2018年高考物理一轮复习第12章热学练案33分子动理论内能新人教版

第3讲热力学定律与能量守恒知识点一热力学第必定律改变内能的两种方式(1).(2).热力学第必定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传达的与外界对它所做的功的和.表达式：U＝.U＝Q＋W中正、负号法例答案：1.(1)做功(2)热传达 2.(1) 热量(2)Q＋W(3)汲取增添放出减少知识点二热力学第二定律热力学第二定律的三种表述(1)克劳修斯表述：热量不可以自觉地.(2)开尔文表述：不行能从单调热源，使之完整变为功，而不产生.或表述为“第二类永动机不行能制成”.(3)用熵的观点表述：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵(热力学第二定律又叫做熵增添原理).热力学第二定律的微观意义：全部自觉过程老是沿着分子热运动的无序性的方向进行.1.(1)(3) 2.(2)知识点三能量守恒定律内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消逝，它只好从一种形式为另一种形式，或许从一个物体到其余物体，在转变或转移的过程中，能量的保持不变.能源的利用存在能量耗散和.重视利用能源时对的影响.要开发新能源(如、生物质能、风能、水流能等).答案：1.转变转移总量2.质量降低环境(3)太阳能(1)物体汲取热量，同时对外做功，内能可能不变.()(2)做功改变物体内能的过程是内能与其余形式的能互相转变的过程.()(3)自由摇动的秋千摆幅度愈来愈小，说明能量正在消逝.()(4)热量不行能从低温物体传到高温物体.()(5)热机中，燃气的内能能够所有变为机械能而不引其余变化.()(6)必定质量的理想气体向真空中自由膨胀，体积增大，对外做功，熵增添.()答案：(1)√(2)√(3)(4)(5)(6)考点对热力学第必定律的理解内能和改变内能的两种方式内能是物体内所有分子动能和势能的总和，它是由大批分子的热运动和分子的相对地点所决定的能.做功和热传达能够改变物体的内能，两者在改变内能上是等效的，可是从运动形式、能量转变的角度上看是不一样的：做功是其余形式的运动和热运动的转变，是其余形式的能与内能之间的转变；而热传达则是热运动的转移，是内能的转移.2.对公式U＝Q＋W符号确实定符号W Q U＋外界对物体做功物体汲取热量内能增添－物体对外界做功物体放出热量内能减少3.三种特别状况若过程是绝热的，则Q＝0，W＝U，外界对物体做的功等于物体内能的增添.(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝U，物体汲取的热量等于物体内能的增添.(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即U＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量.考向1对内能的理解[典例1] (2016·新课标全国卷Ⅲ)(多项选择)对于气体的内能，以下说法正确的选项是()质量和温度都同样的气体，内能必定同样气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C.气体被压缩时，内能可能不变D.必定量的某种理想气体的内能只与温度有关必定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能必定增添[解题指导] (1)物体的内能与物体的机械运动没关.必定量的本质气体的内能与气体体积、温度都有关，而必定量的理想气体的内能只与温度有关.[分析]温度同样的气体分子均匀动能同样，仅质量同样，分子质量不一样的气体，所含分子数不一样，气体的动能也不一样，所之内能不必定同样，A项错误；气体的内能与整体运动的机械能没关，B项错误；理想气体等温压缩过程中，其内能不变，C项正确；理想气体不考虑分子间互相作使劲，分子势能为零，必定量的气体，分子数目必定，温度同样时分子平均动能同样，因为内能是所有分子热运动的动能与分子势能的总和，所以D项正确；由盖—吕萨克定律可知，必定量的理想气体，等压膨胀过程中，温度必定高升，则其内能必定增添，E项正确.[答案]CDE考向2对热力学第必定律的理解[典例2](多项选择)对于必定质量的理想气体，以下表达正确的选项是()气体体积增大时，其内能必定减少外界对气体做功，气体内能可能减少C.气体从外界汲取热量，其内能必定增添D.气体温度高升，其分子均匀动能必定增添气体温度高升，气体可能向外界放热[分析]做功和热传达是改变物体内能的两种方式，气体体积增大时，可能同时从外界汲取热量，其内能不必定减少；气体从外界汲取热量，可能同时对外做功，其内能不必定增加，同理，外界对气体做功，气体内能不必定增添，选项A、C错误，B正确.温度是分子均匀动能的标记，气体温度高升，其分子均匀动能必定增添，内能增添，若外界对气体做的功大于内能的增添量，则气体向外放热，故D、E正确.[答案]BDE考向3热力学第必定律的计算[典例3]以下图-图象中，必定质量的理想气体由状态A 经过过程至状态，pV ACB B 气体对外做功280J，放出热量410J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中(1)(2)(3)外界对气体做功200J.(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)ACB过程中气体的内能怎样变化？变化了多少？BDA过程中气体汲取仍是放出多少热量？[分析](1)ACB过程中W1＝－280J，Q1＝－410J由热力学第必定律U B－U A＝W1＋Q1＝－690J气体内能的减少许为690J.因为必定质量理想气体的内能不过温度的函数，BDA过程中气体内能变化量U A－U B＝690J由题知W2＝200J由热力学第必定律U A－U B＝W2＋Q2解得Q2＝490J，即气体汲取热量490J.[答案](1)减少了690J(2)汲取490J对于U＝W＋Q中正、负号的掌握，有以下规律：能使系统内能增添的过程取正，如吸热或外界对系统做功；会使系统内能减少的过程则取负，如放热或系统对外做功；内能增添时U为正，反之则为负.考点对热力学第二定律的理解对热力学第二定律要点词的理解在热力学第二定律的表述中，“自觉地”、“不产生其余影响”的涵义.“自觉地”指了然热传达等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界供给能量的帮助.“不产生其余影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内达成，对四周环境不产生热力学方面的影响.如吸热、放热、做功等.2.热力学第二定律的本质自然界中进行的波及热现象的宏观过程都拥有方向性.如：热量Q能自觉传给(1)高温物体低温物体热量Q不可以自觉传给能自觉地完整转变为(2)功热不可以自觉地且不可以完整转变为能自觉膨胀到(3)气体体积V1气体体积V2(较大)不可以自觉缩短到能自觉混淆成(4)不一样气体A和B混淆气体AB不可以自觉分别成两类永动机的比较分类第一类永动机第二类永动机不需要任何动力或燃料，却能不从单调热源汲取热量，使之完整变为功，而不设计要求断地对外做功的机器产生其余影响的机器不行能制违反能量守恒定律不违反能量守恒定律，违反热力学第二定律成的原由考向1对热力学第二定律的理解[典例4] (多项选择)依据你学过的热学中的有关知识，判断以下说法中正确的选项是()机械能能够所有转变为内能，内能也能够所有用来做功转变为机械能凡与热现象有关的宏观过程都拥有方向性.在热传达中，热量只好从高温物体传达给低温物体，而不可以从低温物体传达给高温物体C.只管技术不停进步，热机的效率仍不可以达到100%D.制冷机在制冷过程中，从室内汲取的热量少于向室外放出的热量第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机不违反能量守恒定律，跟着科技的进步和发展，第二类永动机能够制造出来[分析]机械能能够所有转变为内能，而内能在惹起其余变化时也能够所有转变为机械能，A正确；凡与热现象有关的宏观过程都拥有方向性，在热传达中，热量能够自觉地从高温物体传达给低温物体，也能从低温物体传达给高温物体，但一定借助外界的帮助，B错误；只管科技不停进步，热机的效率仍不可以达到100%，C正确；由能量守恒知，制冷过程中，从室内汲取的热量与压缩机做的功之和等于向室外放出的热量，故D正确；第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机不违反能量守恒定律，而是违反了热力学第二定律，第二类永动机不行能制造出来，E错误.