分子動理論 內能

分子動理論內能

【學習目標】

1、能熟記分子動理論的內容。

2知道內能的決定因素。

【課前預習案】

一、分子動理論

1.物體是由大量分子組成的

(1)分子的大小

①分子的直徑(視為球模型)：數量級為m?

②分子的質量：數量級為io-26kg。

(2)阿伏加德羅常數

①1mol的任何物質都含有相同的粒子數。通?？扇〖?mor1,

②阿伏加德羅常數是聯系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁。

2.分子永不停息地做無規(guī)則運動

(1)擴散現象

①定義：物質能夠彼此進入對方的現象叫做擴散。

②實質：擴散現象并不是外界作用引起的，也不是化學反應的結果，而是由物質分子的無規(guī)則

運動產生的。

(2)布朗運動

①定義：懸浮在液體中的小顆粒的永不停息地運動叫做布朗運動。

②特點：永不停息，無規(guī)則；顆粒越小，溫度越高，布朗運動越顯著。

③布朗運動是由成千上萬個分子組成的“分子集團”即的運動，布朗運動

的無規(guī)則性是液體(氣體)分子運動的反映.

(3)熱運動：分子的無規(guī)則運動和溫度有關，溫度越高，分子運動越激烈。分子永不停息地

運動叫做熱運動。

3.分子間同時存在引力和斥力

(D物質分子間存在空隙，分子間的引力和斥力是存在的，實際表現出的分子力是引力和

斥力的。

(2)分子力隨分子間距離變化的關系：分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而

隨分子間距離的減小而_____________，但斥力比引力變化的_________。

⑶分子力與分子間距離關系圖線F\\

系圖線(如圖11-1—1所示)可知：斥\\廣斤

當Ln時，F$=F斥,分子力為；力|\'、、、

當r>ro時，尸用>尸斥，分子力表現為____________oo—

當"時，G”保，分子力表現為。到“

當分子間距離大于10n(約為IO-'向時，分子力很弱，可以忽略不計。"Gi

4.統計規(guī)律

由于物體是由數量極多的分子組成的，這些分子并沒有統一的運動步調，單獨來看，各個分子

的運動都是不規(guī)則的、帶有偶然性的，但從總體來看，大量分子的運動卻有一定的規(guī)律，這種規(guī)

律叫做統計規(guī)律。大量分子的集體行為受到統計規(guī)律的支配。

二、溫度溫標與物體的內能

1.溫度：兩個系統處于熱平衡時，它們具有某個“共同的熱學性質”，我們把表征這一“共

同熱學性質”的物理量定義為溫度。一切達到熱平衡的系統都具有相同的。

2.兩種溫標:攝氏溫標和熱力學溫標。關系：T=。

3.分子的動能

(1)分子動能是所具有的動能。

(2)分子熱運動的平均動能是所有分子熱運動的動能的平均值，是分子熱運動的平

均動能的標志。

(3)分子熱運動的總動能是物體內所有分子熱運動動能的。

4.分子的勢能

(1)意義：由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的決定的能。

(2)分子勢能的決定因素

微觀上一一決定于和分子排列情況；

宏觀上——決定于和狀態(tài)。

5.物體的內能

(1)等于物體中所有分子的熱運動與的總和，是狀態(tài)量。

⑵對于給定的物體，其內能大小由物體的和決定。

(3)物體的內能與物體的位置高低、運動速度大小。

知識點補充

1.分子模型

物質有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種情況，不同物態(tài)下應將分子

看成不同的模型。

(1)固體、液體分子一個一個緊密排列，可將分子看成球形

或立方體形，如圖11一1一3所示，分子間距等于小球的直徑或

立方體的棱長，所以d=:普(球體模型)或d=加立方體模

氣體分子模型

型)。

⑵氣體分子不是一個一個緊密排列的，它

們之間的距離很大，所以氣體分子的大小不等

于分子所占有的平均空間。如圖11一1一4所

示，此時每個分子占有的空間視為梭長為d的立方體，所球形分子模型立方體形分子模型

3

以d=JVo

2.微觀量：分子體積M分子直徑占分子質量加

3.宏觀量：物體體積K摩爾體積L、物體的質量以摩爾質量戰(zhàn)小物體的密度P.

4.關系

(1)分子的質量=宵=笈。

匕nclA^mol

⑵分子的體積：v=對氣體，匕表示分子占據

(1NA-pN、°

的空間。

(3)物體所含的分子數：〃=占刈=焉M或M

喊此

分子力與分子勢能的關系

【課內探究案】

1.如圖11一1一2所示，甲分子固定在坐標原點。，乙分子沿x軸運動，兩分子間的分子勢能￡

與兩分子間距離的變化關系如圖中曲線所示。圖中分子勢能的最小值為一/。若兩分子所具有的

總能量為0,則下列說法中正確的是()

A.乙分子在2點(x=就時，加速度最大

B.乙分子在2點(x=就時，其動能為其

C.乙分子在。點(x=x)時，處于平衡狀態(tài)

D.乙分子的運動范圍為X》為

2.1g100℃的水和1g100°C的水蒸氣相比較，下列說法正確的是

A.分子的平均動能和分子的總動能都相同

B.分子的平均動能相同，分子的總動能不同

C.內能相同D.1g100°C的水的內能小于1g100"C的水蒸氣的內能

3(2012?云南部分名校聯考)“水立方”國家游泳中心是北京為2008年夏季奧運會修建的主

游泳館。水立方游泳館共有8條泳道的國際標準比賽用游泳池，游泳池長50m、寬25m、水深3

m。設水的摩爾質量為M=l.8Xl()rkg/mol,試估算該游泳池中水分子數。

4下列關于分子力和分子勢能的說法中，正確的是

A.當分子力表現為引力時,分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而增大

B.當分子力表現為引力時,分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小

C.當分子力表現為斥力時,分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大

D.當分子力表現為斥力時,分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而減小

當堂檢測:

1.（2013?九江聯考）下列說法正確的是）

A.布朗運動證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動

B.熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體

C.一定質量的理想氣體，體積減小溫度不變時，氣體內能一定增大

D.攝氏溫度變化1℃,熱力學溫度變化1K

2.某氣體的摩爾質量為北摩爾體積為匕密度為。，每個分子的質量和體積分別為見和心則

阿伏加德羅常數人可表示為

VpV

A.

M

CNA弋

pVn

3.（2011年四川理綜）氣體能夠充滿密閉容器，說明氣體分子除相互碰撞的短暫時間外（）

A.氣體分子可以做布朗運動

B.氣體分子的動能都一樣大

C.相互作用力十分微弱，氣體分子可以自由運動

D.相互作用力十分微弱，氣體分子間的距離都一樣大

4.如圖為兩分子系統的勢能及與兩分子間距離「的關系曲線.下說法正確的是（）

A.當r大于口時，分子間的作用力表現為引力

B.當r小于n時，分子間的作用力表現為斥力

C.當r等于公時，分子間的作用力為零

D.在r由八變到四的過程中，分子間的作用力做負功

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