31《第十一章 热 学》11.1《分子动理论与统计观点》

考点内容要求考纲解读分子动理论的基本观点和实验依据Ⅰ1．本部分考点内容的要求全是Ⅰ级，即理解物理概念和物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用．题型多为选择题和填空题．绝大多数选择题只要求定性分析，极少数填空题要求应用阿伏加德罗常数进行计算(或估算)．2．高考热学命题的重点内容有：(1)分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算；(2)内能的变化及改变内能的物理过程以及气体压强的决定因素；(3)理想气体状态方程和用图象表示气体状态的变化；(4)热现象实验与探索过程的方法．3．近两年来热学考题中还涌现出了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题．多以科技前沿、社会热点及与生产生活联系的问题为背景来考查热学知识在实际中的应用．说明：(1)要求会正确使用的仪器有：温度计；(2)要求定性了解分子动理论与统计观点的内容.阿伏加德罗常数Ⅰ气体分子运动速率的统计分布Ⅰ温度是分子平均动能的标志、内能Ⅰ固体的微观结构、晶体和非晶体Ⅰ液晶的微观结构Ⅰ液体的表面张力现象Ⅰ气体实验定律Ⅰ理想气体Ⅰ饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压Ⅰ相对湿度Ⅰ热力学第一定律Ⅰ能量守恒定律Ⅰ热力学第二定律Ⅰ要知道中学物理中涉及到的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位，包括摄氏度(°C)、标准大气压Ⅰ实验：用油膜法估测分子的大小第1课时 分子动理论 内能考纲解读1.掌握分子动理论的基本内容.2.知道内能的概念.3.会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化．1．[微观量的估算]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 AMB ．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M ρN 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＝ρN A M ，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 ρN A (m 3)，D 正确．2．[分子热运动与布朗运动的理解]下列关于布朗运动的说法，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°C 时，物体分子的热运动就会停止 答案 B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；布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性，B 对；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；热运动在0°C 时不会停止，D 错．3．[分子间作用力]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( )A．分子间引力随分子间距的增大而增大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增大D．分子间相互作用力随分子间距的减小而增大答案 B解析根据分子动理论，分子间的引力和斥力是同时存在的，分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而减小、随分子间距的减小而增大．分子间的相互作用力指的是引力和斥力的合力．分子间相互作用力随分子间距的增大先减小后增大再减小．当分子间距r ＝r0时，分子间的相互作用力为0，所以B正确．4．[物体的内能]关于物体的内能，以下说法正确的是()A．不同物体，温度相等，内能也相等B．所有分子的势能增大，物体内能也增大C．温度升高，分子平均动能增大，但内能不一定增大D．只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等答案 C1．物体是由大量分子组成的(1)多数分子大小的数量级为10－10 m.(2)一般分子质量的数量级为10－26 kg.2．分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象．温度越高，扩散越快．(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地无规则运动．布朗运动反映了液体内部的分子的无规则运动．颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈．3．分子间存在着相互作用力(1)分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力．(2)引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化得快．4．物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量．(2)对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定．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 、物体的密度ρ. 3．关系(1)分子的质量：m 0＝M N A ＝ρV molN A .(2)分子的体积：V 0＝V mol N A ＝MρN A.(3)物体所含的分子数：N ＝V V mol ·N A ＝m ρV mol ·N A 或N ＝m M ·N A ＝ρVM ·N A.4．两种模型(1)球体模型直径为d ＝ 36V 0π.(2)立方体模型边长为d ＝3V 0.特别提醒 1.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 molN 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．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 cm 3.