[答案]ACD考向2热力学定律的综合应用[典例5](多项选择)以下表达和热力学定律有关，此中正确的()选项是A.第一类永动机不行能制成，是因为违反了能量守恒定律能量耗散过程中能量不守恒C.电冰箱的制冷系统能够不停地把冰箱内的热量传到外界，违反了热力学第二定律D.能量耗散是从能量转变的角度反应出自然界中的宏观过程拥有方向性物体从单调热源汲取的热量可所有用于做功[分析]第一类永动机既不用耗能量又能络绎不绝对外做功，违反了能量守恒定律，所以不行能制成，故A正确；能量耗散过程中能量也守恒，故B错误；电冰箱的致冷系统能够不停地把冰箱内的热量传到外界，是因为压缩机做功，其实不违反热力学第二定律，故C错误；能量耗散是从能量转变的角度反应出自然界中的宏观过程拥有方向性，故D正确；依据热力学第二定律可知：气体不行能从单调热源吸热，并所有用来对外做功，而不惹起其余变化，若惹起外界变化则能够，故E正确.[答案] ADE热力学第二定律的进一步理解对于热力学第二定律，要点应抓住两种表述的等效性，抓住定律的本质，即自然界中进行的波及热现象的宏观过程均拥有方向性，同时要明确，依据热力学第二定律，即便切合能量守恒定律的过程，也未必都能发生，如扩散、热传达、摩擦生热等过程均有不行逆性，这里的不行逆性是指要返回到初始状态，一定借助外界的帮助.考点热力学定律与气体图象的综合应用判断理想气体内能变化的方法(1)若做功和热传达两种过程同时发生时，内能的变化要用热力学第必定律进行剖析.若过程是绝热的，则Q＝0，W＝U，即外界对物体(物体对外界)做的功等于物体内能的增添量(减少许).等容变化，W＝0，Q＝U，即物体汲取(放出)的热量等于物体内能的增添量(减少许).等温变化，U＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，即外界对物体做的功等于物体放出的热量(物体对外界做的功等于物体汲取的热量).理想气体与热力学第必定律相联合的解题步骤(1)以必定质量的理想气体作为研究对象.(2)应用气体实验定律或理想气体状态方程剖析气体的状态变化规律.(3)联合理想气体状态方程与热力学第必定律，抓住不变量，共同确立内能与其余物理量的变化状况.[典例6] (2016·新课标全国卷Ⅱ)(多项选择)必定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p-T图象以下图，此中对角线ac的延伸线过原点O.以下判断正确的选项是()A.气体在、两状态的体积相等B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D.在过程da中气体从外界汲取的热量小于气体对外界做的功E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功pV[分析]由T＝C可知，p-T图象中过原点的一条倾斜的直线是等容线，A项正确；气体从状态c到状态d的过程温度不变，内能不变，从状态d到状态a的过程温度高升，内能增添，B项正确；因为过程cd中气体的内能不变，依据热力学第必定律可知，气体向外放出的热量等于外界对气体做的功，C项错误；在过程da中气体内能增添，气体从外界汲取的热量大于气体对外界做的功，D项错误；过程bc中，外界对气体做的功W bc＝p b(V b－V c)＝p b V b －p c V c，过程da中气体对外界做的功W da＝p d(V a－V d)＝p a V a－p d V d，因为p b V b＝p a V a，p c V c＝p d V d，所以过程bc中外界对气体做的功与过程da中气体对外界做的功相等，E项正确.[答案]ABE[变式]以下图，必定质量的理想气体经历A→B、B→C、C→A三个变化过程，则：切合查理定律的变化过程是；C→A过程中气体(填“汲取”或“放出”)热量，(填“外界对气体”或“气体对外界”)做功，气体的内能(填“增添”“减少”或“不变”).已知理想气体在状态A时的温度是27℃，求气体在状态C时的温度.答案：(1)B→C汲取气体对外界增添(2)150K分析：(1)→过程中，体积不变，为等容变化过程，切合查理定律；→A 过程为等压BC C变化，跟着温度高升，气体内能增添，气体膨胀对外界做功，依据热力学第必定律可知：气体汲取热量.(2)C→A过程中气体压强不变，由盖—吕萨克定律可知：V C V A＝，可得T C＝150K. T C T A气体做功状况的判断方法若气体体积增大，则气体对外做功，W＜0，气体向真空膨胀除外.若气体体积减小，则外界对气体做功，W＞0.若气体体积不变，即等容过程，则W＝0.理想气体内能变化状况的判断方法对必定质量的理想气体，因为无分子势能，其内能只包括分子无规则热运动的动能，其内能只与温度有关.1.[对热力学第必定律的理解]在一锅正在沸腾的水中，一个吝啬泡由基层迟缓地升到液面，上涨过程中气泡的压强不停减小，则气泡在上调过程中()A.内能增大B.内能减小C.外界对气泡做功D.汲取热量答案：D分析：在沸腾的水中，此环境下，气泡的温度恒定，则气泡的内能不变，应选项A、B错误；依据玻意耳定律，pV＝C，气泡在上涨过程中，压强减小，则体积增大，即气泡对外做功，应选项C错误；经过上述剖析，得悉气泡内能不变，且对外做功，依据U＝W＋Q，则气泡汲取了热量，应选项D正确.2.[对热力学第二定律的理解](多项选择)依据热力学定律，以下说法中正确的选项是()A.电冰箱的工作过程表示，热量能够从低温物体向高温物体传达B.空调机在制冷过程中，从室内汲取的热量少于向室外放出的热量C.D.E.F.答案：AB分析：热力学第二定律的表述之一是热量不可以自觉地从低温物体传到高G.温物体，即自觉的热传达拥有方向性，选项A中热量并不是自觉地从低温物体传到高温物体，H.选项A正确；空调体制冷过程中一方面从室内汲取热量，另一方面所耗费电能中的一部分又I.变为热量消散在室外，使排放到室外的热量多于从室内汲取的热量，选项B正确；由热力学J.第二定律的表述“不行能从单调热源汲取热量，并把它所有用来做功，而不惹起其余变化”可知选项C错误；内能的变化决定于做功和热传达两个方面，压缩气体的同时向外界放热，K.气体的温度可能不变，也可能降低，选项D错误.L.3.[热力学第一、第二定律综合]对于两类永动机和热力学的两个定律，以下说法正确的M.是()第二类永动机不行能制成是因为违犯了热力学第必定律第一类永动机不行能制成是因为违犯了热力学第二定律由热力学第必定律可知做功不必定改变内能，热传达也不必定改变内能，但同时做功和热传达必定会改变内能D.由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单调热源汲取热量，完整变为功也是可能的答案：D分析：第一类永动机违犯能量守恒定律，第二类永动机违犯热力学第二定律，A、B错误；由热力学第必定律可知W≠0，Q≠0，但U＝W＋Q能够等于零，C错误；由热力学第二定律可知D中现象是可能的，但会惹起其余变化，D正确.4.[气体图象](多项选择)以下图是必定质量的理想气体的体积V和摄氏温度t变化关系的V-t图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，以下说法正确的选项是()气体的内能增大气体的内能不变气体对外做功，同时从外界汲取热量答案：ACE分析：由状态A到状态B，温度高升，内能增大，A正确，B错误；由理想气体状态方程可知，由状态A 到状态，压强减小，C正确，D错误；气体内能增添，从外界吸B收热量，压强减小，对外做功，E正确.5.[气体图象](多项选择)必定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其-图象以下图，以下判断正确的选项是()pTA.过程B.过程C.过程ab中气体必定吸热bc中气体既不吸热也不放热ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中，状态a分子的均匀动能最小E.b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内遇到气体分子撞击的次数不一样pVp答案：ADE分析：因为T＝常数，从题图中可看出，ab过程T不变，则体积V不变，所以ab过程是温度高升、压强增大、体积不变，依据热力学第必定律可知，过程ab必定是精选文档11吸热过程，A 正确；bc 过程温度不变，可是压强减小，体积膨胀对外做功，应当是汲取热量， B 错误；ca 过程压强不变、温度降低、体积减小，外界对气体做功，但因为温度降低，说明对外放热大于外界对其做的功，故 C 错误；状态 a 温度最低，而温度是分子均匀动能的标记，所以状态 a 分子的均匀动能最小， D 正确； bc 过程体积增大了，容器内分子数密度减小，温度不变，分子均匀速率不变，所以c 状态单位面积容器壁在单位时间内遇到分子碰撞的次数减少了， E 正确.。

