第1講 分子動理論 內(nèi)能

第十三章

熱

學(xué)(選修3－3)第1講分子動理論

內(nèi)能一、分子動理論1．物體是由大量分子組成的(1)分子的直徑：數(shù)量級為10－10m。(2)分子的質(zhì)量：數(shù)量級為10－26kg。(3)阿伏加德羅常數(shù)：NA＝__________

mol－1。6.02×10232．分子永不停息的做無規(guī)則運動(1)擴(kuò)散現(xiàn)象：由于分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象。溫度越___，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。(2)布朗運動：懸浮在液體中的________的無規(guī)則運動，顆粒越____，運動越明顯；溫度越____，運動越明顯。(3)熱運動：分子永不停息的________運動。溫度越____，分子運動越劇烈。3．分子間的作用力

(1)引力和斥力總是_________，實際表現(xiàn)出的分子力是引力和

斥力的_____。(2)分子引力和斥力都隨距離的增大而_____，但____變化得更快。高小顆粒小高無規(guī)則高同時存在合力減小斥力二、溫度與物體的內(nèi)能1．溫度與溫標(biāo)(1)溫度：表示物體的冷熱程度，一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有______的溫度。(2)溫標(biāo)：包括攝氏溫標(biāo)(t)和熱力學(xué)溫標(biāo)(T)，兩者的關(guān)系是T＝_____________。2．分子的動能(1)分子動能是分子________所具有的動能。(2)______

是分子熱運動的平均動能的標(biāo)志。3．分子的勢能(1)分子勢能是由分子間的__________決定的能。相同t＋273.15K熱運動溫度相對位置(2)決定因素①微觀上：決定于____________和分子排列情況；②宏觀上：決定于______和狀態(tài)。4．物體的內(nèi)能(1)物體的內(nèi)能是物體中所有_________和__________的總和，是狀態(tài)量。(2)決定因素①對于給定的物體，其內(nèi)能大小是由物體的______和______決定，即由物體的內(nèi)部狀態(tài)決定；②物體的內(nèi)能與物體位置的高低、運行速度的大小______。分子間距離體積分子動能分子勢能溫度體積無關(guān)微點判斷

(1)擴(kuò)散現(xiàn)象只能在氣體中進(jìn)行。

()(2)布朗運動是指液體分子的無規(guī)則運動。

(

)(3)溫度越高，布朗運動越劇烈。

()(4)分子間的引力和斥力都隨分子間距的增大而增大。

()(5)分子動能指的是由于分子定向移動具有的能。

()(6)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。

()(7)內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動能一定相同。

()(8)分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大。

()(9)兩分子間不可能同時存在斥力和引力。

()××√××√×√×答案：A

答案：B

3．[氣體微觀量的估算]很多轎車為了改善夜間行駛時的照明問題，在車燈的設(shè)計上選擇了氙氣燈，因為氙氣燈燈光的亮度是普通燈燈光亮度的3倍，但是耗電量僅是普通燈的一半，氙氣燈使用壽命則是普通燈的5倍，很多車主會選擇含有氙氣燈的汽車。若氙氣充入燈頭后的容積V＝1.6L，氙氣密度ρ＝6.0kg/m3。已知氙氣摩爾質(zhì)量M＝0.131kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1。試估算：(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(1)燈頭中氙氣分子的總個數(shù)N；(2)燈頭中氙氣分子間的平均距離。答案：(1)4×1022個(2)3×10－9m(二)布朗運動與分子熱運動擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運動與熱運動的比較

擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運動熱運動活動主體分子固體微小顆粒分子區(qū)別是分子的運動，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間是比分子大得多的顆粒的運動，只能在液體、氣體中發(fā)生是分子的運動，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[多維訓(xùn)練]1．[擴(kuò)散現(xiàn)象的理解]關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法錯誤的是

(

)A．溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快B．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C．?dāng)U散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的D．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生解析：根據(jù)分子動理論，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快，A正確；擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的，不是化學(xué)反應(yīng)，C正確，B錯誤；擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，D正確。答案：B2．[布朗運動的理解](多選)關(guān)于布朗運動，下列說法正確的是

(

)A．布朗運動是液體中懸浮微粒的無規(guī)則運動B．液體溫度越高，液體中懸浮微粒的布朗運動越劇烈C．在液體中的懸浮顆粒只要大于某一尺寸，都會發(fā)生布朗運動D．液體中懸浮微粒的布朗運動是液體分子永不停息地做無規(guī)則運動E．液體中懸浮微粒的布朗運動是液體分子對它的撞擊作用不平衡所引起的解析：布朗運動是液體中懸浮微粒的無規(guī)則運動，所以A正確；液體溫度越高，分子熱運動越劇烈，液體中懸浮微粒的布朗運動越劇烈，所以B正確；懸浮顆粒越大，慣性越大，碰撞時受到?jīng)_力越平衡，所以大顆粒不做布朗運動或布朗運動不明顯，故C錯誤；布朗運動是懸浮在液體中微粒的無規(guī)則運動，不是液體分子的無規(guī)則運動，故D錯誤；液體中懸浮微粒的布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋∥⒘Ｗ矒糇饔玫牟黄胶庖鸬?，故E正確。答案：ABE

