高考物理一輪復(fù)習(xí) 第1單元 分子動(dòng)理論 內(nèi)能課件（選修3-3）.ppt

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,選考部分,選修3－3 熱學(xué),,第1單元 分子動(dòng)理論 內(nèi)能,網(wǎng)控基礎(chǔ)點(diǎn) 提煉命題源,一、分子動(dòng)理論 1．物體是由大量分子組成的 (1)分子的大小 分子的直徑(視為球模型)：數(shù)量級為________m. (2)阿伏加德羅常數(shù) ①1 mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)．通常可取NA＝____ _____ mol－1. ②阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁． (1)10－10 (2)6.02×1023,讀讀教材,2．分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) (1)擴(kuò)散現(xiàn)象 ①定義：________物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散． ②實(shí)質(zhì)：擴(kuò)散現(xiàn)象并不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的________運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的． (2)布朗運(yùn)動(dòng) ①定義：懸浮在液體中的小顆粒的永不停息地做________運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng)． ②特點(diǎn)：永不停息，無規(guī)則；顆粒越小，________，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著． (1)不同 無規(guī)則 (2)無規(guī)則 溫度越高,③布朗運(yùn)動(dòng)是由成千上萬個(gè)分子組成的“________”的運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性是液體(氣體)分子運(yùn)動(dòng)________的反映． (3)熱運(yùn)動(dòng) 分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)和溫度有關(guān)，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越激烈．分子永不停息地________運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)． 3．分子間的相互作用力 (1)引力和斥力同時(shí)存在，都隨分子間距離的增大而________，隨分子間距離的減小而________，________比引力變化更快． 顆粒 無規(guī)則 (3)無規(guī)則 3.(1)減小 增大 斥力,(2)分子力的特點(diǎn) ①r＝r0時(shí)(r0的數(shù)量級為10－10 m)，F(xiàn)引＝F斥，分子力F＝0； ②rr0時(shí)，F(xiàn)引F斥，分子力F表現(xiàn)為________； ④r10r0時(shí)，F(xiàn)引、F斥迅速減為零，分子力F＝________. (3)分子力隨分子間距離的變化圖象如圖所示． 斥力 引力 0,,二、溫度、溫標(biāo)、內(nèi)能 1．狀態(tài)參量：在熱學(xué)中，為確定系統(tǒng)的狀態(tài)，需要用到的物理量稱為狀態(tài)參量．如體積V、壓強(qiáng)p、溫度T等． 2．熱平衡：兩個(gè)相互接觸的系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化，此時(shí)兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡． 3．溫度：兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們具有某個(gè)共同的熱學(xué)性質(zhì)，我們把表征這一“共同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量定義為溫度，一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的________． 溫度,4．兩種溫標(biāo)：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)． 關(guān)系：T＝____________. 5．分子的動(dòng)能 (1)分子動(dòng)能是__________________所具有的動(dòng)能； (2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的平均值，________是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志； (3)分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和． 4.t＋273.15 K 5.(1)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng) (2)溫度,6．分子的勢能 由于分子間存在著引力和斥力，由它們的________決定的能量稱為分子勢能． 7．物體的內(nèi)能 (1)物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)________與________的總和，是狀態(tài)量． (2)對于給定的物體，其內(nèi)能在宏觀上由物體的________和________決定，微觀上由__________和__________決定． 6.相對位置 7.動(dòng)能 分子勢能 溫度 體積 分子平均動(dòng)能 分子平均距離,1．關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是( ) A．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的擴(kuò)散現(xiàn)象 B．布朗運(yùn)動(dòng)就是固體小顆粒中分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它說明分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) C．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)，它是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映 D．掃地時(shí)，在陽光照射下，看到塵埃飛舞，這是塵埃在做布朗運(yùn)動(dòng),練練基礎(chǔ),┃題組一┃ 分子動(dòng)理論,解析：布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子熱運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因，布朗運(yùn)動(dòng)是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，布朗顆粒用眼睛不能直接看到．,,3．(多選)關(guān)于對內(nèi)能的理解，下列說法正確的是( ) A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的 B．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但是單純地對系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能 C．