第3讲热力学定律A组基础题组1.(2016湖北武汉模拟)(多选)关于热力学定律,下列说法正确的是( )A.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程B.对某物体做功,必定会使该物体的内能增加C.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功D.不可能使热量从低温物体传向高温物体2.(2015山西忻州四校联考)(多选)下列说法正确的是( )A.物体吸收热量,其温度一定升高B.橡胶无固定熔点,是非晶体C.做功和热传递是改变物体内能的两种方式D.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动的反映E.第二类永动机是不能制造出来的,尽管它不违反热力学第一定律,但它违反热力学第二定律3.(2015福建上杭一中检测)(多选)下列关于热学现象和热学规律的说法中,正确的是( )A.利用浅层海水和深层海水间的温度差造出一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能,这在原理上是可行的B.大量分子参与的宏观物理过程都具有方向性C.空调的制冷系统将室内的热量传给外界较高温度的空气,而不引起其他变化D.热力学过程中不可避免地出现能量耗散现象,能量耗散不符合热力学第二定律4.(2015北京理综,13,6分)下列说法正确的是( )A.物体放出热量,其内能一定减小B.物体对外做功,其内能一定减小C.物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加D.物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变5.(2015河南焦作一模)如图是密闭的汽缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800 J,同时气体向外界放热200 J,缸内气体的( )A.温度升高,内能增加600 JB.温度升高,内能减少200 JC.温度降低,内能增加600 JD.温度降低,内能减少200 J6.(多选)一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,气体的压强随热力学温度的变化如图所示,则此过程( )A.气体的密度增大B.外界对气体做功C.气体从外界吸收了热量D.气体分子的平均动能增大7.[2015福建理综,29(2),6分]如图,一定质量的理想气体,由状态a经过ab过程到达状态b 或者经过ac过程到达状态c。

