熱學分子動理論固體液體講義

分子動理論、固體、液體編審教師：市級骨干教師繆祥禹本專題主要考查分子動理論和固體、液體的性質(zhì)等問題。從近幾年高考來看，該部分試題難度較易或中等，命題形式常以選擇題或填空題出現(xiàn)。主要考查分子熱運動、分子間作用力、分子勢能、溫度與內(nèi)能等基本概念的理解，并能運用分子動理論解釋固體、液體和氣體的微觀結(jié)構(gòu)及特點。分子動理論內(nèi)能（智學精選）現(xiàn)有甲、乙兩個分子，將甲分子固定于坐標原點O處，乙分子位于x軸上，甲分子對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(xiàn)＞0時分子間作用力表現(xiàn)為斥力，F(xiàn)＜0時分子間作用力表現(xiàn)為引力。A、B、C、D為x軸上四個特定的位置，現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放，并取距離O點無窮遠處分子勢能為0。下列A、B、C、D四個選項分別表示乙分子的速度、加速度、勢能、動能與兩分子間距離的關(guān)系，其中大致正確的是（）A． B．C． D．關(guān)鍵信息：對乙分子受力分析→僅受到甲分子的作用力由F—x圖像→乙分子在C點受到甲分子作用力為0，乙分子的加速度為0，速度最大，分子動能最大，分子勢能最小解題思路：B．由牛頓第二定律可知，乙分子的加速度與分子力成正比，與力的方向相同，故B正確；A．乙分子從A點由靜止釋放，從A到B做加速度增大的加速運動；從B到C做加速度減小的加速運動；從C到D做加速度增大的減速運動（由圖像面積的含義，即分子力做功的代數(shù)和不為0，可知分子到達D點時速度不為0）；所以過C點速度最大，且整個運動過程中方向始終不變，故A錯誤；CD．乙分子從A點由靜止釋放，分子間的作用力先表現(xiàn)為引力后表現(xiàn)為斥力，則分子間的作用力先做正功后做負功，由動能定理可知，分子動能先增大后減小，故D錯誤；由能量守恒可知，分子勢能先減小后增大，在C點，分子勢能最小。C選項的圖中，在A點靜止釋放乙分子時，分子勢能為負，而此時分子動能為0，則此時乙分子的總能量為負，故在以后的運動過程中乙分子總能量一直為負。而在以后的運動過程中動能不可能小于0，則乙分子勢能不可能出現(xiàn)大于0的情況，故C錯誤。故選：B。（2022北京月考）由于分子間存在著相互作用力，而分子間的作用力做功與路徑無關(guān)，因此分子間的作用力存在與其相對距離有關(guān)的分子勢能。如圖所示為分子勢能Ep隨分子間距離r變化的圖像，取r趨近于無窮大時Ep為零。通過功能關(guān)系可以從分子勢能的圖像中得到有關(guān)分子間的作用力的信息，則下列說法正確的是（）A．假設(shè)將兩個分子從r＝r2處釋放，它們將相互遠離B．假設(shè)將兩個分子從r＝r2處釋放，它們將相互靠近C．假設(shè)將兩個分子從r＝r1處釋放，它們的加速度先增大后減小D．假設(shè)將兩個分子從r＝r1處釋放，當r＝r2時它們的速度最大AB．結(jié)合分子之間的作用力的特點可得，F(xiàn)—r圖像如圖：當分子間距離等于平衡距離r2時，分子力為零，分子勢能最小，所以假設(shè)將兩個分子從r＝r2處釋放，它們既不會相互遠離，也不會相互靠近。故A錯誤，B錯誤；CD．由于r1＜r2，可知分子在r＝r1處的分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子之間的距離將增大，分子力做正功，分子的速度增大，分子力減小，加速度減?。划敺肿又g的距離大于r2時，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，隨距離的增大，分子力做負功，分子的速度減小，分子力先增大后減小故加速度先增大后減小。所以當r＝r2時它們的速度最大，加速度最小為零。故C錯誤、D正確。故選：D。分子力與分子勢能的比較（取r趨近于無窮大時Ep為零）：分子力F分子勢能Ep圖像隨分子間距離的變化情況r＜r0F隨r增大而減小，表現(xiàn)為斥力r增大，F(xiàn)做正功，Ep減小r＞r0r增大，F(xiàn)先增大后減小，表現(xiàn)為引力r增大，F(xiàn)做負功，Ep增大r＝r0F＝0Ep最小，但不為零r＞10r0引力和斥力都很微弱，F(xiàn)＝0Ep＝0固體、液體和氣體的性質(zhì)（2022江蘇歷年真題）關(guān)于圖中實驗現(xiàn)象說法正確的是（）A．圖甲說明薄板是非晶體B．圖乙說明氣體速率分布隨溫度變化且T1＞T2C．圖丙說明氣體壓強的大小既與分子動能有關(guān)也與分子的密集程度有關(guān)D．圖丁說明水黽受到了浮力作用關(guān)鍵信息：蜂蠟熔化成圓形區(qū)域→各向同性乙圖→T1圖線的峰值對應(yīng)的分子速率小于T2圖線解題思路：A．圖甲說明：薄板具有各向同性，多晶體和非晶體都具有各向同性，說明薄板可能是多晶體，也可能是非晶體，故A錯誤；B．由于溫度越高，各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比的最大值向速度大的方向遷移，則可知圖乙中T2＞T1，故B錯誤；C．圖丙說明：氣體壓強的大小既與分子動能有關(guān)，也與分子的密集程度有關(guān)，故C正確；D．水黽停在水面上的原因是水黽受到了水的表面張力的作用，故D錯誤。故選：C。（2022河南月考）關(guān)于固體、液體、氣體和物態(tài)變化，下列說法中正確的是（）A．晶體一定具有各向異性的特征B．液體表面張力是液體內(nèi)部分子間的相互作用C．0℃的鐵和0℃的銅，它們的分子平均速率相同D．一定質(zhì)量的某種理想氣體狀態(tài)改變時，內(nèi)能不一定改變A、單晶體有各向異性的特征，多晶體具有各向同性的特征，故A錯誤；B、液體表面張力是因為在表面層，分子比較稀疏，分子間距離r略大于r0，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，這種力在液體表面層內(nèi)的各個方向上都存在，力的方向總是跟液面相切，且與分界面垂直。這種力使液體表面繃緊，叫作液體的表面張力???????。液體表面張力不是液體內(nèi)部分子間