第十四章 第1讲 分子动理论 内能

考点1 分子动理论内能考向1考查分子力、分子势能1.[2019某某高考,13A(2),4分]由于水的表面X力,荷叶上的小水滴总是球形的.在小水滴表面层中,水分子之间的相互作用总体上表现为(选填“引力”或“斥力”).分子势能E p和分子间距离r的关系图象如图所示,能总体上反映小水滴表面层中水分子E p的是图中(选填“A”“B”或“C”)的位置.必备知识:分子力、分子势能的基本概念.关键能力:对图象的分析能力.解题指导:根据分子力和分子势能与分子间距离的关系图线明确A、B、C处是引力还是斥力,进而分析小水滴表面层中的分子势能.考向2考查油膜法估算分子大小的实验2.[2019全国Ⅲ,33(1),5分]用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是.实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以.为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是.必备知识:用油膜法估算分子大小的实验原理.关键能力:累积法的应用能力,实验原理的灵活使用能力.考法1 对分子动理论的理解1[2017某某高考,15(1),4分,多选]关于布朗运动,下列说法正确的是B.液体温度越高,液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈C.在液体中的悬浮微粒只要大于某一尺寸,都会发生布朗运动布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动,A项正确.液体温度越高,分子热运动越剧烈,液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈,B项正确.悬浮微粒越大,惯性越大,液体分子运动对它碰撞时不足以使大微粒运动,所以大微粒不做布朗运动,C 项错误.布朗运动是悬浮在液体中微粒的无规则运动,不是液体分子的无规则运动,D 项错误.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的,E 项正确.ABE1.[2015新课标全国Ⅱ,33(1),5分,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D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生考法2 应用阿伏加德罗常数求解微观量2[多选]若以μ表示水蒸气的摩尔质量,V 表示标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ表示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分别表示每个水蒸气分子的质量、体积,下列关系中正确的有A.N A =ρρρ0B.ρ=ρρA ρ0C.ρ<ρρA ρ0D.m 0=ρρA由于μ=ρV ,则N A =ρρ0=ρρρ0,得m 0=ρρA ,故A 、D 选项正确.由于水蒸气分子之间有空隙,所以N A V 0<V ,水蒸气的密度为ρ=ρρ<ρρA ρ0,故B 选项错误,C 选项正确.ACD2.[2019某某某某毕业生调研]如图是通过扫描隧道显微镜拍下的照片:48个铁原子在铜的表面排列成圆圈,构成了“量子围栏”.为了估算铁原子直径,查到以下数据:铁的密度ρ=7.8×103 kg/m 3,摩尔质量M =5.6×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数N A =6.0×1023 mol -1.若将铁原子简化为球体模型,铁原子直径的表达式D =,铁原子直径约为m(结果保留1位有效数字).考法3 实验:油膜法估测分子的大小3完成以下“用单分子油膜法估测分子大小”的实验.(1)某同学在该实验中的操作步骤如下:①取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液;②在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;③在浅盘内盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定;④在浅盘上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸测量油膜的面积.