第1节 分子动理论 内能第十二章 ⎪⎪⎪热学[选修3－3][全国卷考情分析]未曾独立命题的考点命题概率较小的考点近几年高考考查频率较高的考点阿伏加德罗常数(Ⅰ)气体分子运动速率的统计分布(Ⅰ) 液晶的微观结构(Ⅰ)液体的表面张力现象(Ⅰ)饱和蒸气、未饱和蒸气、饱和蒸气压(Ⅰ)能量守恒定律(Ⅰ) 中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他单位，例如摄氏度、标准大气压(Ⅰ)温度、内能(Ⅰ)'16甲卷T 33(1)(5分)， '16丙卷T 33(1)(5分)分子动理论的基本观点和实验依据(Ⅰ)'15Ⅱ卷T 33(1)(5分)， '13Ⅰ卷T 33(1)(6分)， '13Ⅱ卷T 33(1)(5分)固体的微观结构、晶体和非晶体(Ⅰ)'15Ⅰ卷T 33(1)(5分)， '14Ⅱ卷T 33(1)(5分) 气体实验定律(Ⅱ) '16甲卷T 33(2)(10分)， '16乙卷T 33(2)(10分)， '15Ⅰ卷T 33(2)(10分)， '15Ⅱ卷T 33(2)(10分)，'14Ⅰ卷T 33(2)(9分)， '14Ⅱ卷T 33(2)(10分)， '13Ⅰ卷T 33(2)(9分)， '13Ⅱ卷T 33(2)(10分)理想气体(Ⅰ) '16甲卷T 33(1)(5分)，'16丙卷T 33(1)(5分) 相对湿度(Ⅰ) '14Ⅱ卷T 33(1)(5分) 温度、内能(Ⅰ) '16甲卷T 33(1)(5分)， '16丙卷T 33(1)(5分) 热力学第二定律(Ⅰ) '16乙卷T 33(1)(5分)实验十三：用油膜法估测分子的大小 热力学第一定律(Ⅰ)'16甲卷T 33(1)(5分)， '16乙卷T 33(1)(5分)， '14Ⅰ卷T 33(1)(6分) 常考角度(1)布朗运动与分子热运动(2)对分子力和分子势能的理解(3)对气体实验定律及热力学图像的考查(4)对固体和液体的考查 (5)对热力学定律的考查 (6)气体实验定律与热力学定律的综合第1节分子动理论__内能(1)布朗运动是液体分子的无规则运动。

第十二章热学综合过关规范限时检测满分：100分考试时间：60分钟一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共计60分。

1～6题为单选，7～10题为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)1．(2018·湖南省衡阳八中高三上学期第二次月考试题)下列说法正确的是导学号 21993520( B )A．一定温度下饱和汽的压强随体积的增大而减小B．人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度C．产生毛细现象时，液体在毛细管中一定上升D．滴入水中的红墨水很快散开说明液体内存在表面张力[解析]饱和汽的压强与液体的种类和温度有关，与体积无关，故A错误；人对空气干爽与潮湿的感受不是取决于绝对湿度，而主要取决于空气的相对湿度，故B正确；若两物体是不浸润的，则液体在毛细管中可以是下降的，故C错误；红墨水在水中扩散是因为分子在永不停息地无规则运动；和表面张力无关，故D错误。

故选B。

2．(2018·湖南省衡阳八中高三上学期第二次月考试题)如图所示，汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞与缸壁间的摩擦，也不考虑密封气体和外界的热传递，当外界大气压变化时，以下物理量中发生改变的有导学号 21993521( D )①弹簧弹力的大小②密封气体的体积③密封气体的压强④密封气体的内能A．①B．①④C．②③D．②③④[解析]以气缸和活塞组成的系统为研究对象，系统处于平衡状态，因此弹簧弹力等于系统重力，由于重力不变，因此弹簧弹力不变，故①错误；以气缸为研究对象，设大气压强为p0，有：p0S＝mg＋pS，当大气压强变化时，气体压强发生变化，气体体积发生变化，气体体积变化，气体做功，由于不考虑热传递，则气体内能变化，气体温度发生变化，气体内能发生变化，故②③④正确，故D正确；故选D。

3．(2018·湖南省衡阳八中高三上学期第二次月考试题)如图所示，一端封闭的粗细均匀的玻璃管，开口向上竖直放置，管中有两段水银柱封闭了两段空气柱，开始时V1＝2V2。