3．[分子熱運動的理解](多選)同學(xué)們一定都吃過味道鮮美的烤鴨，烤鴨的烤制過程沒有添加任何調(diào)料，只是在烤制之前，把烤鴨放在腌制湯中腌制一定的時間，鹽就會進(jìn)入肉里。下列說法正確的是

(

)A．如果讓腌制湯溫度升高，鹽進(jìn)入鴨肉的速度就會加快B．烤鴨的腌制過程說明分子之間有引力，把鹽分子吸進(jìn)鴨肉里C．在腌制湯中，有的鹽分子進(jìn)入鴨肉，有的鹽分子從鴨肉里面出來D．把鴨肉放入腌制湯后立刻冷凍，將不會有鹽分子進(jìn)入鴨肉解析：鹽分子進(jìn)入鴨肉是因為發(fā)生了擴(kuò)散，溫度越高，擴(kuò)散得越快，A正確；鹽進(jìn)入鴨肉是因為鹽分子的無規(guī)則運動，并不是因為分子引力，B錯誤；鹽分子永不停息地做無規(guī)則運動，有的進(jìn)入鴨肉，有的離開鴨肉，C正確；冷凍后，仍然會有鹽分子進(jìn)入鴨肉，只不過速度慢一些，D錯誤。答案：AC(三)分子力、分子勢能與物體內(nèi)能研清微點1

分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系1．分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r＝r1時，F(xiàn)＝0。

分子間勢能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠(yuǎn)時分子間的勢能

為零。若一分子固定于原點O，另一分子從距O點很遠(yuǎn)處向O

點運動，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距由r2減小到r1的過程中，勢能__________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距等于r1處，勢能________(填“大于”“等于”或“小于”)零。解析：若一分子固定于原點O，另一分子從距O點很遠(yuǎn)處向O點運動，在兩分子間距減小到r2的過程中，分子力做正功，勢能減??；在間距由r2減小到r1的過程中，分子力仍做正功，勢能減?。辉陂g距為r1處，勢能小于零。答案：減小減小小于一點一過分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系分子力F、分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示(取無窮遠(yuǎn)處分子勢能Ep＝0)。(1)當(dāng)r＞r0時，分子力表現(xiàn)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，分子力表現(xiàn)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。研清微點2

對內(nèi)能的理解2．(2023·咸陽質(zhì)檢)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是

(

)A．相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，內(nèi)能的增加量一定相同B．物體的內(nèi)能改變時溫度不一定改變C．內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，所以0℃的物體內(nèi)能為零D．分子數(shù)和溫度都相同的物體一定具有相同的內(nèi)能解析：相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量相同，相同質(zhì)量的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量不同，故A錯誤；物體內(nèi)能改變時溫度不一定改變，比如零攝氏度的冰融化為零攝氏度的水，內(nèi)能增加，故B正確；分子在永不停息地做無規(guī)則運動，可知任何物體在任何狀態(tài)下都有內(nèi)能，故C錯誤；物體的內(nèi)能與分子數(shù)、物體的溫度和體積三個因素有關(guān)，分子數(shù)和溫度都相同的物體不一定有相同的內(nèi)能，故D錯誤。答案：B一點一過分析物體內(nèi)能問題的四點提醒(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)決定內(nèi)能大小的因素為物質(zhì)的量、溫度、體積。(3)通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(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，分子的平均動能均相同。研清微點3內(nèi)能與機(jī)械能的比較3．下列有關(guān)熱現(xiàn)象和內(nèi)能的說法中正確的是

(

)A．把物體緩慢舉高，其機(jī)械能增加，內(nèi)能增加B．盛有氣體的容器做加速運動時，容器中氣體的內(nèi)能必定會隨之增大，容器的機(jī)械能一定增大C．電流通過電阻后電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過“做功”方式實現(xiàn)的D．分子間引力和斥力相等時，分子勢能最大解析：把物體緩慢舉高，外力做功，其機(jī)械能增加，由于溫度不變，物體內(nèi)能不變，A錯誤；物體的內(nèi)能與物體做什么性質(zhì)的運動沒有直接關(guān)系，B錯誤；電流通過電阻后電阻發(fā)熱，是通過電流“做功”的方式改變電阻內(nèi)能的，C正確；根據(jù)分子間作用力的特點，當(dāng)分子間距離等于r0時，引力和斥力相等，不管分子間距離從r0增大還是減小，分子間作用力都做負(fù)功