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)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 mol ＝M ρ＝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 mol ＝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 mol N A ＝16πd 3，可得水分子直径：d ＝ 36V mol πN A ＝36×1.8×10－53.14×6.0×1023≈4×10－10(m)． 答案 (1)3×1025个 (2)4×10－10m突破训练1 已知汞的摩尔质量为M ＝200.5×10－3 kg/mol ，密度为ρ＝13.6×103 kg/m 3，阿伏加德罗常数为N A ＝6.0×1023 mol －1.求： (1)一个汞原子的质量(用相应的字母表示即可)； (2)一个汞原子的体积(结果保留一位有效数字)；(3)体积为1 cm 3的汞中汞原子的个数(结果保留一位有效数字)． 答案 (1)M N A(2)2×10－29 m 3 (3)4×1022个 解析 (1)一个汞原子的质量为m 0＝MN A(2)一个汞原子的体积为 V 0＝M ρN A＝200.5×10－313.6×103×6.0×1023 m 3 ≈2×10－29 m 3(3)1 cm 3的汞中含汞原子个数N ＝ρVN A M ＝13.6×103×1×10－6×6.0×1023200.5×10－3个≈4×1022个考点二 布朗运动与分子热运动大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点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，都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映特别提醒 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，是液体分子无规则运动的反映．例2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颗粒大小，温度越高、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．答案BD突破训练2做布朗运动实验，得到某个观测记录如图1.图中记录的是()图1A．分子无规则运动的情况B．某个微粒做布朗运动的轨迹C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线答案 D解析微粒在周围液体分子无规则碰撞作用下，做布朗运动，轨迹是无规则的，实际操作中不易描绘出微粒的实际轨迹；按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线的无规则性，也能反映微粒布朗运动的无规则性．图中记录描绘的正是按等时间间隔记录的某个运动微粒位置的连线，故D正确．考点三分子间作用力分子间总是同时存在着相互作用的引力和斥力，“分子力”是引力与斥力的合力．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小、随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快．如图2所示．图2(1)当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0；(2)当r<r0时，F引和F斥都随距离的减小而增大，但F引<F斥，F表现为斥力；(3)当r>r0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F引>F斥，F表现为引力；(4)当r>10r0(10－9 m)时，F引和F斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F＝0)．例3关于分子间的相互作用力，以下说法中正确的是()A．当分子间距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力B．分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力C．当分子间的距离r<r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表现为斥力D．当分子间的距离r>10－9 m时，分子间的作用力可以忽略不计解析分子间距离为r0时分子力为零，并不是分子间无引力和斥力，A错误；当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力，B错误．答案CD突破训练3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．45．用统计规律法理解温度的概念对微观世界的理解离不开统计的观点．单个分子的运动是不规则的，但大量分子的运动是有规律的，如对大量气体分子来说，朝各个方向运动的分子数目相等，且分子的速率按照一定的规律分布．宏观物理量与微观物理量的统计平均值是相联系的，如温度是分子热运动平均动能的标志．但要注意：统计规律的适用对象是大量的微观粒子，若对“单个分子”谈温度是毫无意义的．例4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，物体温度越高，则物体的分子平均动能越大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分子由于不停地运动而具有的能叫分子动能．分子的运动是杂乱的，同一物体内各个分子的速度大小和方向是不同的．从大量分子的总体来看，速率很大和速率很小的分子数比较少，具有中等速率的分子数比较多．在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子的平均动能．从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大；反之亦然．注意同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，所以分子运动的平均速率不尽相同．答案 A46.用类比法理解分子力做功与分子势能变化的关系1．