第十二章热学【研透全国卷】在新课标省区的高考中，对该部分内容的考查只在选考题部分出现，考查的知识不会面面俱到，重点考查分子动理论、阿伏加德罗常数的应用、气体实验定律及热力学第一定律等知识.预测在2018年高考中，对本部分内容的考查仍将以分子动理论、热力学定律及气体状态方程的应用为主.考点内容要求题型选考实验分子动理论的基本观点和实Ⅰ验依据阿伏加德罗常数Ⅰ气体分子运动速率的统计分Ⅰ布一、分子动理论、内能选择温度是分子平均动能的标志、Ⅰ内能1.实验内中学物理中涉及的国际单位容制的基本单位和其他物理量Ⅰ用油膜法的单位估测分子固体的微观结构、晶体和非晶Ⅰ的大小体2.命题形液晶的微观结构Ⅰ选择、式液体的表面张力现象Ⅰ二、固体、液体和气体填空、填空气体实验定律Ⅰ计算理想气体Ⅰ饱和汽、未饱和汽、饱和汽压Ⅰ相对湿度Ⅰ热力学第一定律Ⅰ三、热力学定律与能量守恒定选择、能量守恒定律Ⅰ律填空热力学第二定律Ⅰ第1讲分子动理论内能(实验：用油膜法估测分子的大小)知识点一分子动理论1.物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子直径：数量级是m.②分子质量：数量级为10－26 kg.③测量方法：油膜法.(2)阿伏加德罗常数：1 mol任何物质所含有的粒子数，N A＝mol－1.2.分子热运动：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动.(1)扩散现象：相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.温度，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行.(2)布朗运动：悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒，温度，布朗运动越显著.3.分子力：分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而，随分子间距离的减小而增大，但总的来讲斥力变化得较快.答案：1.(1)10－10(2)6.02×1023 2.(1)越高(2)越小越高 3.减小知识点二温度1.意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上表示物体中分子平均动能的大小).2.两种温标(1)摄氏温标和热力学温标的关系T＝.(2)绝对零度(0 K)：是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值.答案：2.(2)t＋273.15 K知识点三内能1.分子动能(1)意义：分子动能是所具有的动能.(2)分子平均动能：所有分子动能的平均值.是分子平均动能的标志.2.分子势能：由分子间决定的能，在宏观上分子势能与物体的有关，在微观上与分子间的有关.3.物体的内能(1)内能：物体中所有分子的与的总和.(2)决定因素：、和物质的量.答案：1.(1)分子热运动(2)温度 2.相对位置体积距离 3.(1)热运动动能分子势能(2)温度体积(1)温度越高，扩散现象越明显.()(2)布朗运动是液体分子的无规则运动.()(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的减小而增大.()(4)－33 ℃＝240 K.()(5)物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大.()(6)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大.()(7)物体温度不变，其内能一定不变.()答案：(1)√(2) (3)√(4)√(5)(6)√(7)考点微观量与宏观量1.微观量分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.2.宏观量物体的体积V、摩尔体积V m、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.3.关系MρV m(1)分子的质量：m0＝＝.N A N AV m M(2)分子的体积：V0＝＝.N A ρN AV m mρV (3)物体所含的分子数：N＝·N A＝·N A或N＝·N A＝·N A.V m ρV m M M 4.分子的两种模型3 6V0(1)球体模型直径d＝.(常用于固体和液体)π(2)立方体模型边长d＝3 V0.(常用于气体)考向1固体、液体模型[典例1]空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥.某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103 cm3.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N；(2)一个水分子的直径d.[解析](1)水的摩尔体积为M 1.8 × 10－2V m＝＝m3/mol＝1.8×10－5 m3/molρ 1.0 × 103水分子总数为VN A 1.0 × 103 × 10－6 × 6.0 × 1023N＝＝≈3×1025(个).V m 1.8 × 10－5V m 3 6V m1(2)建立水分子的球体模型，有＝πd3，可得水分子直径：d＝＝N A 6 πN A3 6 × 1.8 × 10－53.14 × 6.0 × 1023m≈4×10－10 m.[答案](1)3×1025个(2)4×10－10 m考向2气体模型[典例2]已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g.由此可估算得，地球大气层空气分子总数为，空气分子之间的平均距离为.[解析]可认为地球大气层对地球表面的压力是由其重力引起的，即mg＝p0S＝4πp0R2 m4πp0N A R2p0×4πR2，故大气层的空气总质量m＝，空气分子总数N＝N A＝.由于h≪R，g M Mg则大气层的总体积V＝4πR2h，每个分子所占空间设为一个棱长为a的正方体，则有Na3＝V，3 Mgh可得分子间的平均距离a＝.p0N A4πp0N A R2[答案]Mg p0N A3 MghV m1.固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的.分子的体积V0＝，仅适用于固体和液N A体，对气体不适用.2.对于气体分子，d＝3 V0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离.考点对分子热运动的理解1.扩散现象：指相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.温度越高，扩散越快；扩散可在固体、液体、气体中进行.2.布朗运动：指悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动.微粒越小，温度越高，布朗运动越显著.3.扩散现象、布朗运动与分子热运动的比较类别扩散现象布朗运动分子热运动活动分子固体微小颗粒分子主体微小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的指分子的运动，分子无分子的运动，发生在固运动，较大的颗粒不做论大小都做热运动，热区别体、液体、气体等任何布朗运动，但它本身的运动不能通过光学显微两种物质之间以及周围的分子仍在做镜直接观察到热运动电子显微镜或扫描隧道观察裸眼可见光学显微镜显微镜共同都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈点布朗运动是由于微小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分联系子做无规则运动的反映考向1布朗运动与热运动的比较[典例3]关于分子热运动和布朗运动，下列说法正确的是()A.布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动B.布朗运动间接反映了分子在永不停息地做无规则运动C.悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著D.当物体温度达到0 ℃时，物体分子的热运动就会停止[解析]布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规则运动，A错误；布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性，B正确；悬浮颗粒越大，液体分子对它的撞击作用的不平衡性越小，布朗运动越不明显，C错误；热运动在0 ℃时不会停止，D错误.[答案] B考向2布朗运动与扩散现象的比较[典例4](多选)下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中，正确的是()A.扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动B.扩散现象与布朗运动没有本质的区别C.扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律D.扩散现象和布朗运动都与温度有关E.布朗运动是扩散的形成原因，扩散是布朗运动的宏观表现[解析]扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动，故A正确；扩散是物质分子的迁移，布朗运动是宏观颗粒的运动，是两种完全不同的运动，故B错误；两个实验现象说明了分子运动的两个不同规律，则C正确；两种运动随温度的升高而加剧，所以都与温度有关，D正确；布朗运动与扩散的成因均是分子的无规则运动，两者之间不具有因果关系，故E错误.[答案]ACD布朗运动、分子热运动、扩散现象的辨析：布朗运动是布朗颗粒(线度约10－6 m)在液体分子撞击下的无规则运动，布朗运动并不是分子热运动，但它反映了分子永不停息地做无规则运动；扩散现象是液体分子直接运动的结果.考点分子力、分子势能与分子间距离的关系1.分子力曲线与分子势能曲线：分子力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能E p＝0)：分子力曲线分子势能曲线2.分子力、分子势能与分子间距离的关系(1)当r>r0时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加.(2)当r<r0时，分子力为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加.(3)当r＝r0时，分子势能最小.考向1分子间作用力的特点[典例5](多选)分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则下列说法正确的是()A.分子间引力随分子间距的增大而减小B.分子间斥力随分子间距的减小而增大C.分子间相互作用力随分子间距的增大而减小D.当r<r0时，分子间作用力随分子间距的减小而增大E.当r>r0时，分子间作用力随分子间距的增大而减小[解析]分子力和分子间距离的关系图象如图所示，根据该图象可判断分子间引力随分子间距的增大而减小，分子间斥力随分子间距的减小而增大，A、B正确；当r<r0时分子力(图中实线)随分子间距的减小而增大，故D正确；当r>r0时，分子力随分子间距的增大先增大后减小，故E错误.[答案]ABD考向2分子力做功与分子势能[典例6](多选)分子力比重力、引力等要复杂得多，分子势能跟分子间的距离的关系也比较复杂.图示为分子势能与分间距离的关系图象，用r0表示分子引力与分子斥力平衡时的分子间距，设r→∞时，E p＝0，则下列说法正确的是()A.当r＝r0时，分子力为零，E p＝0B.当r＝r0时，分子力为零，E p为最小C.当r0<r<10r0时，E p随着r的增大而增大D.当r0<r<10r0时，E p随着r的增大而减小E.当r<r0时，E p随着r的减小而增大[解析]由E p­r图象可知，r＝r0时，E p最小，再结合F­r图象可知此时分子力为0，则A项错误，B项正确；结合F­r图象可知，在r0<r<10r0内分子力表现为引力，在间距增大过程中，分子引力做负功，分子势能增大，则C项正确，D项错误；结合F­r图象可知，在r<r0时分子力表现为斥力，在间距减小过程中，分子斥力做负功，分子势能增大，则E项正确.[答案]BCE分子力和分子势能的分析技巧(1)当r>r0(平衡位置)时，分子力表现为引力，且随着分子间距离的增大，分子力先增大后减小.(2)当r＝r0(平衡位置)时分子势能最小，因为不管分子间距离由r0增大还是减小，分子力都要做负功，分子势能都要增加.(3)当r<r0(平衡位置)时，分子力表现为斥力，且随着分子间距离的增大，分子力逐渐增大，分子力做负功，分子势能增加.考点温度和内能1.对内能的理解(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法.(2)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系.(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能.(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同.2.内能和热能的比较内能热量是状态量，状态确定系统的内能随之确定. 是过程量，它表示由于热传递而引起的内区别一个物体在不同的状态下有不同的内能能变化过程中转移的能量在只有热传递改变物体内能的情况下，物体内能的改变量在数值上等于物体吸收或联系放出的热量考向1对温度的理解[典例7]关于温度的概念，下列说法中正确的是()A.温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大B.物体温度高，则物体每一个分子的动能都大C.某物体内能增大时，其温度一定升高D.甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大[解析]温度是分子平均动能的标志.温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大.[答案] A考向2对内能的理解[典例8](多选)关于对内能的理解，下列说法正确的是()A.系统的内能是由系统的状态决定的B.做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能C.不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D.1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能[解析]系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，B错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C错误；在1 g 100 ℃的水变成100 ℃水蒸气的过程中，分子间距离变大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1g100℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能，D正确.[答案]AD考向3对温度、内能、分子动理论的理解[典例9](2017·河北唐山摸底)(多选)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是()A.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B.外界对物体做功，物体内能一定增加C.温度越高，布朗运动越显著D.当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小E.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大[解析]温度高的物体分子平均动能一定大，但内能不一定大，选项A正确；外界对物体做功，若物体散热，物体内能不一定增加，选项B错误；温度越高，布朗运动越显著，选项C 正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，选项D错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项E正确.[答案]ACE物体的内能在宏观上与温度、体积及物质的量有关；在微观上与分子的平均动能、分子间距及分子个数有关，物体的内能永远不为零.考点实验：用油膜法估测分子的大小1.实验原理：利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看做球形，V 测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d＝计算出油膜的厚度，其中V为一滴S油酸溶液中所含油酸的体积，S为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径.2.实验步骤(1)在方盘中盛入适量的水(约2 cm深)，使水处于稳定状态.(2)用注射器(或胶头滴管)取事先配好的油酸酒精溶液，逐滴滴入量筒，记下量筒中滴入1 mL溶液所需加入溶液的滴数.(3)将痱子粉均匀地撒在水面上.(4)用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一滴油酸酒精溶液滴在水面上.(5)待油酸膜的面积稳定后，把玻璃板放在方盘上，用笔描绘出油酸膜的形状.3.数据处理1(1)计算一滴溶液中油酸的体积：V＝(mL).Nn(2)计算油膜的面积：利用坐标纸求油膜面积时，以边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个.V(3)计算油酸的分子直径：d＝(注意单位统一).S4.注意事项(1)将所有的实验用具擦洗干净，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用.(2)痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功.(3)油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜.(4)浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直.(5)要待油膜形状稳定后再画轮廓.考向1对实验原理和操作的考查[典例10](2017·广西南宁模拟)“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上.C.用浅盘装入2 cm深的水.VD.用公式d＝求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小.SE.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整的，请指出：(1)____________________________________________.(2)___________________________________________.上述实验步骤的合理顺序是.[解析](1)C步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉.(2)实验时，还需要：F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目.实验步骤的合理顺序是CFBAED.[答案]见解析考向2对数据处理的考查[典例11]在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为75滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.则：(1)油酸薄膜的面积是cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是mL.(取一位有效数字)(3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约为m.(取一位有效数字)[解析](1)根据数方格数的原则“多于半个的算一个，不足半个的舍去”可查出共有115个方格，故油膜的面积：S＝115×1 cm2＝115 cm2.(2)一滴油酸酒精溶液的体积：1V′＝mL，75一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积：- 11 -6V＝V′＝8×10－6 mL.104(3)油酸分子的直径：V8 × 10－12d＝＝m＝7×10－10 m.S115 × 10－4[答案]115(2)8×10－6(3)7×10－101.液体分子间距离很小，将油膜分子看做球体模型，油膜厚度就近似为油膜分子直径.2.从模型建立到油膜面积的测量，每一环节都存在测量误差，应该尽量提高读数的准确性.1.[固体球模型]已知铜的摩尔质量为M(kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m3)，阿伏加德罗常数为N A(mol－1).下列判断错误的是()NA A.1 kg铜所含的原子数为MMN AB.1 m3铜所含的原子数为ρMC.1个铜原子的质量为(kg)N AMD.1个铜原子的体积为(m3)ρN A1 N A答案：B解析：1 kg铜所含的原子数N＝N A＝，A正确；同理，1 m3铜所含的原子数NM MρM m0 M＝N A，B错误；1个铜原子的质量m0＝(kg)，C正确；1个铜原子的体积V0＝＝(m3)，M N A ρρN AD正确.2.[布朗运动](多选)下列关于布朗运动的说法，正确的是()A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D.布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的答案：BD解析：布朗运动的研究对象是固体小颗粒，而不是液体分子，故A选项错误；影响布朗运动的因素是温度和固体小颗粒大小，温度越高、固体小颗粒越小，布朗运动就越明显，故B选项正确；布朗运动是由于悬浮固体小颗粒受液体分子的碰撞作用不平衡而引起的，不是由液体各部分的温度不同而引起的，故C选项错误，D选项正确.3.[分子力的特点]清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠.这一物理过程中，水分子间的()- 12 -A.引力消失，斥力增大B.斥力消失，引力增大C.引力、斥力都减小D.引力、斥力都增大答案：D解析：当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减小，分子间的引力和斥力同时增大，只是斥力比引力增加得更快一些.4.[分子力与分子间距离的关系](多选)如图所示是分子间引力或斥力大小随分子间距离变化的图象，由此可知()A.ab表示引力图线B.cd表示引力图线C.当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子力一定为零D.当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定最小E.当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定为零答案：ACD解析：在F­r图象中，随r增大，斥力变化快，所以ab为引力图线，A对，B错；两图象相交点e为分子所受的引力和斥力大小相等，即分子受力平衡位置，分子力为0，分子势能最小，但不一定为0，故C、D对，E错.5.[用油膜法估测分子大小]在用“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上.②用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定.③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小.④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积.⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上.完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是.(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为m.(结果保留一位有效数字)- 13 -答案：(1)④①②⑤③(2)5×10－10解析：根据纯油酸的体积V和油膜面积S，可计算出油膜的厚度d，把油膜厚度d视为油V 1酸分子的直径，则d＝，每滴油酸酒精溶液的体积是cm3，而1 cm3的油酸溶于酒精，制成S501 1300 c m3 的油酸酒精溶液，则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是V＝×cm3，则根据题300 50目要求保留一位有效数字可知油酸分子的直径为5×10－10 m.- 14 -。

