高考物理總復習第十一章熱學選修第31講分子動理論內(nèi)能市賽課公開課一等獎省名師獲獎課件

熱學(選修3－3)第十一章第31講分子動理論內(nèi)能1/37考綱要求考情分析命題趨勢1.微觀量估算Ⅰ2．分子力、分子勢能與分子間距關(guān)系Ⅰ3．物體內(nèi)能·全國卷Ⅲ，33(1)·廣東卷，17·山東卷，37(1)·福建卷，29(1)·海南卷，17(1)高考對本部分知識考查主要以選擇題或填空題形式出現(xiàn)，且為選考內(nèi)容．高考只要求了解物理概念和物理規(guī)律確實切含義，了解物理規(guī)律適用條件.2/37欄目導航板塊一板塊二板塊三板塊四3/371．分子動理論基本觀點和試驗依據(jù)、阿伏加德羅常數(shù)(1)物體是由大量分子組成①分子大小a．分子直徑(視為球模型)：數(shù)量級為_________m：b．分子質(zhì)量：數(shù)量級為10－26kg.考點分子動理論內(nèi)能10－104/37②阿伏加德羅常數(shù)a．1mol任何物質(zhì)都含有相同粒子數(shù)．通?？扇A＝___________mol－1；b．阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)絡宏觀物理量和微觀物理量橋梁．(2)分子永不停息地做無規(guī)則運動①擴散現(xiàn)象a．定義：_________物質(zhì)能夠彼此進入對方現(xiàn)象；b．實質(zhì)：擴散現(xiàn)象并不是外界作用引發(fā)，也不是化學反應結(jié)果，而是由分子無規(guī)則運動產(chǎn)生物質(zhì)遷移現(xiàn)象，溫度_________，擴散現(xiàn)象越顯著．6.02×1023不一樣越高5/37②布朗運動a．定義：懸浮在液體中_________永不停息地無規(guī)則運動；b．實質(zhì)：布朗運動反應了_________無規(guī)則運動；c．特點：顆粒越_____，運動越顯著，溫度越______，運動越猛烈．③熱運動a．分子永不停息地做_________運動叫做熱運動；b．特點：分子無規(guī)則運動和溫度相關(guān)，溫度越高，分子運動越激烈．小顆粒液體分子小高無規(guī)則6/37(3)分子間同時存在引力和斥力①物質(zhì)分子間存在空隙，分子間引力和斥力是______存在，實際表現(xiàn)出分子力是引力和斥力_______；②分子力隨分子間距離改變關(guān)系：分子間引力和斥力都隨分子間距離增大而_______，隨分子間距離減小而_______，但斥力比引力改變得______；③分子力與分子間距離關(guān)系圖線由分子間作用力與分子間距離關(guān)系圖線(如圖所表示)可知：a．當r＝r0時，F(xiàn)引＝F斥，分子力為______；b．當r>r0時，F(xiàn)引>F斥，分子力表現(xiàn)為______；c．當r<r0時，F(xiàn)引<F斥，分子力表現(xiàn)為______；d．當分子間距離大于10r0(約為10－9m)時，分子力很弱，能夠忽略不計．同時協(xié)力減小增大快零引力斥力7/372．溫度是分子平均動能標志內(nèi)能(1)溫度一切到達熱平衡系統(tǒng)都含有相同______．(2)兩種溫標攝氏溫標和熱力學溫標．關(guān)系：T＝t＋273.15K.(3)分子動能①分子動能是_______________所含有動能；②分子熱運動平均動能是全部分子熱運動動能平均值，______是分子熱運動平均動能標志；③分子熱運動總動能是物體內(nèi)全部分子熱運動動能______．溫度分子熱運動溫度總和8/37(4)分子勢能①意義：因為分子間存在著引力和斥力，所以分子含有由它們____________決定能．②分子勢能決定原因a．微觀上：決定于_______________和分子排列情況，b．宏觀上：決定于______和狀態(tài)．相對位置分子間距離體積9/37(5)物體內(nèi)能①概念了解：物體中全部分子熱運動_____與_________總和，是狀態(tài)量；②決定原因：對于給定物體，其內(nèi)能大小由物體______和______決定，即由物體內(nèi)部狀態(tài)決定；③影響原因：物體內(nèi)能與物體位置高低、運動速度大小______．④改變物體內(nèi)能兩種方式：______和___________．動能分子勢能溫度體積無關(guān)做功熱傳遞10/371．判斷正誤(1)溫度越高，擴散現(xiàn)象越顯著．(

