第1講分子動理論內(nèi)能口

知識點一分子動理論

1.物體是由大量分子組成的

(1)分子的大小

①分子的直徑(視為球模型)：數(shù)量級為m；

②分子的質(zhì)量：數(shù)量級為10-26依.

(2)阿伏加德羅常數(shù)

①1,〃。/的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù).通?？扇?=mol-i；

②阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁.

(3)熱運(yùn)動

①分子的永不停息的運(yùn)動叫做熱運(yùn)動；

②特點：分子的無規(guī)則運(yùn)動和溫度有關(guān)，溫度越高，分子運(yùn)動越激烈.

2.分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動

(1)擴(kuò)散現(xiàn)象

①定義：物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象；

②實質(zhì)：擴(kuò)散現(xiàn)象并不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由分子的無規(guī)

則運(yùn)動產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象，溫度,擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯.

(2)布朗運(yùn)動

①定義：懸浮在液體中的的永不停息的無規(guī)則運(yùn)動；

②實質(zhì)：布朗運(yùn)動反映了的無規(guī)則運(yùn)動；

③特點：

a.永不停息、運(yùn)動.

b.顆粒越小，運(yùn)動越.

c.溫度越高，運(yùn)動越.

(3)熱運(yùn)動：分子永不停息的叫作熱運(yùn)動.分子的無規(guī)則運(yùn)動和溫度有關(guān)，

溫度越髙，分子無規(guī)則運(yùn)動.

3.分子間的相互作用力

(1)分子間同時存在相互作用的和,實際表現(xiàn)出的分子力是和

________的合力.

(2)引力和斥力都隨分子間距離的減小而；隨分子間距離的增大而；

斥力比引力變化快.

(3)分子力F與分子間距離r的關(guān)系(r0的數(shù)量級為IOT。").____________

距離分子力FF-r圖像

F_____Fr

r=%41后F=0

r<r°FF=F為斥力排

F_____FF為引力斥

41后

力

。

?L.

F=F=0F=0引

>1。%引斥

力

知識點二溫度、內(nèi)能

I.溫度：兩個系統(tǒng)處于時，它們必定具有某個共同的熱學(xué)性質(zhì)，把表征這一“共

同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量叫作溫度.一切達(dá)到熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)都具有相同的溫度.溫度標(biāo)志

物體內(nèi)部大量分子做無規(guī)則運(yùn)動的

2.攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)

單位規(guī)定關(guān)系

在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔

攝氏溫標(biāo)

℃點是______,水的______

(t)T=t+273.15K

是100℃

熱力學(xué)溫標(biāo)

K零下________即為0K

(T)

3.物體的內(nèi)能

(1)分子的平均動能：物體內(nèi)所有分子動能的平均值.是分子平均動能的標(biāo)志，

物體溫度升高時，分子熱運(yùn)動的增大.

(2)分子勢能：與有關(guān).分子勢能的大小隨分子間距離的變化曲線如圖所示

(規(guī)定分子間距離無窮遠(yuǎn)時分子勢能為零).

(3)物體的內(nèi)能：物體中所有分子的熱運(yùn)動與的總和.物體的內(nèi)能跟物

體的、及物體的都有關(guān)系.

思考辨析口

(1)布朗運(yùn)動是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動.()

(2)溫度越高，則布朗運(yùn)動越激烈.()

(3)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而增大.()

(4)分子動能指的是由于分子定向移動具有的能.()

(5)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.()

(6)內(nèi)能相同時，物體的分子平均動能一定相同.()

(7)做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但是單純地對系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能.()

(8)不計分子之間的分子勢能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能.()

(9)lgl00℃水的內(nèi)能小于lglOO℃水蒸氣的內(nèi)能.()

教材改編口

［人教版選修3-3p改編］以下關(guān)于布朗運(yùn)動的說法正確的是()

A.布朗運(yùn)動就是分子的無規(guī)則運(yùn)動

B.布朗運(yùn)動證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動

C.一鍋水中撒一點胡椒粉，加熱時發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾，這說明溫度越高布朗運(yùn)動

越激烈

D.在顯微鏡下可以觀察到煤油中小?；覊m的布朗運(yùn)動，這說明煤油分子在做無規(guī)則運(yùn)動

考點一阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用自主演練

1.宏觀量與微觀量的關(guān)系

(1)微觀量：分子體積V。、分子直徑d、分子質(zhì)量m0.

(2)宏觀量：物體的體積V、摩爾體積V,“、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度p.

(3)關(guān)系

①分子的質(zhì)量：m0=M=%.