第十二章热学【研透全国卷】在新课标省区的高考中，对该部分内容的考查只在选考题部分出现，考查的知识不会面面俱到，重点考查分子动理论、阿伏加德罗常数的应用、气体实验定律及热力学第一定律等知识.预测在2018年高考中，对本部分内容的考查仍将以分子动理论、热力学定律及气体状态方程的应用为主.(实验：用油膜法估测分子的大小)知识点一分子动理论1.物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子直径：数量级是m.②分子质量：数量级为10－26 kg.③测量方法：油膜法.(2)阿伏加德罗常数：1 mol任何物质所含有的粒子数，N A＝ mol－1.2.分子热运动：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动.(1)扩散现象：相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.温度，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行.(2)布朗运动：悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒，温度，布朗运动越显著.3.分子力：分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而，随分子间距离的减小而增大，但总的来讲斥力变化得较快.答案：1.(1)10－10(2)6.02×1023 2.(1)越高(2)越小越高 3.减小知识点二温度1.意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上表示物体中分子平均动能的大小).2.两种温标(1)摄氏温标和热力学温标的关系T＝.(2)绝对零度(0 K)：是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值.答案：2.(2)t＋273.15 K知识点三内能1.分子动能(1)意义：分子动能是所具有的动能.(2)分子平均动能：所有分子动能的平均值. 是分子平均动能的标志.2.分子势能：由分子间决定的能，在宏观上分子势能与物体的有关，在微观上与分子间的有关.3.物体的内能(1)内能：物体中所有分子的与的总和.(2)决定因素：、和物质的量.答案：1.(1)分子热运动(2)温度 2.相对位置体积距离 3.(1)热运动动能分子势能(2)温度体积(1)温度越高，扩散现象越明显.( )(2)布朗运动是液体分子的无规则运动.( )(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的减小而增大.( )(4)－33 ℃＝240 K.( )(5)物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大.( )(6)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大.( )(7)物体温度不变，其内能一定不变.( )答案：(1)√(2) (3)√(4)√(5)(6)√(7)考点微观量与宏观量1.微观量分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.2.宏观量物体的体积V、摩尔体积V m、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.3.关系(1)分子的质量：m 0＝M N A ＝ρV mN A .(2)分子的体积：V 0＝V m N A ＝MρN A.(3)物体所含的分子数：N ＝V V m ·N A ＝m ρV m ·N A 或N ＝m M ·N A ＝ρVM·N A .4.分子的两种模型(1)球体模型直径d ＝36V 0π.(常用于固体和液体)(2)立方体模型边长d ＝3V 0.(常用于气体)考向1 固体、液体模型[典例1] 空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥.某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝1.0×103cm 3.已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m 3、摩尔质量M ＝1.8×10－2kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N ； (2)一个水分子的直径d . [解析] (1)水的摩尔体积为V m ＝Mρ＝1.8×10－21.0×103 m 3/mol ＝1.8×10－5 m 3/mol水分子总数为N ＝VN A V m ＝1.0×103×10－6×6.0×10231.8×10－5≈3×1025(个). (2)建立水分子的球体模型，有V m N A ＝16πd 3，可得水分子直径：d ＝36V mπN A＝36×1.8×10－53.14×6.0×1023 m≈4×10－10m. [答案] (1)3×1025个 (2)4×10－10m考向2 气体模型[典例2] 已知地球大气层的厚度h 远小于地球半径R ，空气平均摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，地面大气压强为p 0，重力加速度大小为g .由此可估算得，地球大气层空气分子总数为 ，空气分子之间的平均距离为 .[解析] 可认为地球大气层对地球表面的压力是由其重力引起的，即mg ＝p 0S ＝p 0×4πR 2，故大气层的空气总质量m ＝4πp 0R 2g ，空气分子总数N ＝m M N A ＝4πp 0N A R 2Mg.由于h ≪R ，则大气层的总体积V ＝4πR 2h ，每个分子所占空间设为一个棱长为a 的正方体，则有Na 3＝V ，可得分子间的平均距离a ＝3Mghp 0N A. [答案]4πp 0N A R2Mg3Mghp 0N A1.固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的.分子的体积V 0＝V m N A，仅适用于固体和液体，对气体不适用.2.对于气体分子，d ＝3V 0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离.考点对分子热运动的理解1.扩散现象：指相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.温度越高，扩散越快；扩散可在固体、液体、气体中进行.2.布朗运动：指悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动.微粒越小，温度越高，布朗运动越显著.3.扩散现象、布朗运动与分子热运动的比较考向1 布朗运动与热运动的比较[典例3] 关于分子热运动和布朗运动，下列说法正确的是( )A.布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动B.布朗运动间接反映了分子在永不停息地做无规则运动C.悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著D.当物体温度达到0 ℃时，物体分子的热运动就会停止[解析] 布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规则运动，A错误；布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性，B正确；悬浮颗粒越大，液体分子对它的撞击作用的不平衡性越小，布朗运动越不明显，C错误；热运动在0 ℃时不会停止，D错误.[答案] B考向2 布朗运动与扩散现象的比较[典例4] (多选)下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中，正确的是( )A.扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动B.扩散现象与布朗运动没有本质的区别C.扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律D.扩散现象和布朗运动都与温度有关E.布朗运动是扩散的形成原因，扩散是布朗运动的宏观表现[解析] 扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动，故A正确；扩散是物质分子的迁移，布朗运动是宏观颗粒的运动，是两种完全不同的运动，故B错误；两个实验现象说明了分子运动的两个不同规律，则C正确；两种运动随温度的升高而加剧，所以都与温度有关，D正确；布朗运动与扩散的成因均是分子的无规则运动，两者之间不具有因果关系，故E错误.[答案] ACD布朗运动、分子热运动、扩散现象的辨析：布朗运动是布朗颗粒(线度约10－6 m)在液体分子撞击下的无规则运动，布朗运动并不是分子热运动，但它反映了分子永不停息地做无规则运动；扩散现象是液体分子直接运动的结果.考点分子力、分子势能与分子间距离的关系1.分子力曲线与分子势能曲线：分子力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能E p＝0)：分子力曲线分子势能曲线2.分子力、分子势能与分子间距离的关系(1)当r>r0时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加.(2)当r<r0时，分子力为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加.(3)当r＝r0时，分子势能最小.考向1 分子间作用力的特点[典例5] (多选)分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则下列说法正确的是( )A.分子间引力随分子间距的增大而减小B.分子间斥力随分子间距的减小而增大C.分子间相互作用力随分子间距的增大而减小D.当r<r0时，分子间作用力随分子间距的减小而增大E.当r>r0时，分子间作用力随分子间距的增大而减小[解析] 分子力和分子间距离的关系图象如图所示，根据该图象可判断分子间引力随分子间距的增大而减小，分子间斥力随分子间距的减小而增大，A、B正确；当r<r0时分子力(图中实线)随分子间距的减小而增大，故D正确；当r>r0时，分子力随分子间距的增大先增大后减小，故E错误.[答案] ABD考向2 分子力做功与分子势能[典例6] (多选)分子力比重力、引力等要复杂得多，分子势能跟分子间的距离的关系也比较复杂.图示为分子势能与分间距离的关系图象，用r0表示分子引力与分子斥力平衡时的分子间距，设r→∞时，E p＝0，则下列说法正确的是( )A.当r ＝r 0时，分子力为零，E p ＝0B.当r ＝r 0时，分子力为零，E p 为最小C.当r 0<r <10r 0时，E p 随着r 的增大而增大D.当r 0<r <10r 0时，E p 随着r 的增大而减小E.当r <r 0时，E p 随着r 的减小而增大[解析] 由E p ­r 图象可知，r ＝r 0时，E p 最小，再结合F ­r 图象可知此时分子力为0，则A 项错误，B 项正确；结合F ­r 图象可知，在r 0<r <10r 0内分子力表现为引力，在间距增大过程中，分子引力做负功，分子势能增大，则C 项正确，D 项错误；结合F ­r 图象可知，在r <r 0时分子力表现为斥力，在间距减小过程中，分子斥力做负功，分子势能增大，则E 项正确.[答案]BCE分子力和分子势能的分析技巧(1)当r >r 0(平衡位置)时，分子力表现为引力，且随着分子间距离的增大，分子力先增大后减小.(2)当r ＝r 0(平衡位置)时分子势能最小，因为不管分子间距离由r 0增大还是减小，分子力都要做负功，分子势能都要增加.(3)当r <r 0(平衡位置)时，分子力表现为斥力，且随着分子间距离的增大，分子力逐渐增大，分子力做负功，分子势能增加.考点温度和内能1.对内能的理解(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法. (2)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系. (3)通过做功或热传递可以改变物体的内能.(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同. 2.内能和热能的比较考向1 对温度的理解[典例7] 关于温度的概念，下列说法中正确的是( )A.温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大B.物体温度高，则物体每一个分子的动能都大C.某物体内能增大时，其温度一定升高D.甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大[解析] 温度是分子平均动能的标志.温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大.[答案] A考向2 对内能的理解[典例8] (多选)关于对内能的理解，下列说法正确的是( )A.系统的内能是由系统的状态决定的B.做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能C.不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D.1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能[解析] 系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，B错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C错误；在1 g 100 ℃的水变成100 ℃水蒸气的过程中，分子间距离变大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能，D正确.[答案] AD考向3 对温度、内能、分子动理论的理解[典例9] (2017·河北唐山摸底)(多选)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是( )A.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B.外界对物体做功，物体内能一定增加C.温度越高，布朗运动越显著D.当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小E.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大[解析] 温度高的物体分子平均动能一定大，但内能不一定大，选项A正确；外界对物体做功，若物体散热，物体内能不一定增加，选项B 错误；温度越高，布朗运动越显著，选项C 正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，选项D 错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项E 正确.[答案] ACE物体的内能在宏观上与温度、体积及物质的量有关；在微观上与分子的平均动能、分子间距及分子个数有关，物体的内能永远不为零.考点实验：用油膜法估测分子的大小1.实验原理：利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看做球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d ＝V S计算出油膜的厚度，其中V 为一滴油酸溶液中所含油酸的体积，S 为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径.2.实验步骤(1)在方盘中盛入适量的水(约2 cm 深)，使水处于稳定状态.(2)用注射器(或胶头滴管)取事先配好的油酸酒精溶液，逐滴滴入量筒，记下量筒中滴入1 mL 溶液所需加入溶液的滴数.(3)将痱子粉均匀地撒在水面上.(4)用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一滴油酸酒精溶液滴在水面上. (5)待油酸膜的面积稳定后，把玻璃板放在方盘上，用笔描绘出油酸膜的形状. 3.数据处理(1)计算一滴溶液中油酸的体积：V ＝1Nn(mL).(2)计算油膜的面积：利用坐标纸求油膜面积时，以边长为 1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个.(3)计算油酸的分子直径：d ＝V S(注意单位统一). 4.注意事项(1)将所有的实验用具擦洗干净，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用. (2)痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功. (3)油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜.(4)浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直.(5)要待油膜形状稳定后再画轮廓.考向1 对实验原理和操作的考查[典例10] (2017·广西南宁模拟)“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油酸膜的面积S .B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上.C.用浅盘装入2 cm 深的水.D.用公式d ＝VS求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小. E.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V . 上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整的，请指出： (1)____________________________________________. (2)___________________________________________. 上述实验步骤的合理顺序是 .[解析] (1)C 步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉.(2)实验时，还需要：F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目.实验步骤的合理顺序是CFBAED. [答案] 见解析考向2 对数据处理的考查[典例11] 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶液中有纯油酸6 mL ，用注射器测得1 mL 上述溶液为75滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.则：(1)油酸薄膜的面积是 cm 2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL.(取一位有效数字) (3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约为 m.(取一位有效数字)[解析] (1)根据数方格数的原则“多于半个的算一个，不足半个的舍去”可查出共有115个方格，故油膜的面积：S ＝115×1 cm 2＝115 cm 2.(2)一滴油酸酒精溶液的体积：V ′＝175mL ，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积：V ＝6104V ′＝8×10－6mL. (3)油酸分子的直径：d ＝V S ＝8×10－12115×10－4 m ＝7×10－10 m. [答案] 115 (2)8×10－6(3)7×10－101.液体分子间距离很小，将油膜分子看做球体模型，油膜厚度就近似为油膜分子直径.2.从模型建立到油膜面积的测量，每一环节都存在测量误差，应该尽量提高读数的准确性.1.[固体球模型]已知铜的摩尔质量为M (kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m 3)，阿伏加德罗常数为N A (mol －1).下列判断错误的是( )A.1 kg 铜所含的原子数为N A MB.1 m 3铜所含的原子数为MN AρC.1个铜原子的质量为MN A(kg) D.1个铜原子的体积为MρN A(m 3)答案：B 解析：1 kg 铜所含的原子数N ＝1M N A ＝N A M，A 正确；同理，1 m 3铜所含的原子数N＝ρM N A ，B 错误；1个铜原子的质量m 0＝M N A (kg)，C 正确；1个铜原子的体积V 0＝m 0ρ＝M ρN A (m 3)，D 正确.2.[布朗运动](多选)下列关于布朗运动的说法，正确的是( ) A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D.布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的答案：BD 解析：布朗运动的研究对象是固体小颗粒，而不是液体分子，故A选项错误；影响布朗运动的因素是温度和固体小颗粒大小，温度越高、固体小颗粒越小，布朗运动就越明显，故B选项正确；布朗运动是由于悬浮固体小颗粒受液体分子的碰撞作用不平衡而引起的，不是由液体各部分的温度不同而引起的，故C选项错误，D选项正确.3.[分子力的特点]清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠.这一物理过程中，水分子间的( )A.引力消失，斥力增大B.斥力消失，引力增大C.引力、斥力都减小D.引力、斥力都增大答案：D 解析：当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减小，分子间的引力和斥力同时增大，只是斥力比引力增加得更快一些.4.[分子力与分子间距离的关系](多选)如图所示是分子间引力或斥力大小随分子间距离变化的图象，由此可知( )A.ab表示引力图线B.cd表示引力图线C.当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子力一定为零D.当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定最小E.当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定为零答案：ACD 解析：在F­r图象中，随r增大，斥力变化快，所以ab为引力图线，A对，B错；两图象相交点e为分子所受的引力和斥力大小相等，即分子受力平衡位置，分子力为0，分子势能最小，但不一定为0，故C、D对，E错.5.[用油膜法估测分子大小]在用“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上.②用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定.③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小.④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积.⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上. 完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是 .(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm 3的油酸溶于酒精，制成300 cm 3的油酸酒精溶液；测得1 cm 3的油酸酒精溶液有50滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m 2.由此估算出油酸分子的直径为 m.(结果保留一位有效数字)答案：(1)④①②⑤③ (2)5×10－10解析：根据纯油酸的体积V 和油膜面积S ，可计算出油膜的厚度d ，把油膜厚度d 视为油酸分子的直径，则d ＝V S ，每滴油酸酒精溶液的体积是150cm 3，而1 cm 3的油酸溶于酒精，制成 300 cm 3 的油酸酒精溶液，则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是V ＝1300×150 cm 3，则根据题目要求保留一位有效数字可知油酸分子的直径为5×10－10m.。

