第十一章 热学 第1课时 分子动理论 内能

小结：原子是由原子核和核外电子组成，电子带负电，原子核带正电。而原子核是由质子和中子组成，质子带正电中子不带电，质子和中子又是由被称为“夸克”的更小的粒子组成。
教师提出问题，学生回答，教师归纳总结．
小结：1．分子动理论的基本内容是：（1）分子间有空隙；（2）分子在永不停息地做无规则的运动；（3）分子间存在着相互作用的引力和斥力．
【变式练习1】电子 质子 中子
【变式练习2】B
考点2：看不见的热运动
命题点：(1)分子动理论；(2)分子的状态．这一考点主要以选择题、填空题呈现。
问题1：扩散是什么？分子动理论的基本内容是什么？.
问题2：物质中的分子状态是怎样的？三种物态的基本特征是什么？
问题3：处理例2、3、4和变式练习3、4、5.
2019版中考物理专题十一热学第1课时小粒子与大宇宙复习教案
【教学任务分析】
教学目标
知识与技能（考试内容与要求）
能准确表述分子动理论的基本观点，即物质是由大量分子组成的，分子在不停息地做无规则运动，分子间存在着相互作用的引力和斥力。
过程与方法
1.应用实验和生活实例理解分子动理论。
2.培养学生实验、分析概括能力，解决问题能力。
【例2】A. 解析：A.玉兰花开，闻到阵阵花香，是香气分子的无规则运动，故A正确；B. 扫地时，空中尘埃飞扬，属于固体小颗粒的运动，是机械运动，故B错误；C. 车刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花，是脱落的炽热微粒在运动，是机械运动，故C错误；D. 羊群在草原上奔跑，是物体的运动，属于机械运动，故D错误.
【教学环节安排】
环节
教 学 问 题 设 计
教学活动设计
知识再现
“考点知识梳理”见学案（答案见课件或学案后）
可用练习或提问的方式梳理基础知识，也可边板书边梳理．

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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

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.。

p/(1.013×105 Pa) × a b c 1 0 1 2 3 d V/L
3
m i E= RT M 2
i=3
m PV = RT M
的过程中内能的变化： 由a—b—c—d的过程中内能的变化： 的过程中内能的变化
m i i ∆E = Ed − Ea = R(Td − Ta ) = ( PdVd − PaVa ) M 2 2 3 5 −3 5 −3 = (1.013 × 10 × 3 × 10 − 3 × 1.013 ×10 × 1× 10 ) = 0 2
Mi E(T) = RT µ2
5 5 o o E = R(T2 −T ) = ×8.31×(127 c − 27 c) 1 2 2 = 2077.5(J )
如图： 如图：温度都由 T1— T2 状态发生了相同的变化。 状态发生了相同的变化。
等效 传热——作功
加热
搅拌作功
三、热量 热与功的等效性 热量：系统与外界之间由于存在温度差而传递的能量。 热量：系统与外界之间由于存在温度差而传递的能量。 （在没有作功的传热过程中它是系统内能变化的量度） 在没有作功的传热过程中它是系统内能变化的量度） Q = ∆E = E2 - E1
d (QP ) = dW = PdV
理想气体物态方程
m PV = RT M
m dV ⇒ dW = PdV = RT M V V2 m V2 dV m = QT = WT = ∫ RT RT ln V1 M V M V1
又因
PV1 = PV 1 2
P m 1 ⇒ QT = WT = RT ln M P2
内能的变化只与始末温度有关，与过程无关. 内能的变化只与始末温度有关，与过程无关.
m i i E (T ) = RT = PV M 2 2