②分子的體積：v0=J=u.

°以PNA

③物體所含的分子數(shù)：N=--N=--N或

VmApVmAM，M"

2.兩種模型

(1)球體分子模型直徑為d=后.

(2)立方體分子模型邊長為d=a

［多維練透犯

1.(多選)若以V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，p表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密

度，M表示水的摩爾質(zhì)量，M。表示一個水分子的質(zhì)量；V。表示一個水分子的體積，&表示

阿伏加德羅常數(shù)，則下列關(guān)系式中正確的是()

A.V=%.V=-^

P°以

2.(多選)已知阿伏加德羅常數(shù)為N4(mH-1),某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M(依/〃?〃).該物質(zhì)的

密度為P(依加3),則下列敘述中正確的是0

A.1依該物質(zhì)所含的分子個數(shù)是pN,

8.1版該物質(zhì)所含的分子個數(shù)是丄N,

Ma

C.該物質(zhì)1個分子的質(zhì)量是2

以

D.該物質(zhì)1個分子占有的空間是上-

PNA

3.［2021.廣東廣州聯(lián)考］某氣體的摩爾體積和摩爾質(zhì)量分別為V和M,密度為p,每個分

子的質(zhì)量和體積分別為m和V。，阿伏加德羅常數(shù)為N4則以下關(guān)系正確的是0

A.摩爾質(zhì)量為M=用

以

8.摩爾體積為V=^四

P

C.分子體積為v0=x

D.阿伏加德羅常數(shù)為N,=Y=M

厶V。pVQ

考點二布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動自主演練

1.理解布朗運(yùn)動的“三個什么”.

(1)是什么?

布朗運(yùn)動是懸浮的固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動，不是固體微粒分子的運(yùn)動，也不是液體分子

的運(yùn)動.

(2)為什么？

布朗運(yùn)動是由于液體分子從各個方向?qū)腋∥⒘Ｗ矒糇饔玫牟黄胶庖鸬?，微粒越?。?/p>

溫度越高，布朗運(yùn)動越劇烈.

(3)說明什么？

布朗運(yùn)動說明液體分子做無規(guī)則運(yùn)動.

2.布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動

布朗運(yùn)動分子熱運(yùn)動

活動主體固體小顆粒分子

是分子的運(yùn)動，分子不論大小都做熱

是固體小顆粒的運(yùn)動，能通過光學(xué)顯

區(qū)別運(yùn)動，熱運(yùn)動不能通過光學(xué)顯微鏡直

微鏡直接觀察到

接觀察到

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劇烈，都是肉眼

共同點

所不能看見的

布朗運(yùn)動是固體小顆粒受到周圍做熱運(yùn)動的分子撞擊作用不平衡而引起

聯(lián)系

的，它是分子做無規(guī)則運(yùn)動的反映

［多維練透見

4.［2021?山東濰坊一中一模1下列說法正確的是()

A布朗運(yùn)動雖不是分子運(yùn)動，但它證明了組成固體顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動

8.液體表面層內(nèi)分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子間作用力表現(xiàn)為引力

C.擴(kuò)散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進(jìn)行，不能在固體中發(fā)生

。.隨著分子間距增大，分子間引力和斥力均減小，分子勢能一定減小

5.［2021?北京西城區(qū)一模］(多選)自2020年初開始，我國發(fā)生了新冠肺炎疫情.面對疫情,

中華兒女眾志成城，科學(xué)戰(zhàn)“疫”，現(xiàn)在疫情已經(jīng)得到了有效控制.2020年3月3日，國家衛(wèi)

健委、國家中醫(yī)藥管理局印發(fā)《關(guān)于印發(fā)新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)的通知》，

指出新型冠狀病毒的傳播途徑：經(jīng)呼吸道飛沫和密切接觸傳播是主要的傳播途徑，在相對封

閉的環(huán)境中長時間暴露于高濃度氣溶膠情況下存在經(jīng)氣溶膠傳播的可能.氣溶膠粒子是懸浮

在大氣中的微小顆粒，如云、霧、細(xì)菌、塵埃、煙塵等.氣溶膠中的粒子具有很多動力學(xué)性

質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)，比如布朗運(yùn)動，光的反射、散射等.關(guān)于封閉環(huán)境中的氣溶膠粒子，下列說

法正確的是()

A在空氣中會緩慢下沉到地面

8.在空氣中會緩慢上升到空中

C.在空氣中做無規(guī)則運(yùn)動

D受到的空氣分子作用力的合力始終等于其所受到的重力

［方法技巧］布朗運(yùn)動的特點

布朗運(yùn)動是肉眼看不見的顆粒在氣體或液體分子的撞擊下做的無規(guī)則運(yùn)動，受力不平衡

的原因是其他分子對顆粒撞擊的不平衡性.