不計(jì)分子之間的分子勢能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能 D．1 g 100 ℃水的內(nèi)能小于1 g 100 ℃水蒸氣的內(nèi)能,,┃題組二┃ 分子力做功與分子勢能的關(guān)系、內(nèi)能,4. (多選)如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，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為斥力，F(xiàn)0為引力，a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置．現(xiàn)在把乙分子從a處靜止釋放，若規(guī)定無窮遠(yuǎn)處分子勢能為零，則下列說法正確的是( ) A．乙分子在b處分子勢能最小 B．乙分子在b處動(dòng)能最大 C．乙分子在c處分子勢能最小 D．乙分子在c處動(dòng)能最大,解析：乙分子由a運(yùn)動(dòng)到c，分子力表現(xiàn)為引力，分子力做正功，動(dòng)能增大，分子勢能減??；乙分子由c運(yùn)動(dòng)到d，分子力表現(xiàn)為斥力，分子力做負(fù)功，動(dòng)能減小，分子勢能增大．故乙分子在c處分子勢能最小、動(dòng)能最大，即C、D正確，A、B錯(cuò)誤．,,1．球體和立方體只是分子的理想模型． 2．布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，而是懸浮顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)． 3．分子間距為r0時(shí)，引力和斥力大小相等，并不是無引力和斥力． 4．分子做正功，分子勢能減?。环肿恿ψ鲐?fù)功，分子勢能增加． 5．內(nèi)能是狀態(tài)量，做功和傳熱可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能．,小思考 微總結(jié),細(xì)研核心點(diǎn) 練透經(jīng)典題,考點(diǎn)一 微觀量計(jì)算,[調(diào)研1] 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有體積為V的水和體積為V的可認(rèn)為是理想氣體的水蒸氣，已知水的密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，水的摩爾質(zhì)量為M，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下水蒸氣的摩爾體積為Vm，求： (1)它們中各有多少水分子； (2)它們中相鄰兩個(gè)水分子之間的平均距離．,[試題調(diào)研],,名師歸納點(diǎn)題破疑,[類題練熟],,1－2.(2015·河南濮陽二模)利用油膜法可粗略測定分子的大小和阿伏加德羅常數(shù)．若已知n滴油的總體積為V，一滴油所形成的單分子油膜的面積為S，這種油的摩爾質(zhì)量為μ，密度為ρ，則可求出一個(gè)油分子的直徑d＝________；阿伏加德羅常數(shù)NA＝________.,,,1．對分子力的理解 (1)分子間同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力． (2)引力和斥力都隨距離的增加而減小，但斥力減小的快． (3)分子力指引力與斥力的合力．當(dāng)引力和斥力大小相等時(shí)，合力為零，稱為分子的平衡位置． 2．分子力做功與分子勢能 分子勢能的大小與分子間的距離有關(guān)，宏觀上與物體的體積有關(guān)．分子勢能的變化與分子間的距離發(fā)生變化時(shí)分子力做功情況有關(guān)．分子力做正功，分子勢能減少；分子力做負(fù)功，分子勢能增加．,考點(diǎn)二 對分子力、分子勢能的理解,3．分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系,[調(diào)研2] (多選)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近．在此過程中，下列說法正確的是________． A．分子力先增大，后一直減小 B．分子力先做正功，后做負(fù)功 C．分子動(dòng)能先增大，后減小 D．分子勢能先增大，后減小 E．分子勢能和動(dòng)能之和不變,[試題調(diào)研],[解析] 分子力F與分子間距r的關(guān)系是：當(dāng)rr0時(shí)，F(xiàn)表現(xiàn)為引力．綜上可知，當(dāng)兩分子由相距較遠(yuǎn)逐漸達(dá)到最近過程中分子力是先變大再變小后又變大，A項(xiàng)錯(cuò)誤．分子力為引力時(shí)做正功，分子勢能減小，分子力為斥力時(shí)做負(fù)功，分子勢能增大，故B項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤．因僅有分子力作用，故只有分子動(dòng)能與分子勢能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化，即分子勢能減小時(shí)分子動(dòng)能增大，分子勢能增大時(shí)分子動(dòng)能減小，其總和不變，C、E項(xiàng)均正確． [答案] BCE,(1)分子勢能在平衡位置有最小值，無論分子間距離如何變化，靠近平衡位置，分子勢能減小，反之增大． (2)判斷分子勢能的變化有兩種方法： ①看分子力的做功情況； ②直接由分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖線判斷，但要注意其和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線的區(qū)別．,名師歸納點(diǎn)題破疑,[類題練熟],解析：根據(jù)斥力比引力變化快可知ab為引力曲線，cd為斥力曲線，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)rr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；隨分子間距離增大，分子勢能不一定增大，與分子間初始位置有關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．,解析：分子間距等于r0時(shí)分子勢能最小，即r0＝r2，當(dāng)r小于r1時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r大于r1小于r2時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r大于r2時(shí)分子力表現(xiàn)為引力，所以A錯(cuò)誤，B、C正確．在r由r1變到r2的過程中，分子斥力做正功，分子勢能減少，D錯(cuò)誤．,1．物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較,考點(diǎn)三 內(nèi)能、改變內(nèi)能的方式,2．內(nèi)能和熱量的比較,[調(diào)研3] (2014·山東理綜)(多選)如圖，內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的汽缸中用活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體．當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，缸內(nèi)氣體( ) A．內(nèi)能增加 B．對外做功 C．壓強(qiáng)增大 D．分子間的引力和斥力都增大,[試題調(diào)研],,[解題探究] 1．當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，密閉氣體的壓強(qiáng)和體積怎樣變化？ 提示：壓強(qiáng)不變，體積增大． 2．如何判斷氣體做功情況？氣體內(nèi)能怎樣變化？ 