重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增大．同样，分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大．因此我们可用类比法理解分子力做功与分子势能变化的关系．2．分子势能分子势能是由分子间相对位置而决定的势能，它随着物体体积的变化而变化，与分子间距离的关系为：(1)当r>r0时，分子力表现为引力，随着r的增大，分子引力做负功，分子势能增大；(2)当r<r0时，分子力表现为斥力，随着r的减小，分子斥力做负功，分子势能增大；(3)当r＝r0时，分子势能最小，但不一定为零，可为负值，因为可选两分子相距无穷远时分子势能为零；(4)分子势能曲线如图3所示．图3例5两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图4中曲线所示，曲线与r 轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子只在分子力作用下，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()图4A．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解析由E p－r图可知：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，故选项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，故选项B错误．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大，故选项C正确．在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，故选项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，故选项E正确．答案ACE突破训练4分子甲和乙相距较远(此时它们的分子力近似为零)，如果甲固定不动，乙逐渐向甲靠近越过平衡位置直到不能再靠近．在整个过程中()A．先是乙克服分子力做功，然后分子力对乙做正功B．先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功C．两分子间的斥力不断减小D．两分子间的引力不断减小答案 B解析乙逐渐向甲靠近至到达平衡位置的过程中，分子力表现为引力，分子力对乙做正功，越过平衡位置后，分子力表现为斥力，分子力对乙做负功，即乙克服分子力做功，所以选项A错误，B正确；两分子间距逐渐减小时，两分子间的引力和斥力均逐渐增大，选项C、D错误．高考题组1．(2013·北京理综·13)下列说法正确的是()A．液体中悬浮微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 A解析由布朗运动的定义可知，选项A正确；布朗运动不是分子的运动，但是它间接地反映了液体分子运动的无规则性，所以选项B错误；改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，物体从外界吸收热量，同时它可能对外做功，其内能不一定增加，选项C错误；物体对外界做功，同时它可能从外界吸收热量，其内能不一定减小，选项D 错误，综上所述正确的答案为A.2．(2013·福建·29(1))下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是()答案 B解析分子间作用力f的特点是：r<r0时f表现为斥力，r＝r0时f＝0，r>r0时f表现为引力；分子势能E p的特点是r＝r0时E p最小，因此只有B项正确．3．(2013·新课标Ⅰ·33(1))两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不能再靠近．在此过程中，下列说法正确的是()A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变答案BCE解析由分子动理论的知识，在两个分子相互靠近，直至不能再靠近的过程中，分子力先是表现为分子引力且先增大后减小，之后表现为分子斥力，一直增大，所以A错误；先是分子引力做正功，然后分子斥力做负功，故分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，所以B、C正确，D错误．因为只有分子力做功，所以分子势能和分子动能的总和保持不变，E正确．模拟题组4．从微观的角度来看，一杯水是由大量水分子组成的，下列说法中正确的是() A．当这杯水静止时，水分子也处于静止状态B．每个水分子都在运动，且速度大小相等C．水的温度越高，水分子的平均动能越大D．这些水分子的动能总和就是这杯水的内能答案 C解析水分子不停地做无规则运动，A错；水分子的速度不相等，B错；温度是分子平均动能的标志，温度升高，水分子的平均动能增大，故C对；内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，D错．5．我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5 μm的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害．矿物燃料燃烧是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法中正确的是() A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动C．PM2.5的运动轨迹只是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡决定的D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度E．PM2.5必然有内能答案DE解析PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，A错误．PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动，B错误．PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的，C错误．