分子動(dòng)理論內(nèi)能第1頁(yè)，共31頁(yè)。第十三章熱學(xué)(選修3-3)第2頁(yè)，共31頁(yè)。第3頁(yè)，共31頁(yè)。第4頁(yè)，共31頁(yè)。第1節(jié)分子動(dòng)理論內(nèi)能第5頁(yè)，共31頁(yè)。一、分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)、阿伏加德羅常數(shù)

第6頁(yè)，共31頁(yè)。二、溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志

內(nèi)能1.溫度一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度

。

2.兩種溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。關(guān)系:T=t+273.15K。3.分子的動(dòng)能(1)分子動(dòng)能是分子熱運(yùn)動(dòng)

所具有的動(dòng)能;

(2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的平均值,

溫度

是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志;

(3)分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和。第7頁(yè)，共31頁(yè)。4.分子的勢(shì)能(1)意義:由于分子間存在著引力和斥力,所以分子具有由它們的相對(duì)位置

決定的能。

(2)分子勢(shì)能的決定因素①微觀上:決定于分子間距離

和分子排列情況;

②宏觀上:決定于體積

和狀態(tài)。

5.物體的內(nèi)能(1)概念理解:物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)分子動(dòng)能

與分子勢(shì)能

的總和,是狀態(tài)量;

(2)決定因素:對(duì)于給定的物體,其內(nèi)能大小由物體的溫度

和體積

決定,即由物體內(nèi)部狀態(tài)決定;

(3)影響因素:物體的內(nèi)能與物體的位置高低、運(yùn)動(dòng)速度大小無(wú)關(guān)

。第8頁(yè)，共31頁(yè)。(4)改變內(nèi)能的方式

第9頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三微觀量的估算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(gè)一個(gè)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(zhǎng),所以球體分子模型

立方體分子模型

氣體分子模型

第10頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(2)氣體分子不是一個(gè)一個(gè)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(shí)每個(gè)分子占有的空間視為棱長(zhǎng)為d的立方體,所以d=。提醒:對(duì)于氣體,利用d=得到的不是分子直徑,而是氣體分子間的平均距離。2.微觀量與宏觀量間的關(guān)系微觀量:分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0。宏觀量:物體的體積V、摩爾體積Vm、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ。第11頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三例1(2017·江蘇卷)科學(xué)家可以運(yùn)用無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)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3×10-9

m的球,已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023

mol-1。請(qǐng)估算該蛋白的密度。(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)答案:1×103kg/m3或5×102kg/m3代入數(shù)據(jù)得ρ≈1×103

kg/m3(或ρ≈5×102

kg/m3,5×102~1×103

kg/m3都算對(duì))第12頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三微觀量的求解方法(1)分子的大小、分子體積、分子質(zhì)量屬微觀量,直接測(cè)量它們的數(shù)值非常困難,可以借助較易測(cè)量的宏觀量結(jié)合摩爾體積、摩爾質(zhì)量等來(lái)估算這些微觀量,其中阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁和紐帶。(2)建立合適的物理模型,通常把固體、液體分子模擬為球形或立方體形。氣體分子所占據(jù)的空間可模擬為立方體模型。第13頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三即學(xué)即練1.(多選)(2017·遼寧大連模擬)某氣體的摩爾質(zhì)量為M,摩爾體積為Vm,密度為ρ,每個(gè)分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0,則阿伏加德羅常數(shù)NA不可表示為(

)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉第14頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三2.(多選)(2016·上海卷)某氣體的摩爾質(zhì)量為M,分子質(zhì)量為m。若1mol該氣體的體積為Vm,密度為ρ,則該氣體單位體積分子數(shù)為(阿伏加德羅常數(shù)為NA)(

)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉第15頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三3.(2017·山東墾利期中)已知地球大氣層的厚度h遠(yuǎn)小于地球半徑r,空氣平均摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,地面大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度大小為g。由此可估算得,地球大氣層空氣分子總數(shù)為

,空氣分子之間的平均距離為

。答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉第16頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的比較第17頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三例2(2016·北京卷)霧霾天氣是對(duì)大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述,是特定氣候條件與人類(lèi)活動(dòng)相互作用的結(jié)果。霧霾中,各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則,但可視為密度相同、直徑不同的球體,并用PM10、PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10μm、2.5μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫(xiě))。某科研機(jī)構(gòu)對(duì)北京地區(qū)的檢測(cè)結(jié)果表明,在靜穩(wěn)的霧霾天氣中,近地面高度百米的范圍內(nèi),PM10的濃度隨高度的增加略有減小,大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小,且兩種濃度分布基本不隨時(shí)間變化。第18頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三據(jù)此材料,以下敘述正確的是(

