第十二章熱學(xué)［選修3-3］宏觀整合站課前回顧*基礎(chǔ)速串微觀提醒回頑舊知短平快［宏觀?循圖憶知］一、物體由大量?分子組成r分子的大小直徑：1010m?質(zhì)量：10-26kg分子動理論一、物體由大量?分子組成r分子的大小直徑：1010m?質(zhì)量：10-26kg分子動理論分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動U阿伏加德羅常數(shù)1/VA=6.02X1023mor1同瓦/定義：不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象I運(yùn)4卜實(shí)質(zhì):分子的無規(guī)則運(yùn)動定義：懸浮在液體中的幽處不停息地做無規(guī)則運(yùn)動布朗乙特點(diǎn)：永不停息、無規(guī)則運(yùn)動實(shí)質(zhì)：固體小顆粒的運(yùn)動I分子間同時0存在引力和定力0分子動能一溫度蕊仁三彘一兩種溫度：7=1+273.15Kz溫度是分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志。內(nèi)能用七用去微觀上:分子間距離和分子排列情況決定因素Q觀上:妞和會卡丁卜所有分子熱運(yùn)動的動能與分子勢能的總和L決定因素一溫度和體積［微觀?。內(nèi)能用七用去微觀上:分子間距離和分子排列情況決定因素Q觀上:妞和會卡丁卜所有分子熱運(yùn)動的動能與分子勢能的總和L決定因素一溫度和體積［微觀?易錯判斷］（1）布朗運(yùn)動是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動。（X）（2）溫度越高，布朗運(yùn)動越劇烈。（J）（3）分子間的引力和斥力都隨分子間距的增大而增大。（X）(4)-33℃=240K。(X)⑸分子動能指的是由于分子定向移動具有的能。（X）（6）當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時，分子勢能隨分子間距離的增大而增大。（J）（7）內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動能一定相同。（X）■Ei課堂提能?考點(diǎn)全通笈點(diǎn)速過■Ei課堂提能?考點(diǎn)全通笈點(diǎn)速過爛點(diǎn)精研時間用到憎分點(diǎn)上突破點(diǎn)（一）微觀量的估算自主悟透類1.兩種分子模型物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種情況，不同物態(tài)下應(yīng)將分子看成不同的模型。（1）固體、液體分子一個一個緊密排列，可將分子看成球形或立方體形，如圖所示，分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長,所以d=3；q(球體模型)或d=3/(立方體模型)。氣體分子模型(2)氣體分子不是一個一個緊密排列的，它們之間的距離很大，所以氣體分子的大小不

等于分子所占有的平均空間。如圖所示，此時每個分子占有的空間視為棱長為d的立方體,所以d=3V。2.宏觀量與微觀量的轉(zhuǎn)換橋梁氣體分子模型(2)氣體分子不是一個一個緊密排列的，它們之間的距離很大，所以氣體分子的大小不

等于分子所占有的平均空間。如圖所示，此時每個分子占有的空間視為棱長為d的立方體,所以d=3V。2.宏觀量與微觀量的轉(zhuǎn)換橋梁作為宏觀量的摩爾質(zhì)量Mmol、摩爾體積Vmol、密度P與作為微觀量的分子直徑d、分子質(zhì)量m、每個分子的體積V0都可通過阿伏加德羅常數(shù)聯(lián)系起來。如下所示。宏觀量一必二X辿一宏觀量微觀量一二"A-Vo一微觀量M(1)一個分子的質(zhì)量：m=No1。NAV(2)一個分子所占的體積：V0=加(估算固體、液體分子的體積或氣體分子平均占有的NA空間)。M(3)1mol物質(zhì)的體積：Vmol=丁(4)質(zhì)量為M的物體中所含的分子數(shù)：(5)體積為V的物體中所含的分子數(shù)：M-z

n=MNA。

moln=MNA。

mol［題點(diǎn)全練］.［多選］(2016?上海高考)某氣體的摩爾質(zhì)量為M,分子質(zhì)量為m。若1摩爾該氣體的體積為Vm，密度為P，則該氣體單位體積分子數(shù)為(阿伏加德羅常數(shù)為NA)()風(fēng)A,vmC嗎C,MBMB,mVmD.嗎mN解析：選ABC1摩爾該氣體的體積為V，則單位體積分子數(shù)為n=N，氣體的摩爾m VmM一一M 質(zhì)量為M,分子質(zhì)量為m，則1mol氣體的分子數(shù)為N、=，可得n= ，單位體積的am mvm