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度，PM2.5必然有内能，D、E正确．(限时：30分钟)►题组1微观量的估算1．关于分子，下列说法中正确的是()A．把分子看成球形是对分子的简化模型，实际上分子的形状并不真的都是球形B．所有分子的直径都相同C．不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致D ．测定分子大小的方法有多种，油膜法只是其中的一种答案 ACD解析 把分子看作球形是将实际问题理想化，A 对；不同分子直径大小不同，但数量级除有机物的大分子外，一般都是10－10 m ，B 错，C 对；测定分子大小可以有多种方法，油膜法只是常见的一种方法，D 对．2．若以μ表示水的摩尔质量，V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，N A 表示阿伏加德罗常数，m 0、V 0分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系错误的有( )A ．N A ＝ρV m 0B ．ρ＝μN A V 0C ．ρ<μN A V 0D ．m 0＝μN A答案 B解析 由于μ＝ρV ，则N A ＝μm 0＝ρV m 0，变形得m 0＝μN A，故A 、D 正确；由于分子之间有空隙，所以N A V 0<V ，水的密度为ρ＝μV <μN A V 0，故B 错误，C 正确．所以选B. 3．清晨，湖中荷叶上有一滴体积约为0.1 cm 3的水珠，已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，水的摩尔质量M ＝1.8×10－2 kg/mol ，试估算：(1)这滴水珠中约含有多少个水分子；(2)一个水分子的直径多大．(以上计算结果均保留两位有效数字)答案 (1)3.3×1021个 (2)3.9×10－10 m解析 (1)N ＝m M N A ＝ρV M N A ＝1.0×103×1×10－71.8×10－2×6.0×1023＝3.3×1021个． (2)建立水分子的球体模型，有43π(d 2)3＝M ρN A所以d ＝ 36M πρN A＝3.9×10－10 m ►题组2 布朗运动与分子热运动4．关于分子热运动，下列说法中正确的是( )A ．布朗运动就是液体分子的热运动B ．布朗运动图中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹C ．当分子间的距离变小时，分子间作用力可能减小，也可能增大D ．物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变答案 C解析布朗运动是悬浮颗粒的运动，布朗运动图中不规则折线是将间隔相等时间描出的点用直线连接起来得到的，不表示液体分子的运动轨迹，A、B均错；当分子间的距离变小时，分子间作用力如果表现为引力，则分子力可能增大也可能减小，分子间作用力如果表现为斥力，则分子力增大，C对；温度是分子平均动能的标志，物体温度改变时，物体分子的平均动能一定改变，D错．5．下列叙述中正确的是()A．布朗运动是液体分子热运动的反映B．分子间距离越大，分子势能越大，分子间距离越小，分子势能也越小C．两个铅块挤压后能紧连在一起，说明分子间有引力D．压缩理想气体时需用力，说明理想气体分子间有斥力答案AC6．关于布朗运动的下列说法中正确的是()A．布朗运动就是分子的无规则运动B．布朗运动是组成固体颗粒的分子无规则运动的反映C．布朗运动是液体或气体分子无规则运动的反映D．观察时间越长，布朗运动就越显著E．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动答案 C解析布朗运动是固体颗粒的无规则运动，所以布朗运动不是分子的运动，但它反映了液体或气体分子的无规则运动，所以A、B都错，C对．做布朗运动的颗粒很小，通常在显微镜下才能看到，用肉眼在阳光下看到的尘埃，其尺寸比布朗运动中的颗粒大得多，空气分子对它的碰撞的不平衡性已不明显，它们的运动在空气中看起来无序，实际上是有一定的运动方向的，主要是由于重力、空气浮力和气流的共同作用决定的，E错．►题组3物体的内能、温度7．关于对内能的理解，下列说法不正确的是()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°C水的内能小于1 g 100°C水蒸气的内能答案BC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分子平均动能相同，但它们的摩尔数不同，内能不同，C错误；在1 g 100°C的水变成100°C水蒸气的过程中，分子间距增大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1 g 100°C水的内能小于1 g 100°C水蒸气的内能，D正确．8．相同质量的氧气和氦气，温度相同，下列说法正确的是()A．每个氧分子的动能都比氦分子的动能大B．每个氦分子的速率都比氧分子的速率大C．两种气体的分子平均动能一定相等D．两种气体的分子平均速率一定相等答案 C解析温度是分子平均动能的标志，氧气和氦气的温度相同，其分子的平均动能相同，但分子的运动速率有的大，有的小，各个分子的动能并不相同，A、B错误，C正确；两种气体的分子质量不同，则平均速率不同，D错误．9．下列关于温度及内能的说法中正确的是()A．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的D．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化答案 D解析温度是分子平均动能的标志，对个别分子没有意义，A项错误；物体的内能与质量、温度、体积有关，所以B项错误；质量和温度相同的冰和水，分子平均动能相同，但是分子势能不同，冰熔化为水要吸收热量，所以水的内能大，C项错误；一定质量的某种物质，即使温度不变，体积变化也会引起内能的变化，D项正确．10．关于热力学温度与摄氏温度，下列说法中正确的是()A．－33.15℃＝240 KB．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 KC．摄氏温度与热力学温度的零度是相同的D．温度由t℃升到2t℃时，对应的热力学温度由T K升至2T K答案AB解析热力学温度与摄氏温度的关系：T＝(t＋273.15)K，由此可知：－33.15°C＝240 K，。