提示：根據(jù)氣體體積變化判斷做功情況，體積增大時(shí)，氣體對外做功；理想氣體的內(nèi)能由溫度決定，溫度升高，內(nèi)能增加．,[解析] 因氣體為理想氣體，溫度升高時(shí)內(nèi)能增大，選項(xiàng)A正確．溫度升高時(shí)，氣體做等壓變化，體積膨脹，對外做功，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤．體積膨脹后分子間距增大，分子引力和斥力都減小，D錯(cuò)誤． [答案] AB,分析物體的內(nèi)能問題應(yīng)當(dāng)明確以下幾點(diǎn) (1)內(nèi)能是對物體的大量分子而言的，不存在某個(gè)分子內(nèi)能的說法． (2)決定內(nèi)能大小的因素為溫度、體積、分子數(shù)，還與物態(tài)有關(guān)系． (3)做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，在改變內(nèi)能上二者是等效的． (4)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，相同溫度的任何物體，分子的平均動(dòng)能相同．,名師歸納點(diǎn)題破疑,3－1.(2014·北京理綜)下列說法中正確的是( ) A．物體溫度降低，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大 B．物體溫度升高，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大 C．物體溫度降低，其內(nèi)能一定增大 D．物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變,[類題練熟],解析：溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高則其分子平均動(dòng)能增大，反之，則其分子平均動(dòng)能減小，故A錯(cuò)誤，B正確．物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢能的總和，宏觀上取決于物體的溫度、體積和質(zhì)量，故C、D錯(cuò)誤．,3－2.(多選)下列說法正確的是( ) A．對物體做功不能使物體的溫度升高 B．機(jī)械能大的物體內(nèi)能一定大 C．溫度相同的氫氣和氮?dú)猓瑲錃夥肿雍偷獨(dú)夥肿拥钠骄俾什煌?D．溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動(dòng)能一定大,解析：對物體做功可以使物體溫度升高，A錯(cuò)誤；機(jī)械能與內(nèi)能沒有必然的聯(lián)系，B錯(cuò)誤；溫度相同的氫氣和氮?dú)?，平均?dòng)能相同，但由于氣體分子的質(zhì)量不同，故氣體分子的平均速率不同，C正確；內(nèi)能不僅與溫度有關(guān)，還與物體的體積有關(guān)，溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動(dòng)能一定大，D正確．,1．實(shí)驗(yàn)原理 利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜，將油酸分子看做球形，測出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積，用d＝計(jì)算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸溶液中純油酸的體積，S為油膜面積，這個(gè)厚度就近似等于油酸分子的直徑．,考點(diǎn)四 用油膜法估測分子的大小,,[調(diào)研4] 在“用油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟： ①往邊長約為40 cm的淺盤里倒入約2 cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上． ②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定． ③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小．,[試題調(diào)研],④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù)，由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積． ⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上． 完成下列填空： (1)上述步驟中，正確的順序是____________．(填寫步驟前面的數(shù)字) (2)將1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；測得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直徑為________m．(結(jié)果保留1位有效數(shù)字),,名師歸納點(diǎn)題破疑,4－1.(2015·上海靜安區(qū)二模)(1)用油膜法測分子直徑的實(shí)驗(yàn)中做了哪些科學(xué)的近似( ) A．把在水面上盡可能擴(kuò)散開的油膜視為單分子油膜 B．把形成油膜的分子看做緊密排列的球形分子 C．將油膜視為單分子油膜，但需要考慮分子間隙 D．將油酸分子視為立方體模型 (2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中，距水面約2 cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到，油膜的面積會(huì)先擴(kuò)張后又收縮了一些，請簡要說明油膜收縮的主要原因： _____________________________________________________.,[類題練熟],答案：(1)AB (2)溶液中酒精揮發(fā)，使液面收縮,解析：(1)在“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，做這樣的近似：①油膜是呈現(xiàn)單分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之間沒有空隙，緊密排列，故A、B正確，C、D錯(cuò)誤． (2)油膜收縮的主要原因：溶液中酒精揮發(fā)，使液面收縮．,4－2.油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1 mL，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成的純油膜的形狀如圖所示，若每個(gè)小方格的邊長為 25 mm，試問：,,(1)這種估測方法是將每個(gè)油酸分子視為________模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為________油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的________．圖中油酸膜的面積為____ _____m2；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積是________m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是________m．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中，在距水面約2 cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到，油膜的面積會(huì)先擴(kuò)張后又收縮了一些，這是為什么呢？ 請寫出你分析的原因：__________________________.,答案：(1)球體 單分子 直徑 4.4×10－2 1.2×10－11 2.7×10－10 (2)見解析,,