dN一一質(zhì)量等于單位體積乘以密度，質(zhì)量除以摩爾質(zhì)量等于摩爾數(shù)，則有n=%A,故D錯誤，A、B、C正確。（2017?江蘇高考）科學(xué)家可以運(yùn)用無規(guī)則運(yùn)動的規(guī)律來研究生物蛋白分子。資料顯示,某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66kg/mol,其分子可視為半徑為3X10-9m的球，已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0X1023mol-i。請估算該蛋白的密度。（計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）解析：摩爾體積V=3nr3N^或V=（2r）3NA）M加… 3M&M\由密度p=v，解得〃=布布（或〃=即布）A A代入數(shù)據(jù)得p=1X103kg/m3（或P=5xl°2kg/m3,5X102?1X103kg/m3都算對）。答案：1X103kg/m3（或5x102kg/m3,5X102?1X103kg/m3都算對）（2018?泰州中學(xué)期中）空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器（銅管）液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會感覺干燥。某空調(diào)工作一段時間后，排出液化水的體積V=1.0X103cm3。已知水的密度p=1.0X103kg/m3、摩爾質(zhì)量M=1.8x10-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0X1023mol-1。試求：（結(jié)果均保留一位有效數(shù)字）（1）該液化水中含有水分子的總數(shù)N；（2）一個水分子的直徑d。解析：（1）水的摩爾體積為m3/mol=1.8x10-5m3m3/mol=1.8x10-5m3/molV0P 1.0X103VN,1.0X103X10-6X6.0X1023水分子數(shù)：N=可= 18X/ 個23X1025個。（2）建立水分子的球模型，設(shè)其直徑為d，每個水分子的體積為N0，則有N0=6nd3NA NA6，、一 36V 36X1.8X10-5故水分子直徑d=\；或=；3.14X6.0X1023m=4X10-10m。自主悟透類答案：(1)3X1025個(2)4X10-10m自主悟透類擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動分子熱運(yùn)動突破點(diǎn)（二）擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動的比較活動主體分子固體微小顆粒分子區(qū)別分子的運(yùn)動，發(fā)生在固體、液體、氣體等任何兩種物質(zhì)之間微小顆粒的運(yùn)動，是比分子大得多的分子團(tuán)的運(yùn)動，較大的顆粒不做布朗運(yùn)動，但它本身及周圍的分子仍在做熱運(yùn)動分子的運(yùn)動，分子無論大小都做熱運(yùn)動，熱運(yùn)動不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到觀察裸眼可見光學(xué)顯微鏡電子顯微鏡或掃描隧道顯微鏡共同點(diǎn)都是永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，都隨溫度的升高而變得更加激烈聯(lián)系布朗運(yùn)動是由于微小顆粒受到周圍分子做熱運(yùn)動的撞擊力不平衡而引起的，它是分子做無規(guī)則運(yùn)動的反映［題點(diǎn)全練］.［多選］（201分徐州一模）下列說法中正確的有（）A.只有在溫度較高時，香水瓶蓋打開后才能聞到香水味B.冷水中的某些分子的速率可能大于熱水中的某些分子的速率C.將沸騰的高濃度明礬溶液倒入玻璃杯中冷卻后形成的八面體結(jié)晶屬于多晶體D.表面張力是由液體表面層分子間的作用力產(chǎn)生的，其方向與液面相切解析：選BD將香水瓶蓋打開，整個房間都能聞到香水味，這屬于擴(kuò)散現(xiàn)象，在任何溫度下都會發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，溫度越高擴(kuò)散的越快，故A錯誤；物體的溫度高，分子平均動能大，但由于分子運(yùn)動是無規(guī)則的，冷水中的某些分子的速率可能大于熱水中的某些分子的速率，故B正確；將沸騰的高濃度明礬溶液倒入玻璃杯中冷卻后形成的八面體結(jié)晶屬于單晶體，故C錯誤；表面張力產(chǎn)生在液體表面層，它的方向跟液面相切，使液面收縮，故D正確。.［多選］我國已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作，PM2.5是指空氣中直徑小于2,5微米的懸浮顆粒物，可在顯微鏡下觀察到，它漂浮在空中做無規(guī)則運(yùn)動，很難自然沉降到地面，吸入后會進(jìn)入血液對人體形成危害，礦物燃料燃燒時廢棄物的排放是形成PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說法中正確的是（）A.PM2.5在空氣中的運(yùn)動屬于分子熱運(yùn)動B.溫度越高，PM2.5的無規(guī)則運(yùn)動越劇烈C.PM2.5的質(zhì)量越小，其無規(guī)則運(yùn)動越劇烈D.由于周圍大量空氣分子對PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做無規(guī)則運(yùn)動解析：選BCDPM2.5是固體小顆粒，不是分子，故A錯誤；溫度越高，PM2.5的無規(guī)則運(yùn)動越劇烈，故B正確；PM2.5的質(zhì)量越小，其無規(guī)則運(yùn)動越劇烈，故C正確；由于

