2024届高考物理一轮总复习第十四章热学第1节分子动理论内能课件

这是一份2024届高考物理一轮总复习第十四章热学第1节分子动理论内能课件，共55页。PPT课件主要包含了－10，－26，02×1023，液体分子，分子力，图14-1-1，物体的内能，运动的平均动能增大，分子势能，图14-1-2等内容，欢迎下载使用。

第1节 分子动理论 内能
NA＝__________ ml－1.
一、分子动理论1.物体是由大量分子组成的.(1)分子直径大小的数量级为________m.(2)一般分子质量的数量级为________kg.(3) 阿伏加德罗常数 NA ：1 ml 的任何物质所含的分子数，
2.分子永不停息地做无规则热运动.(1)扩散现象：相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象.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微小颗粒的永不停息的无规则运动.布朗运动反映了__________的无规则运动，颗粒越______，运动越明显；温度越高，运动越激烈.
(1)分子间同时存在着________和斥力，实际表现的分子力是它们的________.(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而________，随分子间距离的减小而________，但斥力比引力变化
(3)分子间的作用力随分子间距离 r 变化的关系如图 14-1-1 所示：当 r＜r0 时，表现为________；当 r＝r0 时，分子力为______；当 r＞r0 时，表现为引力；
当 r＞10r0 时，分子力变得十分微弱，可忽略不计.
1.分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值.______是分子平均动能的标志，物体温度升高，表明分子热
2.分子势能：与分子________有关.分子势能的大小随分子间距离的变化曲线如图 14-1-2 所示(规定
分子间距离无穷远时分子势能为零).
3.物体的内能：物体中所有分子热运动的_______与________的总和.物体的内能跟物体的分子数、分子势能及温度都有关系.
三、用油膜法估测分子的大小
将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，可认为油酸在水面上形成________油膜，如果把分子看成球形，单层分子油膜的厚度就可以看成油酸分子的直径，如图 14-1-3 所示，测出油酸的体积 V 和油膜的面积 S，就可以算出分子的直径 d＝________.图 14-1-3
【基础自测】1.判断下列题目的正误.
(1)布朗运动是液体分子的无规则运动.(
(2)温度越高，布朗运动越剧烈.(
(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大.(
(4)温度升高，所有分子运动的速率都变大.(
(5)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)×
2.(多选)下列关于布朗运动的叙述，正确的是(
A.悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的B.液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢.当液体的温度降到零摄氏度时，固体小颗粒的运动就会停止C.被冻结的冰块中的小炭粒不能做布朗运动，是因为在固体中不能发生布朗运动D.做布朗运动的固体颗粒越小，布朗运动越明显
解析：布朗运动的特征之一就是无规则性，故 A 正确.布朗运动的剧烈程度与温度有关，当温度越低时，布朗运动越不明显，但不会停止，故 B 错误.布朗运动只能发生在液体或气体中，在固体中不能发生，并不是因为固体分子不运动，任何物质的分子都在永不停息地运动，故 C 正确.布朗运动的明显程度受颗粒大小的影响，颗粒越小，受力越不容易平衡，运动越剧烈，故 D 正确.
3.关于扩散现象，下列说法正确的是(
A.只有气体和液体才能发生扩散现象B.扩散现象使人们直接看到了分子的运动C.扩散现象说明分子是整体定向移动的D.温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越明显答案：D
4.以下现象中能说明分子间存在斥力的是(A.气体总是很容易充满容器B.水的体积很难被压缩C.两根玻璃棒用力挤压不能黏合在一起D.破镜不能重圆答案：B
热点 1 阿伏加德罗常数及微观量的计算[热点归纳]
宏观量与微观量的相互关系.
(1)微观量：分子体积 V0、分子质量 m0.
(2)宏观量：物体的体积 V、摩尔体积 Vml、物体的质量 m、
摩尔质量 M、物体的密度ρ.