分子动理论与统计观点知识梳理一、阿伏加德罗常数N A =6.02×1023mol -1，是联系微观世界和宏观世界的桥梁。

二、分子大小、质量和数量的估算．设微观量为．分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ；宏观量为．物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ．1. 分子质量．AA==N V N m ρμ 2. 分子体积．AA 10PN N V V μ＝＝（对气体，V 0应为气体分子占据的空间大小） 3. 分子直径．球体模型． V d N =3A )2(34π 303A6=6=ππV N V d （固体、液体用此模型）立方体模型．30=V d （气体一般用此模型）（对气体，d 理解为相邻分子间的平均距离）4. 分子的数量．A1A 1A A ====N V VN V M N V N Mn ρμρμ三、分子动理论分子动理论的基本内容是：物体是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规则运动；分子间存在着相互作用力。

四、物体是由大量分子组成的：这里的分子是指构成物质的单元，可以是原子、离子，也可以是分子。

在热运动中它们遵从相同的规律，所以统称为分子。

五．分子的热运动物体里的分子永不停息地做无规则运动，这种运动叫做热运动。

扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子的热运动。

布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。

1. 形成条件是：微粒足够小。

（微粒越小，布朗运动越明显）2. 温度越高，布朗运动越激烈。

3. 观察到的是固体微粒（不是液体，不是固体分子）的无规则运动，反映的是液体分子运动的无规则性。

4. 实验中描绘出的是某固体微粒每隔30秒的位置的连线，不是该微粒的运动轨迹。

六、分子间的相互作用力 1. 特点：（1）分子间同时存在引力和斥力；（2）引力和斥力都随着距离的增大而减小；（3）斥力比引力变化得快；（4）实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力．其变化规律如图所示。

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解析 当分子间的距离 r<r0 时，分子力表现为斥力，分 子间的距离 r 增大时，分子间的作用力做正功，分子势能减 小；当分子间的距离 r>r0 时，分子力表现为引力，随着分子 间距离 r 的增大，分子间的作用力做负功，分子势能增大， 选项 B 错误；微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越 多，布朗运动越不明显，选项 D 错误．
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考 情 分 析
3
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考纲预览 1.分子动理论的基本观点和实验依据 Ⅰ
2．阿伏伽德罗常数
Ⅰ 3．气体分子运动速率的统计分布 Ⅰ 4．温度是分子平均动能的标志、内能
Ⅰ
4
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考纲预览 10．饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压 Ⅰ 11．相对湿度 Ⅰ 12．热力学第一定律 Ⅰ 13．能量守恒定律 Ⅰ 14．热力学第二定律 Ⅰ 15．要知道中学物理中涉及的国际单位制的基本 单位和其他物理量的单位．包括摄氏度(℃)、标 准大气压 Ⅰ
答案 AC
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4．下列说法中正确的是(
)
A．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力 B．分子间的距离 r 增大，分子间的作用力做负功，分子 势能增大 C．气体自发地扩散运动总是沿着分子热运动的无序性 增大的方向进行 D．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液 体分子数越多，布朗运动越明显

它运用概率论和统计学的方法，对大 量粒子系统的微观状态进行描述和预 测。
研究意义与应用领域
研究意义
分子动理论与统计物理学的研究有助于深入理解物质 的微观结构和运动规律，揭示物质的宏观性质和行为 ，为其他自然科学和工程技术领域提供理论支持。
应用领域
分子动理论与统计物理学的应用广泛，涉及热力学、 气体动力学、凝聚态物理、化学反应动力学、材料科 学、生物医学等领域。例如，在材料科学中，通过研 究分子的运动规律和相互作用，可以设计和优化新材 料的性能；在生物医学中，运用分子动理论和统计物 理学的原理和方法，可以研究生物大分子的结构和功 能，以及细胞内的物质输运和能量转换过程。
02
内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，是
一个宏观物理量。
物体的内能与物体的温度、体积和物质的量有关，而与物体的
03
形状和所处的状态无关。
03
气体分子动理论及应用
理想气体状态方程与微观解释
理想气体状态方程
$pV = nRT$，其中$p$是气体压强， $V$是气体体积，$n$是气体摩尔数， $R$是通用气体常数，$T$是热力学 温度。
3
相图与相平衡
利用统计物理学方法绘制物质的相图，分析不同 相之间的平衡条件和相变规律，为材料科学和工 程应用提供理论指导。
07
总结与展望
分子动理论与统计物理学关系总结
分子动理论为统计物理学提供了微观基础
分子动理论从分子的微观运动出发，解释了物质的宏观性质和行为，为统计物理学的发展提供了 重要的理论支撑。
量子统计考虑了粒子的全同性和自旋等量 子效应，而经典统计则忽略了这些效应。
06
统计物理学在各领域应用 举例
热力学过程与循环效率计算