改正其中的错误:.(2)若油酸酒精溶液体积分数为0.10%,一滴溶液的体积为4.8×10-3mL,其形成的油膜面积为40 cm 2,则估测出油酸分子的直径为m .(1)②由于一滴溶液的体积太小,直接测量时误差太大,应用微小量累积法可减小测量误差,故可在量筒内滴入N 滴该溶液,测出它的体积.③水面上不撒痱子粉或石膏粉时,滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜,油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败,故应先在水面上撒痱子粉或石膏粉.(2)油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积,则d=ρρ=4.8×10-3×10-6×0.10%40×10-4 m =1.2×10-9 m . (1)见解析(2)1.2×10-9考法4分析分子力与分子势能的关系4现有甲、乙两个分子,将甲分子固定在坐标原点O 处,乙分子位于x 轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示.F>0时为斥力,F<0时为引力.A 、B 、C 、D 为x 轴上四个特定的位置.现把乙分子从A 处由静止释放,下列A 、B 、C 、D 四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系,其中大致正确的是速度方向始终不变,A 项错误;加速度与力成正比,与力的方向相同,故B 项正确;乙分子从A 处由静止释放,分子力先是引力后是斥力,分子力先做正功后做负功,则分子势能先减小后增大,在C 点,分子势能最小,从C 图中可知,在A 点静止释放乙分子时,分子势能为负,动能为0,则乙分子的总能量为负,在以后的运动过程中乙分子总能量不可能为正,而动能不可能小于0,则乙分子势能不可能大于0,故C 、D 项错误.B3.如图所示, 用F 表示两分子间的作用力,用E p 表示两分子系统所具有的分子势能,在两个分子之间的距离由10r 0变为r 0的过程中()图甲图乙A.F 不断增大,E p 不断减小B.F 先增大后减小,E p 不断减小C.F不断增大,E p先增大后减小D.F、E p都是先增大后减小考点1分子动理论内能1.引力C解析:在小水滴表面层中,分子之间的距离较大,水分子之间的作用力表现为引力.由于平衡位置对应的分子势能最小,在小水滴表面层中,分子之间的距离较大,所以能够总体上反映小水滴表面层中水分子势能E p的是图中C位置.2.使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积解析:由于分子直径非常小,极少量油酸所形成的单分子层油膜面积仍会很大,因此实验前需要将油酸稀释,使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜.可以用累积法测量多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液的体积.油酸分子直径等于油酸的体积与单分子层油膜的面积之比,即d=ρρ,故除测得的油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积外,还需要测量单分子层油膜的面积.1.ACD扩散现象是分子无规则热运动的反映,C正确,E错误;温度越高,分子热运动越剧烈,扩散越快,A正确;气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动,扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,D正确;在扩散现象中,分子本身结构没有发生变化,不属于化学变化,B错误2.√6ρπρρA33×10-10解析:由题意可知,一个铁原子的质量为m=ρρA ,一个铁原子的体积为V=ρρ,又V=43π(ρ2)3,整理得3,代入数据解得D=3×10-10 m.铁原子的直径为D=√6MρρNρ3.B由题图可知分子间距离由10r0减小到r0的过程中,分子力表现为引力,且引力先增大后减小,而分子势能一直减小,因此B选项正确,A、C、D选项错误.。