选考部分第十二章热学【研透全国卷】在新课标省区的高考中,对该部分内容的考查只在选考题部分出现，考查的知识不会面面俱到，重点考查分子动理论、阿伏加德罗常数的应用、气体实验定律及热力学第一定律等知识.预测在2018年高考中，对本部分内容的考查仍将以分子动理论、热力学定律及气体状态方程的应用为主.(实验：用油膜法估测分子的大小）知识点一分子动理论1.物体是由大量分子组成的（1）分子的大小①分子直径：数量级是m.②分子质量：数量级为10－26 kg.③测量方法：油膜法.(2)阿伏加德罗常数：1 mol任何物质所含有的粒子数，N A＝mol－1。

2.分子热运动：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。

（1）扩散现象：相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.温度，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行.（2)布朗运动：悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒，温度，布朗运动越显著.3。

分子力：分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而，随分子间距离的减小而增大，但总的来讲斥力变化得较快.答案：1。

(1）10－10（2)6。

02×1023 2.（1）越高（2）越小越高3。

减小知识点二温度1。

意义：宏观上表示物体的冷热程度（微观上表示物体中分子平均动能的大小）.2.两种温标（1）摄氏温标和热力学温标的关系T＝.(2)绝对零度(0 K）:是低温极限,只能接近不能达到，所以热力学温度无负值.答案：2。