考向 1 固体、液体物态下分子模型固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形，如图 14-1-4 所示，分子间距等于小球的直径或立方体的
质量 M＝1.8×10－2 kg/ml，试估算：(结果保留2位有效数字)
【典题 1】如图 14-1-5 所示，雨后，湖中荷叶上有 1 滴体积约为 0.1 cm3 的水珠，已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，水的摩尔
图 14-1-5(1)该滴水珠含有的水分子数.(2)一个水分子的直径大小.
分子大小、分子体积、分子质量属于微观量，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.
考向 2 气体物态下分子模型
气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间.如图 14-1-6 所
【典题 2】(2021 广东汕头模拟)肺活量是在标准大气压 p0＝
1 atm 下人一次尽力呼出空气的体积.
(1)某实验小组在学习气体实验定律后，设计了“吹气球法”的小实验来粗测肺活量，如图 14-1-7.甲同学通过气球口用力一口气向气球内吹气(吹气前气球内部的空气可忽略不计).气球没有被吹爆，此时气球可近似看成球形，半径为 r，球内空气的压强为p＝1.5 atm，空气可看作理想气体，设整个过程温度保持不变，球
积为 22.4 L/ml，阿伏加德罗常数 NA＝6.0×1023 ml－1，则该运动
(2)某游泳运动员的肺活量为 6 L.在标准状态下.空气的摩尔体
员一次能呼出的空气分子数为多少？(结果保留 2 位有效数字)
，仅适用于固体和液体，对气体不适用.
解：(1)甲同学呼出气体做等温变化，设肺活量为 V0，有p0V0＝pV将 p＝1.5p0 代入可得 V0＝2πr3.
(2)6 L 空气的摩尔数 m＝
解得 n＝1.6×1023.
固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的.分子
热点 2 布朗运动与分子热运动[热点归纳]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热运
2.扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象.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.
【典题 3】(2022 年广东韶关模拟)某些病毒可通过高浓度气溶胶颗粒传播.气溶胶是指在气体中稳定分散悬浮的液态或固体小颗粒，这些小颗粒长时间的在空气中做无规则运动，这种运动________( 填“是”或“不是”) 分子热运动，温度________( 填“越高”或“越低”)，气溶胶颗粒的直径______(填“越大”或“越小”)，小颗粒运动得越激烈.
解析：布朗运动是固体小颗粒的运动，不是分子的运动，所以这种运动不是分子热运动.温度越高，固体小颗粒越小，布朗运动越激烈，越明显.所以温度越高，气溶胶颗粒的直径越小，小颗粒运动得越激烈.
答案：不是 越高 越小
热点 3 分子间的作用力与分子势能[热点归纳]
考向 1 分子力【典题 4】(多选，2020 年山西晋城质检)将一个分子 P 固定在O 点，另一个分子 Q 从图中的 A 点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图像如图 14-1-8 所示，则下列说法正确的是
)A.分子 Q 由 A 运动到 C 的过程中，先加速再减速B.分子 Q 在 C 点时分子势能最小C.分子 Q 在 C 点时加速度大小为零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
解析：分子 Q 由 A 运动到 C 的过程中，一直受引力作用，速度一直增加，动能增加，分子势能减小，在 C 点的分子势能最小，故 A 错误，B 正确.分子Q 在 C 点时受到的分子力为零，故 Q 在 C点时加速度大小为零，故 C 正确.分子 Q 由 A 点释放后运动到 C点左侧的过程中，分子间的引力先增大后减小，然后到 C 点左侧时分子力为斥力逐渐变大，故加速度先增大后减小再增大，故 D正确.答案：BCD
根据分子力随距离变化的图像看分子力的大小
时，要注意分子力的正负只表示方向不表示大小.
考向 2 分子势能
【典题 5】(2022 年广东六校联考)如图 14-1-9 所示，甲分子固定在坐标原点 O，乙分子沿 x 轴运动，两分子间的分子势能 Ep 与分子间距离的关系如图 14-1-9 所示.图中分子势能的最小值为－E0.乙分子在 P 点(x＝x2)时，甲、乙分子间的引力________(填“大于”“小于”或“等于”)斥力.当乙分子从 Q 点(x＝x1)运动到 P点(x ＝x2)的过程中，分子力对乙做__________( 填“正功”“负功”或“不做功”).