周圍大量空氣分子對PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做無規(guī)則運(yùn)動，故D正確。3.下列說法正確的是（）A.在真空容器中注入氣體，氣體分子迅速散開充滿整個容器，是因?yàn)闅怏w分子間的斥力大于引力B.布朗運(yùn)動就是氣體或液體分子的無規(guī)則運(yùn)動C.懸浮在液體中的微粒越大，在某一時間撞擊它的液體分子數(shù)越多，布朗運(yùn)動越明顯D.溫度升高，分子熱運(yùn)動的平均動能增大，但并非每個分子的速率都增大解析：選D氣體失去容器的約束就會散開，這是因?yàn)榉肿佣荚诓煌５刈鰺o規(guī)則熱運(yùn)動，與分子力無關(guān)，故A說法錯誤；布朗運(yùn)動是懸浮在液體當(dāng)中的固體顆粒的無規(guī)則的熱運(yùn)動，既不是液體分子的運(yùn)動也不是氣體分子的運(yùn)動，它間接反映了液體分子或氣體分子的無規(guī)則的熱運(yùn)動，故B說法錯誤；溫度一定時，懸浮在液體中的固體顆粒越小，同一時刻撞擊顆粒的液體分子數(shù)越少，沖力越不平衡，布朗運(yùn)動越明顯，故C說法錯誤；溫度升高，分子熱運(yùn)動的平均動能增大，但并非每個分子的速率都增大，故D說法正確。突破點(diǎn)（突破點(diǎn)（三）分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系師生共研類分子力足分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示（取無窮遠(yuǎn)處分子勢能分子力足分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示（取無窮遠(yuǎn)處分子勢能Ep=0）o（1）當(dāng)r>r0時，分子力為引力，當(dāng)r增大時，分子力做負(fù)功,分子勢能增加。⑵當(dāng)r<r0時，分子力為斥力，當(dāng)r減小時，分子力做負(fù)功,分子勢能增加。（3）當(dāng)r=r0時，分子勢能最小。［典例］（2018?宿遷期末）如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O上，乙分子位于r軸上距原點(diǎn)r2的位置。虛線分別表示分子間斥力F斥和引力F引的變化情況，實(shí)線表示分子間的斥力和引力的合力F變化情況。若把乙分子由靜止釋放，則下列關(guān)于乙分子的說法正確的是（）A.B.CA.B.C.D.從r2到r0,分子勢能一直減小從r2到r0,分子勢能先減小后增加從r2到r0,分子勢能先增加后減小從r2到r1做加速運(yùn)動，從r1向r0做減速運(yùn)動［解析］從r2到r0,分子力為引力，運(yùn)動方向與力同向，故分子力一直做正功，故分子勢能一直減小，故A正確，B、C錯誤；從r2到。以及從r1向r0運(yùn)動過程中分子力均為引力，與運(yùn)動方向同向，故分子一直做加速運(yùn)動，故D錯誤。［答案］A［方法規(guī)律］(1)分子勢能在平衡位置有最小值，無論分子間距離如何變化，靠近平衡位置，分子勢能減小，反之增大。(2)判斷分子勢能變化的兩種方法①看分子力的做功情況。②直接由分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖線判斷，但要注意其和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線的區(qū)別。［集訓(xùn)沖關(guān)］1.［多選］下列說法正確的是()A.分子間距離增大時，分子間的引力和斥力都減小B.分子間的距離r增大，分子間的作用力做負(fù)功，分子勢能增大C.分子。從無窮遠(yuǎn)處由靜止開始接近固定不動的分子瓦只受分子力作用，當(dāng)。受到分子力為0時，。的動能一定最大D.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大解析：選ACD隨分子間距的增大，分子間的引力和斥力都減小，只是斥力減小的更快些，A正確。若分子力表現(xiàn)為斥力時，分子間的距離r增大，分子間的作用力做正功，分子勢能減??；若分子力表現(xiàn)為引力時，分子間的距離r增大，分子間的作用力做負(fù)功，分子勢能增大，B錯誤。分子a只在分子力作用下從遠(yuǎn)處由靜止開始靠近固定不動的分子瓦當(dāng)間距變小時，分子力做正功，動能增加，當(dāng)越過平衡位置時，分子力做負(fù)功，則分子動能減小，則當(dāng)處于平衡位置時，即a受到的分子力為0時，分子的動能最大，C正確。當(dāng)分子間表現(xiàn)為斥力時，隨著距離的減小，分子力逐漸增大，而分子斥力又做負(fù)功，則分子勢能增大，D正確。2.［多選］甲、乙兩圖分別表示兩個分子之間分子力和分子勢能隨分子間距離變化的圖像。由圖像判斷以下說法中正確的是()A.當(dāng)分子間距離為r0時，分子力和分子勢能均最小且為零B.當(dāng)分子間距離r>r0時，分子力隨分子間距離的增大而增大C.當(dāng)分子間距離r>r0時，分子勢能隨分子間距離的增大而增大D.當(dāng)分子間距離r<r0時，若分子間距離逐漸減小，分子力和分子勢能都逐漸增大解析：選CD由題圖可知，當(dāng)分子間距離為r0時，分子力和分子勢能均最小，但分子勢能不為零，故A錯誤；當(dāng)分子間距離r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，隨分子間距離的增大先增大后減小，故B錯誤；當(dāng)分子間距離為r0時，分子勢能最小，當(dāng)r>r0時，分子勢能隨