6.(多選)小張在顯微鏡下觀察水中懸浮的細(xì)微粉筆末的運(yùn)動.從A點開始，他把粉筆末

每隔20s的位置記錄在坐標(biāo)紙上，依次得到B、C、D、…、J點，把這些點連線形成如圖所示

折線圖，則關(guān)于該粉筆末的運(yùn)動，下列說法正確的是()

人該折線圖是粉筆末的運(yùn)動軌跡

8.粉筆末的無規(guī)則運(yùn)動反映了水分子的無規(guī)則運(yùn)動

C.經(jīng)過B點后10s,粉筆末應(yīng)該在BC的中點處

。.粉筆末由B到C的平均速度小于C到D的平均速度

考點三分子動能、分子勢能和內(nèi)能師生共研

題型II分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系

分子力F分子勢能E”

“1

[\斥力

圖像

F隨r增大而減小，表現(xiàn)為斥

r<r°r增大，F(xiàn)做正功，E減小

力P

隨分子間距

r增大,F先增大后減小，表

離的變化情r>r0r增大，F(xiàn)做負(fù)功，EJ曾大

現(xiàn)為引力

況

F=F,F=0E最小，但不為零

r=r°弓1fZP

>10r°引力和斥力都很微弱，F(xiàn)=0E=0

___________________12.______________________

例112021?重慶巴蜀中學(xué)月考]如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點O,乙分子位于x軸上,

甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示.F>0表示斥力，F(xiàn)<0表示引

力，A、B、C、D為x軸上四個特定的位置，現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放，下列選項中的

圖像分別表示乙分子的速度、加速度、勢能、動能與兩分子間距離的關(guān)系，其中大致正確的

是0

題型21物體的內(nèi)能

1.分析物體內(nèi)能問題的四點提醒

(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)內(nèi)能的大小與溫度、體積、分子數(shù)和物態(tài)等因素有關(guān).

(3)通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能.

(4)溫度是分子平均動能的標(biāo)志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能相同.

2.物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較

內(nèi)能機(jī)械能

物體中所有分子熱運(yùn)動的動能與分子物體的動能、重力勢能和彈性勢能的

定義

勢能的總和統(tǒng)稱

決定與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)跟宏觀運(yùn)動狀態(tài)、參考系和零勢能點

因素有關(guān)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)動熱運(yùn)動機(jī)械運(yùn)動

形式

聯(lián)系在一定條件下可■以相互轉(zhuǎn)化，能的總量守恒

例2[2021.陜西省寶雞市質(zhì)檢](多選)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是()

A.相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，內(nèi)能的增加量一定相同

B.物體的內(nèi)能改變時溫度不一定改變

C.內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，所以0C的物體內(nèi)能為零

D.分子數(shù)和溫度相同的物體不一定具有相同的內(nèi)能

練1[2021?惠州模擬J(多選)下列說法中正確的是0

A.物體自由下落時速度增大，所以物體內(nèi)能也增大

B.物體的機(jī)械能為零時內(nèi)能也為零

C.物體的體積減小溫度不變時，物體內(nèi)能不一定減小

D.質(zhì)量、溫度、體積都相等的物體的內(nèi)能不一定相等

練2(多選)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是()

A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同

B.氣體溫度不變，整體運(yùn)動速度越大，其內(nèi)能越大

C.氣體被壓縮時，內(nèi)能可能不變

D.一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)

練3將一個分子P固定在O點，另一個分子Q從圖中的A點由靜止釋放，兩分子之間的

作用力與間距關(guān)系的圖像如圖所示，則下列說法正確的是0

A.分子Q由A運(yùn)動到C的過程中，先加速再減速

B.分子Q在C點時分子勢能最大

C.分子Q在C點時加速度最大

D.分子Q由A點釋放后運(yùn)動到C點左側(cè)的過程中，加速度先增大后減小再增大

第1講分子動理論內(nèi)能

基礎(chǔ)落實

知識點一

1.(1)①10io⑵①6.02XI023

(3)①無規(guī)則

2.⑴①不同②越高⑵①小顆粒②液體分子③無規(guī)則明顯激烈⑶無規(guī)則運(yùn)動越劇烈

3.(1)引力斥力引力斥力(2)增大減小(3)=v>

知識點二

I.熱平衡劇烈程度

2.0℃沸點273.15C

3.(1)溫度平均動能(2)分子間的距離(3)動能分子勢能溫度體積分子數(shù)