)(2)布朗運動是液體分子無規(guī)則運動．(

)(3)分子間引力和斥力都隨分子間距減小而增大．(

)(4)－33℃＝240K．(

)(5)物體溫度降低，其分子熱運動平均動能增大．(

)(6)當分子力表現(xiàn)為引力時，分子勢能隨分子間距離增大而增大．(

)(7)物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變．(

)11/372．(微觀量估算)已知地球半徑為6.4×103km，水摩爾質(zhì)量為1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.02×1023mol－1.構(gòu)想將1kg水均勻地分布在地球表面，則1cm2地球表面上分布水分子數(shù)目約為()A．7×103個 B．7×106個C．7×1010個 D．7×1012個3．(多項選擇)(內(nèi)能了解)關(guān)于對內(nèi)能了解，以下說法正確是(

)A．系統(tǒng)內(nèi)能是由系統(tǒng)狀態(tài)決定B．做功能夠改變系統(tǒng)內(nèi)能，不過單純地對系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)內(nèi)能C．不計分子之間分子勢能，質(zhì)量和溫度相同氫氣和氧氣含有相同內(nèi)能D．1g100℃水內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣內(nèi)能BAD12/37一微觀量預計13/3714/37微觀量求解方法(1)分子大小、分子體積、分子質(zhì)量屬微觀量，直接測量它們數(shù)值非常困難，能夠借助較易測量宏觀量結(jié)合摩爾體積、摩爾質(zhì)量等來估算這些微觀量，其中阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)絡宏觀量和微觀量橋梁和紐帶．(2)建立適當物理模型，通常把固體、液體分子模擬為球形或小立方體形．氣體分子所占據(jù)空間則建立立方體模型．15/37[例1](·江蘇鹽城模擬)年2月，美國科學家創(chuàng)造出一個利用細菌將太陽能轉(zhuǎn)化為液體燃料“人造樹葉”系統(tǒng)，使太陽能取代石油成為可能．假設該“人造樹葉”工作一段時間后，能將10－6g水分解為氫氣和氧氣．已知水密度ρ＝1.0×103kg/m3，摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1.試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)(1)被分解水中含有水分子總數(shù)N；(2)一個水分子體積V.16/37答案：

(1)3×1016個(2)3×10－29m317/371．熱運動(1)定義：分子永不停息無規(guī)則運動．(2)特點：溫度越高，分子無規(guī)則運動越猛烈．2．布朗運動在顯微鏡下看到懸浮在液體中小顆粒永不停息無規(guī)則運動．布朗運動間接反應了分子無規(guī)則運動，微粒越小，運動越顯著；溫度越高，運動越猛烈．二分子熱運動與布朗運動18/373．布朗運動與分子熱運動比較布朗運動分子熱運動共同點都是無規(guī)則運動，都隨溫度升高而變得愈加猛烈不一樣點小顆粒運動分子運動使用光學顯微鏡觀察使用電子顯微鏡觀察聯(lián)絡布朗運動是因為小顆粒受到周圍分子熱運動撞擊力而引發(fā)，反應了分子做無規(guī)則運動19/37[例2](多項選擇)以下哪些現(xiàn)象屬于熱運動(

)A．把一塊平滑鉛板疊放在平滑鋁板上，經(jīng)相當長一段時間再把它們分開，會看到與它們相接觸面都變得灰蒙蒙B．把胡椒粉末放人菜湯中，最終胡椒粉末會沉在湯碗底，但我們喝湯時嘗到了胡椒味道C．含有泥沙水經(jīng)一定時間會變澄清D．用砂輪打磨而使零件溫度升高解析：熱運動在微觀上是指分子運動，如擴散現(xiàn)象，在宏觀上表現(xiàn)為溫度改變，如“摩擦生熱”、物體熱傳遞等，而水變澄清過程是泥沙在重力作用下沉淀，不是熱運動，C錯誤．ABD20/37對分子勢能了解分子勢能與分子間距離(宏觀表現(xiàn)為物體體積)相關(guān)，分子勢能大小隨距離改變?nèi)鐖D所表示，由圖可知：三分子與分子勢能1．當分子力為零時，即r＝r0時，分子勢能不是零，而是最小．2．當r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，伴隨分子間距離增大，分子需要不?？朔肿恿ψ龉?，分子勢能增大．21/373．當r<r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，伴隨分子間距離減小，分子需要不?？朔肿恿ψ龉Γ肿觿菽茉龃螅?．分子勢能數(shù)值和其它勢能－樣，也含有相對意義，由圖可知，選無窮遠處為零分子勢能時，分子勢能能夠大于零，能夠小于零，也能夠等于零；但假如選r＝r0處為零勢能點，則分子勢能只能大于零．不過不論選哪個位置為零勢能點，在r＝r0處罰子勢能都是最?。?．物體體積改變，物體分子勢能必定發(fā)生改變．22/37[例3](多項選擇)(·福建福州市模塊驗收測試)兩分子間斥力和引力協(xié)力F與分子間距離r關(guān)系如圖中曲線所表示，曲線與r軸交點橫坐標為r0.相距很遠兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互靠近．若兩分子相距無窮遠時分子勢能為零，以下說法正確是(