分子間距離的增大而增加，故C正確；當(dāng)分子間距離為r0時，分子力和分子勢能均最小,當(dāng)r<r0時，若分子間距離逐漸減小，則分子力和分子勢能都逐漸增大，故D正確。突破點(diǎn)(突破點(diǎn)(四)物體的內(nèi)能師生共研類1.物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較內(nèi)能機(jī)械能定義物體中所有分子熱運(yùn)動動能與分子勢能的總和物體的動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱決定因素與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)跟宏觀運(yùn)動狀態(tài)、參考系和零勢能點(diǎn)的選取有關(guān)量值任何物體都有內(nèi)能可以為零測量無法測量可測量本質(zhì)微觀分子的運(yùn)動和相互作用的結(jié)果宏觀物體的運(yùn)動和相互作用的結(jié)果運(yùn)動形式熱運(yùn)動機(jī)械運(yùn)動聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，能的總量守恒2.內(nèi)能和熱量的比較內(nèi)能熱量區(qū)別是狀態(tài)量，狀態(tài)確定系統(tǒng)的內(nèi)能隨之確定。一個物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能是過程量，它表示由于熱傳遞而引起的內(nèi)能變化過程中轉(zhuǎn)移的能量聯(lián)系在只有熱傳遞改變物體內(nèi)能的情況下，物體內(nèi)能的改變量在數(shù)值上等于物體吸收或放出的熱量［典例］［多選］關(guān)于物體的內(nèi)能，下列敘述中正確的是()A.溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大B.物體的內(nèi)能不可能為零C.內(nèi)能不相同的物體，它們的分子平均動能可能相同D.物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)［思路點(diǎn)撥］解答本題時應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)分子是永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動的。(2)溫度是分子平均動能的唯一決定因素。(3)物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物態(tài)和物質(zhì)的量均有關(guān)。

［解析］溫度高低反映分子平均動能的大小，但由于物體不同，分子數(shù)目不同，所處狀態(tài)不同，無法反映內(nèi)能的大小，選項(xiàng)A錯誤；由于分子都在做無規(guī)則運(yùn)動，因此，任何物體內(nèi)能不可能為零，選項(xiàng)B正確；內(nèi)能不同的兩個物體，它們的溫度可以相同，即它們的分子平均動能可以相同，選項(xiàng)C正確；物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)，故選項(xiàng)D正確。［答案］BCD［方法規(guī)律］分析物體的內(nèi)能問題的四點(diǎn)提醒(1)內(nèi)能是對物體的大量分子而言的，不存在某個分子內(nèi)能的說法。(2)決定內(nèi)能大小的因素為溫度、體積、分子數(shù)，還與物態(tài)有關(guān)系。(3)通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。(4)溫度是