)間微粒所處位置的連線，不是固體微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡

點(diǎn)評(píng)：布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：37

3.分子力與分子間距的關(guān)系

問題：分子間距發(fā)生變化時(shí)，分子間的引力、斥力、它們的合力分子力都要變化，同時(shí)分子力做功還將引發(fā)分子勢(shì)能、分子動(dòng)能的變化．請(qǐng)?jiān)斒鲋?.分子力與分子間距的關(guān)系38

解答：引力與斥力隨分子間距增大而減小，但斥力的變化比引力的變化要快．由分子力曲線可知，當(dāng)r<r0(r0＝10－10m)時(shí)，斥力大于引力，分子力表現(xiàn)為斥力，且隨著分子間距離減小而增大；r＝r0時(shí)，斥力與引力相等，分子力表現(xiàn)為零；當(dāng)r>r0時(shí)，斥力小于引力，分子力表現(xiàn)為引力，且隨著分子間距離增大先增大后減?。獯穑阂εc斥力隨分子間距增大而減小，但斥力的變化39

取兩分子間距r＝∞時(shí)為零勢(shì)能，當(dāng)r<r0時(shí)，若分子間距減小，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，動(dòng)能減小；當(dāng)r>r0時(shí)，若分子間距減小，分子力做正功，分子動(dòng)能增大，分子勢(shì)能減小，當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，分子動(dòng)能最大．取兩分子間距r＝∞時(shí)為零勢(shì)能，當(dāng)r<r0時(shí)，若分子40

【例3】：根據(jù)分子動(dòng)理論，設(shè)兩個(gè)分子間的距離為r0時(shí)分子間的引力和斥力相等，以下關(guān)于分子力與分子勢(shì)能與它們間距離的關(guān)系，正確的是(

)A．若兩分子間距離在r0的基礎(chǔ)上增大，則分子間的引力增大，斥力減小，分子力表現(xiàn)為引力

B．兩分子間距離越大，分子力越??；分子間距離越小，分子力越大

C．兩分子間距離為r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，在r0的基礎(chǔ)上距離增大或減小，分子勢(shì)能都變大

D．兩分子間距離越大，分子勢(shì)能越大；分子間距離越小，分子勢(shì)能越小答案：C【例3】：根據(jù)分子動(dòng)理論，設(shè)兩個(gè)分子間的距離為r0時(shí)分子間41

解析：如左圖所示，當(dāng)兩分子間的距離為r0時(shí)，分子間的引力和斥力相等，分子力為零；若分子間距在r0的基礎(chǔ)上增大，分子間的引力和斥力同時(shí)減小，因斥力減小得快，故分子力表現(xiàn)為引力，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從分子力隨距離變化的圖象可知，分子力的變化不具有單調(diào)性，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

解析：如左圖所示，當(dāng)兩分子間的距離為r0時(shí)，分子間42

右圖為分子勢(shì)能與分子間距的關(guān)系圖象，由圖象可知，兩分子間距離為r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，當(dāng)分子間距離在r0的基礎(chǔ)上增大時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，當(dāng)減小分子間的距離時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，故可以判斷選項(xiàng)C是正確的；同時(shí)，分子勢(shì)能的圖象不具有單調(diào)性，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．綜述C項(xiàng)正確．答案：C右圖為分子勢(shì)能與分子間距的關(guān)系圖象，由圖象可知43

點(diǎn)評(píng)：固體在平衡時(shí)，分子間的引力與斥力大小相等，處于平衡狀態(tài)，而當(dāng)我們對(duì)它施加作用力而企圖把它拉長(zhǎng)時(shí)，分子間的距離稍微變大—點(diǎn)，分子間的引力就大于斥力，從而分子間的作用力宏觀上變成了引力，因此很難被拉斷．氣體之所以充滿整個(gè)容器，是因?yàn)闅怏w分子間幾乎沒有相互作用力，分子除了與其他分子發(fā)生碰撞以外，幾乎做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直到它們與器壁相碰．同樣，氣體分子對(duì)器壁有壓強(qiáng)，這是氣體分子與器壁碰撞過程中產(chǎn)生的作用力，與氣體分子間的斥力無關(guān)．點(diǎn)評(píng)：固體在平衡時(shí)，分子間的引力與斥力大小相等，處44

警示：分子力曲線是由斥力曲線與引力曲線合成而來，三者都是非線性關(guān)系．分子力與距離軸有一個(gè)交點(diǎn)，表示的是兩分子間受引力與斥力平衡的間距，數(shù)量級(jí)是10－10m.警示：分子力曲線是由斥力曲線與引力曲線合成而來，三45

4.油膜法測(cè)量分子大小

問題：分子很小，但是人們通過建模放大能測(cè)量出其直徑，請(qǐng)簡(jiǎn)述具體方法．解答：把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時(shí)，油酸就在水面上散開，其中的酒精溶于水，并很快揮發(fā)，在水面上形成一個(gè)單分子層油膜，如果把分子看成球形，單分子油膜的厚度就可認(rèn)為等于油酸分子的直徑，

4.油膜法測(cè)量分子大小46

如圖13－1－4所示是單分子油膜側(cè)面的示意圖，如果事先測(cè)出油酸液滴的體積V，再測(cè)出油膜的面積S，就可以估算出油酸分子的直徑．

圖13－1－4如圖13－1－4所示是單分子油膜側(cè)面的示意圖，如果47

【例4】:在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”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里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，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13－1－5所示，坐標(biāo)中正方形小方格的邊長(zhǎng)為20mm.求：

(1)油酸膜的面積是多少？

(2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？

(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測(cè)出油酸分子的直徑是多少？圖13－1－5【例4】:在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，油48

解析：(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)．?dāng)?shù)一下共有59個(gè)小方格．面積S＝nS0＝59×(20×10－3)2m2＝2.4×10－2m2解析：(1)求油酸膜的面積時(shí)，先數(shù)出“整”方格的49熱學(xué)講分子動(dòng)理論與統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)課件50

點(diǎn)評(píng)：解答本題的關(guān)鍵：一是換算出每滴油酸酒精溶液中含有的純油酸的體積；二是會(huì)利用數(shù)格子的方法求解油分子膜的面積．(數(shù)格子法是估測(cè)不規(guī)則形狀面積的一種方法：將一玻璃板放在不規(guī)則形狀面積的上方，在玻璃上畫出不規(guī)則圖形的輪廓，然后將其放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出不規(guī)則圖形的輪廓包圍的方格數(shù)；計(jì)算方格數(shù)時(shí)，不足半個(gè)格子的舍去，多于半個(gè)格子的算一個(gè)．方格邊長(zhǎng)的單位越小，