解析：乙分子在 P 点(x＝x2)时，分子势能最小，则所受分子力合力为零，分子间引力等于分子间斥力.乙分子从 Q 点运动到 P点过程中，分子势能减小，分子力做正功.
答案：等于 正功
考向 3 分子力做功与分子势能【典题 6】(2022 年广东茂名月考)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 14-1-10 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，不考虑其他影响，仅在分子力作用下，由静止开始相互接近，在接近过程中，分子引力___________________，分子势能_____________，分子动能_____________.(以上三空均填“逐渐变大”“逐渐减小”“先增大后
减小”或“先减小后增大”)
解析：从相距很远到开始相互接近的过程中，在有分子力的情况下，分子引力一直增大.r0 是分子的平衡距离，当 r 大于 r0 时，分子力表现为引力，分子力做正功，分子动能增加，分子势能减小.当 r 小于 r0 时，分子间的作用力表现为斥力，分子力做负功，分子动能减小，分子势能增加，所以在 r＝r0 时，分子势能最小，动能最大.r＜r0 阶段，分子间的作用力表现为斥力，随 r 的减小，分子力做负功，分子动能减小，分子势能增加，所以分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小.
答案：逐渐增大 先减小后增大 先增大后减小
(1)分子势能在平衡位置有最小值，无论分子间距
离如何变化，靠近平衡位置，分子势能减小，反之增大.(2)判断分子势能的变化有两种方法：①看分子力的做功情况.②直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断，但要注意其和分子力与分子间距离的关系图线的区别.
热点 4 物体的内能[热点归纳]
物体的内能与机械能的比较：
【典题 7】(多选)关于物体的内能，下列说法正确的是(
A.相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增量一定相同B.物体的内能改变时温度不一定改变C.内能与物体的温度有关，所以 0 ℃的物体内能为零D.分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能
解析：相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同.相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同，故 A 错误.物体内能改变时温度不一定改变，比如零摄氏度的冰熔化为零摄氏度的水，内能增加，B 正确.分子永不停息地做无规则运动，任何物体内能不可能为零，故 C 错误.内能是分子热运动动能和分子势能之和，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能，故 D 正确.
热点 5 实验：用油膜法估测分子的大小[热点归纳]
2.处理与分析.(1)数据处理.①将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积.②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，然后根据纯油酸的体积 V 和薄膜的面积 S，算出油酸薄膜的厚
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.
⑥滴油酸酒精溶液的滴口应在离水面 1 cm 之内，否则油膜难
①纯油酸体积的计算引起误差.②油膜面积的计算造成误差.a.油膜形状的画线造成误差.b.数格子所造成的误差.
【典题 8】在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：①取油酸 1.0 mL 注入 2500 mL 的容量瓶内.然后向瓶中加入酒精，直到液面达到 2500 mL 的刻度为止.摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液.②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒.记录滴入的滴数直到量筒达到 1.0 mL 为止.恰好共滴了 100 滴.③在边长约 40 cm 的浅水盘内注入约 2 cm 深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏
粉，可以清楚地看出油膜轮廓，如图 14-1-11.
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，
在玻璃板上绘出油酸膜的形状.
⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为 1.0 cm 的方格纸上.(1)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸的酒精溶液含油酸为________m3，油膜面积为________m2，求得的油酸分子直径为________m(此空保留一位有效数字).
(2)若阿伏加德罗常数为 NA，油酸的摩尔质量为 M，油酸的密
度为ρ，则下列说法正确的是________.
A.1 kg 油酸所含有分子数为ρNA
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大，对于出现这种结果的原因，不可能是由于________.A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
S＝114×1×10－4 m2＝1.14×10－2 m2
B.计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理C.画油膜轮廓时，没等轮廓稳定下来就立刻画好D.水面上细石膏粉撒的较多，油酸膜没有充分展开解析：(1)一滴油酸的酒精溶液含油酸为
D 错误.(3)错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会使计算结果偏大，A 不符合题意.计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理，会使油酸面积增大，导致计算结果偏小，B 符合题意.画油膜轮廓时，没等轮廓稳定下来就