思考辨析

(1)X(2)V(3)X(4)X(5"(6)X(7)X(8)X(9)7

教材改編

答案：D

考點突破

1.解析：將水蒸氣看作立方體模型，則V=M，選項A正確；但由于水蒸氣分子間距遠(yuǎn)

P

大于分子直徑,則v?,L,選項B錯誤；Imol水蒸氣的質(zhì)量等于水分子的質(zhì)量與阿伏加德羅

0N

常數(shù)N的乘積，選項C正確；由于摩爾體積V遠(yuǎn)大于%,則p=及＜丄，選項D錯誤.

A0

AVNAV0

答案：AC

2.解析：1kg該物質(zhì)的物質(zhì)的量為丄，所含分子數(shù)目為：”=N丄=必，故A錯誤，B正

MAMM

確；每個分子的質(zhì)量為：機(jī)=丄=兇，故C錯誤；每個分子所占體積為：V=g=2L,故D

0

0nNAPpNA

正確.

答案：BD

3.解析：本題考查阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用.摩爾質(zhì)量為M=SNA,選項A錯誤；表達(dá)式

丫=%口中分子表示摩爾質(zhì)量，分母是氣體的密度，二者的比值等于摩爾體積，選項B正確；

P

表達(dá)式V=*計算出來的是一個氣體分子運(yùn)動占據(jù)的空間，比單個氣體分子的體積要大，選

°以

項C錯誤；因為氣體分子間距比較大，阿伏加德羅常數(shù)不等于摩爾體積與單個氣體分子的體

積之比，選項D錯誤.

答案：B

4.解析：本題考查分子動理論的應(yīng)用.布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體顆粒的運(yùn)動，是

液體分子無規(guī)則熱運(yùn)動的反映，不能說明組成固體顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動，選項A錯誤；

液體表面層分子較為稀疏，分子間距離大于平衡時的距離,因此分子間作用力表現(xiàn)為引力，

液體表面有收縮趨勢，選項B正確；擴(kuò)散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進(jìn)行，也能在固體中發(fā)生，

選項C錯誤；分子間距離為平衡時的距離，。時，分子間作用力為零，當(dāng)分子間距離r大于7

時，分子間作用力表現(xiàn)為引力，此時隨著分子間距r的增大分子間作用力做負(fù)功，分子勢能

”增大，所以當(dāng)分子間距增大時，分子勢能不一定減小，選項D錯誤.

答案：B

5.解析：本題考查布朗運(yùn)動的特點.因為氣溶膠粒子是懸浮在大氣中的微小顆粒，所以

受到空氣分子作用力的合力等于其所受到的重力，又因為是微小顆粒，由于氣體分子對它撞

擊的不平衡性，造成氣溶膠粒子在空氣中要做無規(guī)則的布朗運(yùn)動，故氣溶膠粒子既不會在空

氣中緩慢下沉，也不會在空氣中緩慢上升，選項A、B錯誤，C、D正確.

答案：CD

6.解析：折線圖是每隔20s記錄的粉筆末的位置的連線圖，并非粉筆末的運(yùn)動軌跡，A

項錯誤.粉筆末的無規(guī)則運(yùn)動反映了水分子的無規(guī)則運(yùn)動，B項正確.由于布朗運(yùn)動的無規(guī)則

性，我們不能確定經(jīng)過B點后10s時粉筆末的具體位置，C項錯誤.由V=x,因為xq.,

tBCCD

tBC=tCD,所以D項正確.

答案：BD

例1解析：本題考查分子間作用力做功與分子能量變化的關(guān)系.剛過C點時乙分子的運(yùn)

動方向不會發(fā)生變化，選項A錯誤；加速度與合力的大小成正比，方向與合力相同，在C點,

乙分子的加速度等于零，選項B正確；乙分子從A處由靜止釋放，分子力先是引力后是斥力,

分子力先做正功，后做負(fù)功，則分子勢能先減小后增大，在C點，分子勢能最小，從C項圖

中可知，在A點靜止釋放乙分子時，分子勢能為負(fù)，而初動能為零，乙分子的總能量為負(fù)，

在以后的運(yùn)動過程中乙分子的總能量不可能為正，而動能不可能小于零，則分子勢能不可能

大于零，所以C項圖中不可能出現(xiàn)橫軸上方那一部分，選項C錯誤；分子動能不可能為負(fù)值，

選項D錯誤.

答案