)A.PM10表示直徑小于或等于1.0×10-6

m的懸浮顆粒物B.PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其所受到的重力C.PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運(yùn)動(dòng)D.PM2.5的濃度隨高度的增加逐漸增大答案解析解析關(guān)閉PM10表示直徑小于或等于1.0×10-5m的懸浮顆粒物,A錯(cuò)誤;來(lái)自各個(gè)方向的空氣分子對(duì)PM10的撞擊不平衡,使PM10做布朗運(yùn)動(dòng),是不規(guī)則的運(yùn)動(dòng),故加速度大小和方向不斷變化,所以合力可以大于、小于或等于其重力的大小,故B錯(cuò)誤,C正確。根據(jù)題干可推測(cè),PM2.5的濃度應(yīng)隨高度增加而減小,故D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉C第19頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三思維點(diǎn)撥對(duì)于信息題,不要過(guò)多注意題目的長(zhǎng)度,一定要仔細(xì)閱讀題文,從題文中找出相應(yīng)的信息,布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),不是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),形成的原因是由于液體分子對(duì)懸浮微粒無(wú)規(guī)則撞擊引起的,布朗運(yùn)動(dòng)既不是顆粒分子的運(yùn)動(dòng),也不是液體分子的運(yùn)動(dòng),而是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映。1.擴(kuò)散現(xiàn)象直接反映了分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),并且可以發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間。2.布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng),是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映。第20頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三即學(xué)即練4.(多選)我國(guó)已開(kāi)展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測(cè)工作。PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5μm的懸浮顆粒物,其飄浮在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),很難自然沉降到地面,吸入后對(duì)人體形成危害。礦物燃料燃燒的排放物是形成PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說(shuō)法正確的是

(

)A.PM2.5的大小比空氣中氧分子大得多B.PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)C.PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡只是由大量空氣分子對(duì)PM2.5無(wú)規(guī)則碰撞的不平衡決定的D.倡導(dǎo)低碳生活,減少煤和石油等燃料的使用,能有效減小PM2.5在空氣中的濃度E.PM2.5必然有內(nèi)能答案解析解析關(guān)閉PM2.5的尺寸比空氣中氧分子的尺寸大得多,選項(xiàng)A正確;PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)不屬于分子熱運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡是由大量空氣分子對(duì)PM2.5無(wú)規(guī)則碰撞的不平衡和氣流的運(yùn)動(dòng)決定的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;倡導(dǎo)低碳生活,減少煤和石油等燃料的使用,能有效減小PM2.5在空氣中的濃度,PM2.5必然有內(nèi)能,選項(xiàng)D、選項(xiàng)E正確。答案解析關(guān)閉ADE第21頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三5.(2017·河南鄭州一中月考)下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法,正確的是(

)A.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B.觀察布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)看到,懸浮的顆粒越小,溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈C.布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體中的固體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)D.布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明了液體分子之間存在著相互作用力答案解析解析關(guān)閉布朗運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)主體是固體小顆粒,而不是液體分子或者固體分子的運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、選項(xiàng)C錯(cuò)誤;懸浮的顆粒越小,溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈,選項(xiàng)B正確;布朗運(yùn)動(dòng)只是間接說(shuō)明了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉B第22頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三6.(2017·江蘇卷)圖甲和圖乙是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動(dòng)位置連線的圖片,記錄炭粒位置的時(shí)間間隔均為30s,兩方格紙每格表示的長(zhǎng)度相同。比較兩張圖片可知:若水溫相同,

(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大;若炭粒大小相同,

(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運(yùn)動(dòng)較劇烈。

答案解析解析關(guān)閉影響布朗運(yùn)動(dòng)的因素有兩個(gè),分別是顆粒大小和溫度。溫度相同時(shí),顆粒越大,布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯,相同時(shí)間內(nèi)位置變化越小。顆粒大小相同時(shí),溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯,相同時(shí)間內(nèi)位置變化越大。答案解析關(guān)閉甲

乙第23頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三分子力、分子勢(shì)能及物體的內(nèi)能1.分子力F、分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線第24頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三第25頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三2.物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較

第26頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三例3(多選)(2016·全國(guó)卷Ⅲ)關(guān)于氣體的內(nèi)能,下列說(shuō)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(dòng)速度越大,其內(nèi)能越大C.氣體被壓縮時(shí),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)E.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過(guò)程中,內(nèi)能一定增加答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉第27頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三分析物體的內(nèi)能問(wèn)題應(yīng)當(dāng)明確四個(gè)要點(diǎn)1.內(nèi)能是對(duì)物體的大量分子而言的,不存在某個(gè)分子內(nèi)能的說(shuō)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(guò)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(dòng)能的標(biāo)志,溫度相同的任何物體,分子的平均動(dòng)能相同。第28頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三即學(xué)即練7.(2017·北京卷)以下關(guān)于熱運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是(

)A.水流速度越大,水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈B.水凝結(jié)成冰后,水分子的熱運(yùn)動(dòng)停止C.水的溫度越高,水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈D.水的溫度升高,每一個(gè)水分子的運(yùn)動(dòng)速率都會(huì)增大答案解析解析關(guān)閉水分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān),與水流速度無(wú)關(guān),故A項(xiàng)錯(cuò)。水分子的熱運(yùn)動(dòng)永不停息,故B項(xiàng)錯(cuò)。溫度越高,水分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,故C項(xiàng)正確。水的溫度升高,水分子的平均運(yùn)動(dòng)速率增大,不是每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率都增大,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉C第29頁(yè)，共31頁(yè)。命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三8.(多選)(2017·山東煙臺(tái)一模)關(guān)于物體的內(nèi)能,下列說(shuō)法正確的是(

)A.物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和B.一定質(zhì)量的0℃的水凝結(jié)為0℃的冰時(shí),分子平均動(dòng)能不變,分子勢(shì)能減少C.通電時(shí)電阻發(fā)熱,它的內(nèi)能增加是通過(guò)“熱傳遞”方式實(shí)現(xiàn)的D.溫度高的物體一定比溫度低的物體內(nèi)能大E.一定質(zhì)量的