分子动理论知识点分子动理论知识点1、分子动理论〔1〕物质是由大量分子组成的分子直径的数量级一般是10-10m。

〔2〕分子永不停息地做无规那么热运动。

①扩散现象：不同的物质互相接触时，可以彼此进入对方中去。

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〔或气体〕中微小颗粒的无规那么运动，是液体分子对微小颗粒撞击作用的不平衡造成的，是液体分子永不停息地无规那么运动的宏观反映。

颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。

〔3〕分子间存在着互相作用力分子间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间间隔增大而减小，但斥力的变化比引力的变化快，实际表现出来的是引力和斥力的合力。

2、物体的内能〔1〕分子动能：做热运动的分子具有动能，在热现象的研究中，单个分子的动能是无研究意义的，重要的是分子热运动的平均动能。

温度是物体分子热运动的平均动能的标志。

〔2〕分子势能：分子间具有由它们的相对位置决定的势能，叫做分子势能。

分子势能随着物体的体积变化而变化。

分子间的作用表现为引力时，分子势能随着分子间的间隔增大而增大。

分子间的作用表现为斥力时，分子势能随着分子间间隔增大而减小。

对实际气体来说，体积增大，分子势能增加；体积缩小，分子势能减小。

〔3〕物体的内能：物体里所有的分子的动能和势能的总和叫做物体的.内能。

任何物体都有内能，物体的内能跟物体的温度和体积有关。

〔4〕物体的内能和机械能有着本质的区别。

物体具有内能的同时可以具有机械能，也可以不具有机械能。

3、改变内能的两种方式〔1〕做功：其本质是其他形式的能和内能之间的互相转化。

〔2〕热传递：其本质是物体间内能的转移。

〔3〕做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，但有本质的区别。

4、热力学第一定律〔1〕内容：物体内能的增量〔ΔU〕等于外界对物体做的功〔W〕和物体吸收的热量〔Q〕的总和。

〔2〕表达式：W+Q=ΔU〔3〕符号法那么：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值；物体吸收热量，Q取正值，物体放出热量，Q取负值；物体内能增加，ΔU取正值，物体内能减少，ΔU取负值。

课题第一节分子运动论的初步知识执教教学目标1知道分子运动论的内容。

2知道扩散现象。

3知道分子间的相互作用力。

重点分子运动论的内容。

难点理解分子间的相互作用力，扩散形象的判断和解释教具演示学生主要教学过程学生活动教学过程设计一新课引入。

我们生活在物质世界，周围有空气、石头、水等，它们是由什么组成的呢？二新课教学1分子（1）物质由分子组成。

（2）分子是化学性质不变的最小粒子。

分子直径：1010米＝1埃。

2分子运动（1）一切物体的分子都在不停地做无规则运动。

（2）扩散现象：不同物质在互相接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散。

（3）举例说明扩散现象：墨水滴入清水中、闻到香味、放煤的墙角变黑、腌（炒）菜变咸、糖放进水中水变甜等。

（4）如何判断是否扩散：可以这样认为：发生扩散后的两种物质不会自动分开，也没有发生化学反应。

如果会自动分开或发生了化学反应的则不是扩散。

如水变浊了、扫地时尘土飞扬、铁生锈了等。

3分子间的作用力。

（1）分子间存在间隙。

（2）分子间存在相互的作用的引力和斥力用弹簧连着两个乒乓球模拟分子间的相互作用力。

（当r大于分子直径的十倍时，分子相互作用力可忽略不计）4练习5小结：(1)、分了动理论的内容：①物质由分子组成。

②一切物体的分子都在不停地做无规则运动。

③分子间存在着引力和斥力。

（2）、扩散现象表明了分子永不停息地做无规则运动，还表明分子间有间隙举例课题第二节内能执教教学目标1知道分子无规则运动的快慢与温度有关。

2知道什么是内能，物体的内能是另一种形式的能。

3知道物体温度改变时，内能随这改变。

重点内能的概念和其与温度有关。

难点内能，物体的内能是另一种形式的能教具演示烧杯、清水、红墨水等。

学生主要教学过程学生活动教学过程设计一复习：1机械能分哪些？2分子动理论的内容？3扩散现象表明了什么？二新课讲授。

1内能的概念：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。

2内能大小与温度有关。

初三物理第一讲：内能教学目的1、理解掌握分子动理论2、学习内能及其概念3、注意区分内能与机械能之间的不同知识讲解1、分子动理论——物质组成1、物质是由大量分子组成的，如果把分子看成球形，它的直径大约只有10-10m，因此，在一个物体中，分子的数目是巨大的。

0℃，一标准大气压下，1cm3的空气中大约有2.7×1019个分子，如果每秒可以数数到100亿，那么，把这些分子数完需要80年的时间。

2、常见物质组成2、分子动理论——分子热运动1、扩散现象如图1所示，打开一盒香皂，很快就会闻到香味，这是为什么？是什么跑到了我们的鼻子里了？图1解答：一些带有香味的分子，从香皂中挥发出来，进入空气，向各个方向散步开来，当它们到达你的鼻子里，你就会闻到香味。

实验观察：（1）在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，抽掉玻璃板后，让学生观察有什么变化发生？（2）将CuSO4溶液注入清水中，放置30天后。

