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第1节 分子动理论 内能
一、分子动理论的三条基本内容 1.物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小
①分子的直径(视为球模型):数量级为10②分子的质量:数量级为10(2)阿伏加德罗常数
1 mol的任何物质都含有相同的粒子数。通常可取NA＝6.02×1023 mol1。 2.分子永不停息地做无规则的热运动 (1)实例证明: ①扩散现象
a.定义:不同物质能够彼此进入对方的现象；
b.实质:扩散现象并不是外界作用引起的,也不是化学反应的结果,而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象,温度越高,扩散现象越明显。
②布朗运动
a.定义:悬浮在液体中的小颗粒的永不停息的无规则运动；
b.实质:悬浮小颗粒受到做无规则运动的液体分子的撞击；颗粒越小,温度越高,运动越剧烈。
(2)热运动
①分子的永不停息的无规则运动叫做热运动；
②特点:分子的无规则运动和温度有关,温度越高,分子运动越激烈。 3.分子间同时存在引力和斥力
(1)分子间的引力和斥力是同时存在的,实际表现出的分子力是引力和斥力的合力； (2)分子力随分子间距离变化的关系: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,但斥力比引力变化得快；
－
－26
－10
m；
kg。
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(3)分子力与分子间距离的关系图线 (如图所示)由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知:
①当r＝r0时,F引＝F斥,分子力为零； ②当r＞r0时,F引＞F斥,分子力表现为引力； ③当r＜r0时,F引＜F斥,分子力表现为斥力；
④当分子间距离大于10r0(约为10－9 m)时,分子力很弱,可以忽略不计。 二、温度和物体的内能 1.温度
两个系统处于热平衡时,它们具有某个“共同的热学性质”,我们把表征这一“共同热学性质”的物理量定义为温度。一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
2.两种温标
摄氏温标和热力学温标。 关系:T＝t＋273.15_K。 3.分子的动能和平均动能
(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。
(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值,温度是分子热运动的平均动能的标志。
(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。 4.分子的势能
(1)由于分子间存在着引力和斥力,所以分子具有由它们的相对位置决定的能,即分子势能。
(2)分子势能的决定因素:微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上——决定于体积和状态。
5.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。 (3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。
【基础自测】
一、判断题
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(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)－33 ℃＝240 K。(×)
(5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能。 (×)
(6)当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大。(√) (7)内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同。(×) 二、选择题
1.下列关于布朗运动的说法正确的是( ) A.布朗运动就是分子的无规则运动
B.布朗运动证明,组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
C.一锅水中撒一点胡椒粉,加热时发现水中的胡椒粉在翻滚,这说明温度越高布朗运动越激烈
D.在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动,这说明煤油分子在做无规则运动 解析:选D 布朗运动不是液体、固体分子的无规则运动,而是悬浮在液体中固体小颗粒的运动,要通过显微镜才能观察到,A、B错误,D正确；而胡椒粉颗粒大,其运动不是布朗运动,C错误。
2.(粤教版选修3－3 P11 T3)两个分子由距离很远(r>109 m)逐渐靠拢到很难再靠近的过程中,分子间作用力的大小将( )
A.先减小后增大 C.先增大后减小再增大
B.先增大后减小 D.先减小后增大再减小
－
解析:选C 根据分子间相互作用力的特点,两个分子由距离很远逐渐靠拢到很难再靠近的过程中,分子间作用力先增大后减小再增大,故C正确。
3.(沪科版选修3－3 P29 T9)关于物体的内能和分子势能,下列说法中正确的是( ) A.物体的速度增大,则分子的动能增加,内能也一定增加 B.物体温度不变,内能可能变大
C.物体的内能与温度有关,与物体的体积无关 D.把物体举得越高,分子势能越大
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解析:选B 物体的速度、高度只改变其机械能,与内能、分子势能无关,A、D错误；物体温度不变,分子平均动能不变,但分子势能可能变大,所以内能可能变大,B正确；物体的内能与其温度、体积都有关,C错误。
4.(多选)如图,用温度计测量质量已知的甲、乙、丙三杯水的温度,根据测量结果可以知道( )
A.甲杯中水的内能最少 B.甲、乙杯中水的内能一样多 C.丙杯中水分子的平均动能最大
D.甲杯中水分子的平均动能小于乙杯中水分子的平均动能
解析:选AC 甲杯中水的质量最小,温度和乙杯中的相同且小于丙杯中的,故甲杯中水的内能最小,A正确,B错误；丙杯中水的温度最高,水分子的平均动能最大,C正确；甲、乙杯中水的温度相同,水分子的平均动能相同,D错误。
考点一 微观量的估算问题[基础自修类]
【题点全练】
1.[气体分子的估算]
(多选)若以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,M表示水的摩尔质量,M0表示一个水分子的质量,V0表示一个水分子的体积,NA表示阿伏加德罗常数,则下列关系式正确的是( )
A.V＝
M
ρ B.V0＝
V NAM
NAV0
M
C.M0＝
NA
D.ρ＝
解析:选AC 因ρ表示在标准状态下水蒸气的密度,M表示水的摩尔质量,则在标准状态