（2)t＋273。

15 K知识点三内能1。

分子动能（1）意义：分子动能是所具有的动能。

(2）分子平均动能:所有分子动能的平均值。

是分子平均动能的标志。

2.分子势能：由分子间决定的能，在宏观上分子势能与物体的有关，在微观上与分子间的有关.3。

物体的内能（1)内能：物体中所有分子的与的总和。

(2)决定因素：、和物质的量.答案：1。

(1)分子热运动(2）温度2。

相对位置体积距离3。

（1）热运动动能分子势能(2）温度体积（1)温度越高,扩散现象越明显。

第一节 分子动理论 内能一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的 (1)分子大小． ①分子直径的数量级：10－10m ．②油膜法测分子直径：d ＝V S；V 是油滴的体积，S 是水面上形成单分子油膜的面积． (2)一般分子质量的数量级：10－26kg.(3)阿伏加德罗常数：1 mol 任何物质含有的分子数，N A ＝6.02×1023mol －1． 2．分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象，温度越高，扩散越快． (2)布朗运动：是指悬浮在液体或气体中“小颗粒”的无规则运动，布朗运动间接反映了液体或气体分子的无规则热运动．①成因：液体分子无规则运动，对固体小颗粒碰撞不平衡造成的．②特点：永不停息、无规则运动；颗粒越小，运动越剧烈；温度越高，运动越剧烈；运动轨迹不确定．3．分子间存在着引力和斥力(1)分子间同时存在相互作用的引力和斥力，分子力为它们的合力． (2)分子力的特点(r 0的数量级为10－10m)．①F 引、F 斥随r 增大而减小，随r 减小而增大，但斥力比引力变化更快．③分子力的作用使分子聚集在一起，而分子的无规则运动使它们趋于分散，正是这两个因素决定了物体的气、液、固三种不同的状态．1．根据分子动理论，下列说法正确的是( )A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做不停地无规则运动，就是分子的运动C．分子间的相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而增大D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大解析：由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，故A错误；显微镜下观察到的墨水中的小炭粒不停地无规则运动，是布朗运动，它是分子无规则运动的体现，但不是分子的运动，故B错误；分子间的相互作用力随分子间距离增大而减小，但斥力减小得更快，故C错误；若分子间距是从小于平衡距离开始变化，则分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小后增大，故D正确．答案：D二、物体的内能1．分子的平均动能(1)概念：物体内所有分子动能的平均值．(2)大小的标志：温度是分子平均动能大小的标志，温度越高，分子的平均动能越大．2．分子势能(1)概念：由分子间的相互作用和相对位置决定的能量．(2)分子势能大小的相关因素．①微观上：分子势能的大小与分子间距有关．如图所示，当r＝r0时，分子势能最小．②宏观上：与物体体积有关．大多数物体是体积越大，分子势能越大，也有少数物体，比如“冰”，体积变大，分子势能反而变小．3．物体的内能(1)定义：物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫作物体的内能．(2)决定内能的因素．①微观上：分子动能、分子势能、分子个数．②宏观上：温度(T)、体积(V)、物质的量(n)．(3)改变内能的两种方式：做功和热传递．(4)内能与机械能的区别．①物体内能是物体内大量分子所具有动能和势能的总和，宏观上取决于物质的量(n)、温度(T)、体积(V)．②物体机械能是物体整体运动(或弹性形变)具有的动能和势能的总和，取决于质量(m)、速度(v)、高度(h)、形变(Δx)．4．温度和温标(1)温度．①温度在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上表示分子的平均动能．②温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量，一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．(2)两种温标．2．(多选)对内能的理解，下列说法正确的是( )A．系统的内能是由系统的状态决定的B．做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能C．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D．1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能解析：系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A 正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，B 错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C 错误；在1 g 100 ℃的水变成100 ℃水蒸气的过程中，分子间距离变大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能，D 正确．答案：AD物质是由分子原子构成的，分子在永不停息地做无规则热运动，其对应的能量是分子的动能和势能，物体内所有分子动能和势能的总和被称之为该物体的内能．考点一 微观量的估算 1.微观量分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0. 2．宏观量物体的体积V 、摩尔体积V mol 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度ρ. 3．宏观量与微观量的转换 (1)一个分子的质量：m 0＝M N A. (2)一个分子的体积：V 0＝V mol N A ＝M ρN A.对于气体，分子间的距离比较大，V 0表示气体分子占据的空间．(3)物质含有的分子数：N ＝m M N A ＝VV molN A . 4．两种分子模型(1)固体和液体：固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体，如图所示．分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，球体分子模型直径d ＝36V 0π，立方体分子模型棱长d ＝3V 0.(2)气体：气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以利用d ＝3V 0算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离．典例 (多选)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A .已知1克拉＝0.2克，则( )A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2aN AMB ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN AMC ．每个钻石分子直径的表达式为 36M ×10－3N A ρπ(单位为m)D ．每个钻石分子直径的表达式为6MN A ρπ(单位为m) E ．每个钻石分子的质量为MN A(单位为g )[思维点拨] (1)求解分子大小常用哪两种模型，本题应是球形还是小立方体型． (2)宏观量与微观量之间关系是什么．解析：a 克拉钻石物质的量(摩尔数)为n ＝0.2a M ，所含分子数为N ＝nN A ＝0.2aN AM，选项A正确，B 错误；钻石的摩尔体积V mol ＝M ×10－3ρ(单位为m 3/mol)，每个钻石分子体积为V 0＝V mol N A＝M ×10－3N A ρ，设钻石分子直径为d ，则V 0＝43π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 23，联立解得d ＝36M ×10－3N A ρπ(单位为m)，选项C 正确，D 错误；根据阿伏加德罗常数的意义知，每个钻石分子的质量m ＝MN A(单位为g )，选项E 正确．答案：ACE微观量的求解方法1．分子大小、分子体积、分子质量属微观量，直接测量它们的数值非常困难，可以借助较易测量的宏观量结合摩尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量，其中阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带．2．建立合适的物理模型，通常把固体、液体分子模拟为球体或立方体．气体分子所占据的空间可模拟为立方体模型．考点二布朗运动与分子热运动1.布朗运动(1)研究对象：悬浮在液体或气体中的小颗粒；(2)运动特点：无规则、永不停息；(3)相关因素：颗粒大小、温度；(4)物理意义：说明液体或气体分子做永不停息的无规则的热运动．2．扩散现象相互接触的物体分子彼此进入对方的现象，称为扩散现象．产生原因：分子永不停息地做无规则运动．3．扩散现象、布朗运动与热运动的比较类活动相互作用的结果．雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)．某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化．据此材料，以下叙述正确的是( )A．PM10表示直径小于或等于1.0×10－6 m的悬浮颗粒物B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大[思维点拨]对于信息题，不要过多注意题目的长度，一定要仔细阅读题文，从题文中找出相应的信息．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒的无规则撞击．布朗运动既不是颗粒分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映．解析：PM10表示直径小于或等于1.0×10－5 m的悬浮颗粒物，A错误；来自各个方向的空气分子对PM10的撞击不平衡，使PM10做布朗运动，是不规则的运动，故加速度大小和方向不断变化，所以合力可以大于、小于或等于其重力的大小，故B错误，C正确；根据题干可推测，PM2.5的浓度应随高度增加而减小，故D错误．答案：C扩散现象与布朗运动本质区别1．扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间．2．布朗运动不是分子的运动，我们也无法直接观察分子的无规则运动，而是通过悬浮的固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无规则运动．考点三分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力及分子势能比较图象随分子间距离的变化情况r<r0F随r增大而减小，表现为斥力r增大，F做正功，E p减小r>r0r增大，F先增大后减小，表现为引力r增大，F做负功，E p增大r＝r0F引＝F斥，F＝0E p最小，但不为零r>10r0引力和斥力都很微弱，F＝0E p＝0系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．在r＝r0时，分子势能为零E．分子动能和势能之和在整个过程中不变[思维点拨](1)试分析分子做功与分子势能变化的关系．(2)试分析r＝r0时分子力和分子势能的特点．(3)只有分子力做功时的功能关系是什么．解析：由E p-r图象可知：在r>r0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故A正确；在r<r0阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故B错误；在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，动能最大，故C正确，D错误；在整个相互接近的过程中，分子动能和势能之和保持不变，故E正确．答案：ACE判断分子势能变化的两种方法1．根据分子力做功判断：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加．2．利用分子势能与分子间距离的关系图线判断，如图所示．但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似但意义不同，不要混淆．考点四物体的内能1.内能与机械能的比较A．气体的内能包括气体分子的重力势能B．气体的内能包括分子之间相互作用的势能C．气体的内能包括气体整体运动的动能D．气体的体积变化时，其内能可能不变E．气体的内能包括气体分子热运动的动能[思维点拨]气体分子间距离较大，决定气体的内能的因素有哪些？解析：气体的内能不考虑气体自身重力的影响，故气体的内能不包括气体分子的重力势能，选项A错误；实际气体的内能包括气体的分子动能和分子势能两部分，选项B、E正确；气体整体运动的动能属于机械能，不是气体的内能，选项C错误；气体体积变化时，分子势能发生变化，气体温度也可能发生变化，即分子势能和分子动能的和可能不变，选项D正确．答案：BDE分析物体的内能问题的技巧分析物体的内能问题应当明确以下几点：1．内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法．2．决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系．3．通过做功或热传递可以改变物体的内能．4．温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能均相同．1.(多选)(2019·河北衡水模拟)关于布朗运动，下列说法正确的是( )A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．液体温度越高，布朗运动越剧烈C．布朗运动是由于液体各部分温度不同而起引的D．悬浮在液体中的固体小颗粒做布朗运动具有的能是机械能E．布朗运动是宏观物体的运动，其运动规律遵循牛顿第二定律解析：布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，A错误；布朗运动的剧烈程度与温度有关，液体温度越高，布朗运动越剧烈，B正确；布朗运动是由于来自各个方向的液体分子对固体小颗粒撞击作用的不平衡引起的，C错误；悬浮在液体中的固体小颗粒做布朗运动具有的能是机械能，D正确；布朗运动是悬浮的固体小颗粒不停地做无规则的宏观的机械运动，故其运动规律遵循牛顿第二定律，E正确．答案：BDE2．(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( )A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的解析：扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项A正确；扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项B、E错误，选项C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项D正确．答案：ACD3.(多选)(2019·山东济宁模拟)将一个分子P固定在O点，另一分子Q放在图中的A点，两分子之间的作用力与其间距的关系图线如图所示，虚线1表示分子间相互作用的斥力，虚线2表示分子间相互作用的引力，实线3表示分子间相互作用的合力．如果将分子Q从A点无初速度释放，分子Q仅在分子力的作用下始终沿水平方向向左运动，则下列说法正确的是( )A．分子Q由A点运动到C点的过程中，先加速再减速B．分子Q在C点的分子势能最小C．分子Q在C点的加速度大小为零D．分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度先增大后减小再增大E．该图能表示固、液、气三种状态下分子力的变化规律解析：C点为斥力和引力相等的位置，C点的右侧分子间作用力的合力表现为引力，C点的左侧分子间作用力的合力表现为斥力，因此分子Q由A点运动到C点的过程中，分子Q 一直做加速运动，分子的动能一直增大，分子势能一直减小，当分子Q运动到C点左侧时，分子Q做减速运动，分子动能减小，分子势能增大，即分子Q在C点的分子势能最小，A错误，B正确；C点为分子引力等于分子斥力的位置，即分子间作用力的合力为零，则分子Q在C点的加速度大小为零，C正确；分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，由题图可知分子间作用力的合力先增大后减小再增大，则加速度先增大后减小再增大，D正确；气体分子间距较大，分子间作用力很弱，不能用题图表示气体分子间作用力的变化规律，E错误．答案：BCD4．(多选)关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是( )A．在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小D．分子间距离越大，分子间的斥力越小E．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢解析：在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力和斥力，选项A正确；分子间作用力为零时，分子间的势能最小，但不是零，选项B错误；当分子间作用力表现为引力时，随分子间的距离增大，克服分子力做功，故分子势能增大，选项C错误；分子间距离越大，分子间的引力和斥力都是越小的，选项D正确；两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢，选项E正确．答案：ADE5．下列说法正确的是( )A．液体中悬浮的小颗粒的无规则运动称为布朗运动B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D．物体对外界做功，其内能一定减少答案：A6．(多选)(2019·河南洛阳四校联考)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是( )A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．外界对物体做功，物体内能一定增加C．温度相同的氢气和氧气的分子平均速率一定不同D ．0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，内能不变E ．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大答案：ACE7．用放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小颗粒(碳)体积为0.1×10－9 m 3，碳的密度为2.25×103 kg/m 3，摩尔质量是1.2×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol －1，则：(1)该小碳粒含分子数约为多少个？(保留一位有效数字)(2)假设小碳粒中的分子是紧挨在一起的，试估算碳分子的直径．解析：(1)设小颗粒棱长为a ，放大600倍后，则其体积为V ＝(600 a )3＝0.1×10－9 m 3.实验体积为V ′＝a 3＝10－16216 m 3， 质量为m ＝ρV ′＝1.0×10－15 kg ，含分子数为n ＝m M N A ＝1.0×10－151.2×10－2×6.02×1023个＝5×1010个． (2)将碳分子看成球体模型，则有V ′n ＝43π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 23＝πd 36， 得d ＝36V ′n π＝36×10－162165×1010×3.14 m ＝2.6×10－10 m. 答案：(1)5×1010个 (2)2.6×10－10 m8．(2019·福建泉州模拟)2015年2月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能．假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－6 g 的水分解为氢气和氧气．已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，摩尔质量M ＝1.8×10－2 kg/mol, 阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)被分解的水中含有水分子的总数N ；(2)一个水分子的体积V 0.解析：(1)水分子数： N ＝mN A M ＝10－6×10－3×6.0×10231.8×10－2个≈3×1016个． (2)水的摩尔体积V mol ＝Mρ，一个水分子的体积V 0＝V mol N A ＝M ρN A ＝ 1.8×10－21.0×103×6.0×1023 m 3＝3×10－29 m 3. 答案：(1)3×1016个 (2)3×10－29 m 3。