观察现象。

① 扩散：不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。

② 说明：气体、液体、固体都能发生扩散现象。

③ 结论：扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，分子间有间隙。

④ 扩散现象的实例ⅰ：擦香水时，周围的人都能闻到；ⅱ：花开时，花香满园；ⅲ：长时期放煤的墙角变黑；ⅳ：糖放在水中，水变甜了（3）对同样一个扩散实验，能否改变一个条件，从而改变扩散进行的快慢呢？如图所示，将一滴红墨水分别滴入热水和冷水中，观察扩散快慢的情况。

分析：在实验中热水温度高，扩散进行的快，说明温度高时，分子运动得快。

冷水温度低，扩散进行的慢，说明温度低时分子运动的慢。

2、热运动由于分之的运动跟温度有关，所以把分子的无规则运动叫做分子的热运动。

3、分子动理论——分子间的作用力1、分子间作用力：引力与斥力铅块是由铅分子组成的，组成它的分子在不停地运动，那么为什么铅块没有飞散开？是什么原因使它们聚合在一起呢？【实验】如图所示，将两个铅柱的底面削平，削干净，然后紧紧地压在一起，两块铅就会结合起来，甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开。

⾼中物理《分⼦动理论内能》选修3-3《热学》第⼀单元《分⼦动理论内能》【基础知识梳理】知识点⼀、分⼦动理论⼀．物体是由⼤量分⼦组成的1、分⼦的⼤⼩（1）．直径数量级：m.（2）．油膜法测分⼦直径：d＝，V是油滴的体积，S是⽔⾯上形成的的⾯积．（3）．分⼦质量的数量级为kg.2.微观量的估算（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：m0＝MN A＝ρV mN A。

②分⼦的体积：V0＝V mN A＝MρN A。

③物体所含的分⼦数：N＝VV m·N A＝mρV m·N A或N＝mM·N A＝ρVM·N A。

（4）．分⼦的两种模型①球体模型直径d＝36Vπ。

(常⽤于固体和液体)②⽴⽅体模型边长d＝3V0。

(常⽤于⽓体)对于⽓体分⼦，d＝3V0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 cm3。

已知⽔的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2kg/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。

⼆．分⼦的热运动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，扩散越快。

2、布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的的永不停息地⽆规则运动。

其特点是：①永不停息、运动。

②颗粒越⼩，运动越。

③温度越⾼，运动越。

提⽰：①运动轨迹不确定，只能⽤不同时刻的位置连线确定微粒做⽆规则运动。

第十三章内能一、分子热运动1.物质是由分子组成的。

2.人们通常以10﹣10m为单位来量度分子。

3.不同物质互相接触时，彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象主要说明了分子都在不停的做无规则的运动。

温度越高，分子运动越剧烈。

4.扩散现象可以发生在气体之间、液体之间、固体之间。

5.由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫分子热运动。

6.分子之间既有引力又有斥力。

二、内能1.物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。

物体的内能跟物体的温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈,物体内能越大。

2.内能的单位是焦耳（J）。

3.一切物体都具有内能。

4.影响内能大小的因素：温度、质量、物态。

5.机械能与整个物体的机械运动情况有关,内能与物体内部分子的热运动及分子间相互作用情况有关,机械能是动能与势能之和,内能是物体内部所有分子动能和分子势能的总和。

6.改变物体的内能两种方法：做功和热传递。

7.物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。

8.物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小。

9.热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫热量。

（物体含有多少热量的说法是错误的）10. 做功和热传递这两种方法对改变物体的内能是等效的，但实质不同，做功是能的转化过程，热传递是能的转移过程。

三、比热容1．比热容：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容。

用符号c表示。

2．比热容的单位是：J/(kg·℃)，读作：焦耳每千克摄氏度。

3．比热容是物质的一种属性，它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变，只要物质相同，比热容就相同。

4．水的比热容是：C=4.2×103J/(kg·℃)，它表示的物理意义是：每千克的水当温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量是4.2×103J。