)A．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小B．在r<r0階段，F(xiàn)做負功，分子動能減小，勢能也減小C．在r＝r0時，分子勢能最小，動能最大D．在r＝r0時，分子勢能為零E．分子動能和勢能之和在整個過程中不變ACE23/37解析：由Ep－r圖可知：在r>r0階段，當r減小時F做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故A正確；在r<r0階段，當r減小時F做負功，分子勢能增加，分子動能減小，故B錯誤；在r＝r0時，分子勢能最小，但不為零，動能最大，故C正確，D錯誤；在整個相互靠近過程中，分子動能和勢能之和保持不變，故E正確．24/37C25/372．(·上海青浦質(zhì)檢)因為兩個分子間距離發(fā)生改變而使得分子勢能變小，則能夠判定在這一過程中()A．分子間相互作用力一定做了功B．兩分子間相互作用力一定增大C．兩分子間距離一定變大D．兩分子間相互作用力一定是引力A26/373．如圖所表示，甲分子固定于坐標原點O，乙分子從無窮遠處由靜止釋放，在分子力作用下靠近甲，圖中點b是引力最大處，點d是兩分子靠得最近處，則乙分子加速度最大處可能是()A．點a

B．點b

C．點c

D．點d解析：由分子力與分子之間距離圖象能夠看出．在a、b、c、d四點中，乙分子在點d時分子力最大，依據(jù)牛頓第二定律知在點d時乙分子加速度最大．D27/374．(多項選擇)(·浙江寧波質(zhì)檢)以下說法正確是(

)A．溫度低物體內(nèi)能一定小B．溫度低物體分子運動平均速率小C．溫度升高，分子熱運動平均動能一定增大，但并非全部分子速率都增大D．外界對物體做功時，物體內(nèi)能不一定增加CD28/37解析：因為內(nèi)能大小與物體溫度、質(zhì)量和體積都相關(guān)，如一杯熱水內(nèi)能必定小于一座冰山，溫度低物體內(nèi)能不一定小，故A錯誤；溫度是分子平均動能標志，溫度低物體分子運動平均動能一定小，但溫度低物體內(nèi)分子運動平均速率不一定比溫度高物體內(nèi)分子運動平均速率小，這是因為溫度低物體分子可能質(zhì)量較小，其平均速率反而更大，故B錯誤；溫度越高，分子熱運動平均動能越大，分子平均速率增大，這是統(tǒng)計規(guī)律，詳細到少數(shù)個別分子，其速率改變不確定，所以仍可能有分子運動速率是非常小，故C正確；外界對物體做功時，若同時散熱，由熱力學第一定律知物體內(nèi)能不一定增加，故D正確．29/37[例1](·福建廈門質(zhì)檢·6分)做布朗運動試驗，得到某個觀察統(tǒng)計如圖所表示．圖中統(tǒng)計是(

)A．分子無規(guī)則運動情況B．某個微粒做布朗運動軌跡C．某個微粒做布朗運動速度－時間圖線D．按等時間間隔依次統(tǒng)計某個運動微粒位置連線30/37[答題送檢]····································來自閱卷名師匯報錯誤致錯原因扣分A把布朗運動當成份子運動，錯選A－6B把布朗運動當成有規(guī)律運動，錯選B31/37[規(guī)范答題]

[解析]

圖中軌跡不是微粒運動軌跡，是按等時間間隔依次統(tǒng)計某個運動微粒位置連線，D正確．[答案]

D32/371．(多項選擇)(·山東卷)墨滴入水，擴而散之，漸漸混勻．關(guān)于該現(xiàn)象分析正確是(

)A．混合均勻主要是因為碳粒受重力作用B．混合均勻過程中，水分子和碳粒都做無規(guī)則運動C．使用碳粒更小墨汁，混合均勻過程進行得更快速D．墨汁擴散運動是因為碳