第２６卷总第３２６期 ２００８年第１Ｏ期（下半月） 物理教学探讨 ｊ ｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｖｏ１．２６ Ｎｏ．３２６ （Ｘ） １０．２００８．５３．
圜《分 子热运 动、能量守恒、气体 检测题
任会常 、 沂源第一中学校，山东省沂源县２５６１００ 一、选择题（本题共１Ｏ小题，每小题４分，共 ４Ｏ分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只 有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全 部选对的得４分，选不全的得２分，选错或不答的 不得分。） １．下面的叙述正确的是（ ） Ａ．布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在 ’不停地做无规则的热运动 Ｂ．对气体加热，气体的内能不一定增大 Ｃ．物体温度升高，物体中分子热运动加剧， 所有分子的动能都会增加 Ｄ．压缩密封在气缸中一定质量的理想气 体，难度越来越大，说明分子间距离越小，分子间 斥力越大 ２．关于物体内能的变化，下列说法中正确的 是（ ） Ａ．物体吸收热量，内能一定增加 Ｂ．物体对外做功，内能可能减少 Ｃ．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能 不变 Ｄ．物体放出热量，同时对外做功，内能可能 不变 ３．已知阿伏加德罗常数为Ｎ ，空气的摩尔 质量为Ｍ，室温下空气的密度为ｌＤ（均为国际单 位）。则（ ） Ａ・ｌｋｇ空气含分子的数目为 ＦｑＡ Ｂ．一个空气分子的质量是 Ｍ 』 Ａ Ｃ．一个空气分子的体积是 』 ＾ Ｄ．室温下相邻空气分 子间的平均距离为 。 Ｎ＾ｌＤ ４．如图１所示，设有一分子位于图中的坐标 原点０处不动，另一分子可位于正ｚ轴上不同位 置处，图中纵坐标表示这两个分子问分子力的大 小，两条曲线分别表示斥力或引力的大小随两分 子间距离变化的关系，ｅ为两曲线的交点，则（ ）
图 ｌ Ａ． 线表示引力， 线表示斥力，ｅ点的横 坐标数量级为ｌＯ ＩＴＩ Ｂ．ｎ６线表示斥力， 线表示引力，ｅ点的横 坐标数量级为１０ 。ＩＴＩ Ｃ． 线表示引力， 线表示斥力，ｅ点的横 坐标数量级为ｌｏ 。ＩＴＩ Ｄ．ｎ６线表示斥力， 线表示引力，ｅ点的横 坐标数量级为１０ ＩＴＩ ５．关于气体的压强，下列说法正确的是（ ） Ａ．气体的压强是由气体分子问的吸引和排 斥产生的 Ｂ．气体分子的平均速率增大，气体的压强 一定增大 Ｃ．气体的压强等于器壁单位面积、单位时 间所受气体分子冲量的大小 Ｄ．当 一容器自由下落时，容器中气体的 压强将变为零 ６．下列说法中正确的是：（） Ａ．在一房间内，打开一台冰箱的门，再接通 电源，过一段时间后，室内温度就会降低 Ｂ．从目前的理论看来，只要实验设备足够 高级，可以使温度降低到一２７４℃ Ｃ．机械能可以自发地全部转化为内能，内 能也可以全部转化为机械能而不引起其他变化 Ｄ．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 ７．在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的
1.什么是分子的热运动？
答：分子热运动是指温度高于0k（-273.15℃）的所有物质分子的不规则运动。温度越高，热运动越强烈。分子的热运动是微观的，肉眼看不到，只能通过一些表象来理解。分子的热运动是指物体由分子、原子和离子组成（水由分子组成，铁由原子组成，盐由离子组成）。所有物质的分子都在不断地运动，这是不规则的运动。分子的热运动与物体的温度有关（在0℃时也会发生热运动，内能是基于热运动的）。物体温度越高，分子运动越快。悬浮颗粒不规则运动的现象称为布朗运动。例如，温度越高，运动越激烈。1827年，植物学家R.brown首次发现了它。粒子在液体周围的一种非常小的布朗运动，产生大约10纳米的布朗运动。如果布朗粒子相互碰撞的几率很小，可以认为是由大分子组成的理想气体，那么在重力场中达到热平衡后，其数密度随高度的分布应遵循Boltzmann分布。J、这一点得到了B.Perrin实验的证实，阿伏伽德罗常数和一系列与粒子有关的数据都得到了相当精确的测定。
1.3 分子运动速率分布规律
知识点一、气体分子运动的特点
1．气体分子间距离大约是分子直径的10倍左右，通常认为除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，做匀速直线运动．
2．在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等．
知识点二、分子运动速率分布图像
1．温度越高，分子热运动越剧烈．
2．气体分子速率呈“中间多、两头少”的规律分布．当温度升高时，某一分子在某一时刻它的速率不一定增加，但大量分子的平均速率一定增加，而且“中间多”的分子速率值增加(如图所示)．
知识点三、气压
1．气体压强的产生
单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就会对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．
2．决定气体压强大小的因素
(1)微观因素
①与气体分子的数密度有关：气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大．
②与气体分子的平均速率有关：气体的温度越高，气体分子的平均速率就越大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大；从另一方面讲，分子的平均速率越大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累计冲力就越大，气体压强就越大．
(2)宏观因素
①与温度有关：体积一定时，温度越高，气体的压强越大．
②与体积有关：温度一定时，体积越小，气体的压强越大．
3．气体压强与大气压强的区别与联系
气体压强 大气压强
区别 ①因密闭容器内的气体分子的数密度一般很小，由气体自身重力产生的压①由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强．如强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生
②大小由气体分子的数密度和温度决定，与地球的引力无关
③气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的 果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压强
十、热学（分子热运动、能量、气体）
1、分子的大小
(1)分子：物理中所说的分子指的是做热运动时遵从相同规律的微粒。在研究热现象时，组成物质的原子、离子或分子，统称为分子。
(2)分子的大小
①单分子油膜法粗测分子的大小
原理：把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径，如右图所示。
把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层和把分子看成球形等是理想化处理。
具体做法是：
a．测出1滴油酸的体积V；
b．让这滴油酸在水面上尽可能散开，形成单分子油膜，用方格坐标纸测出水面上漂浮的油膜的面积S，如右图所示；
c．单分子油膜的厚度d等于油滴体积V与油膜面积S的比值。 一、知识网络
二、画龙点睛
概念
d
d＝VS
②利用离子显微镜测定分子的直径
一般分子直径的数量级为10－10m。例如水分子直径是4×10－10m，氢分子直径是2.3×10－10m。
(3)分子模型的意义
把分子看作小球，是对分子模型的简化。实际上，分子结构很复杂，并不都是小球。因此说分子直径有多大，一般知道数量级就已经可以了。
2、阿伏加德罗常数
(1)阿伏加德罗常数：1mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数就叫阿伏加德罗常数。
用符号NA表示此常数，NA＝6.02×1023 mol－1，粗略计算时：NA＝6.0×1023 mol－1。
(2)宏观量与微观量及其联系
①宏观量
体积V
质量m
密度ρ＝mV＝MmolVmol
摩尔体积Vmol＝Mmolρ
摩尔质量Mmol＝ρVmol
摩尔数n＝mMmol＝V Vmol
物体中所含的分子数N＝n NA
②微观量
分子体积V0＝16πD3(球体模型)
分子质量m0
③宏观量与微观量的联系──桥梁是阿伏伽德罗常数NA
对固体和液体：分子体积V0＝VmolNA
对气体：每个分子占有的空间体积＝VmolNA
对固体、液体和气体：分子质量m0＝MmolNA
