高考物理 第11章第一节分子动理论　物体的内能复习课件 沪科 (2).ppt

第一节分子动理论物体的内能第一节分子动理论物体的内能2021/8/11 星期三1 课堂互动讲练课堂互动讲练经典题型探究经典题型探究知能优化演练知能优化演练第第一一节节分分子子动动理理论论物物体体的的内内能能基础知识梳理基础知识梳理2021/8/11 星期三2基础知识梳理基础知识梳理一、分子一、分子动动理理论论1物体是由大量分子物体是由大量分子组组成的成的(1)分子直径大小的数量分子直径大小的数量级为级为_m.油膜法油膜法测测分子直径：分子直径：dV/S，V是油滴体是油滴体积积，S是是单单分子油膜的面分子油膜的面积积(2)一般分子一般分子质质量的数量量的数量级为级为1026kg.(3)阿伏伽德阿伏伽德罗罗常数：常数：NA6.021023mol1，是，是联联系微系微观观世界和宏世界和宏观观世界的世界的桥桥梁梁10102021/8/11 星期三32分子永不停息地做无分子永不停息地做无规则热规则热运运动动(1)扩扩散散现现象：相互接触的物体的分子或原子彼此象：相互接触的物体的分子或原子彼此进进入入对对方的方的现现象温度越象温度越_，扩扩散越快散越快(2)布朗运布朗运动动：在：在显显微微镜镜下看到的下看到的悬悬浮在液体中的浮在液体中的_的永不停息地无的永不停息地无规则规则运运动动布朗运布朗运动动反映了反映了_的无的无规则规则运运动动颗颗粒越粒越_，运，运动动越明越明显显；温度越；温度越_，运，运动动越越剧剧烈烈高高固体固体颗颗粒粒液体分子液体分子小小高高2021/8/11 星期三4思考感悟思考感悟1布布朗朗运运动动反反映映了了分分子子的的无无规规则则运运动动，那那么么布朗运布朗运动动是否就是分子的是否就是分子的热热运运动动呢？呢？提示：提示：1.不是不是3分子分子间间存在着相互作用力存在着相互作用力(1)分子分子间间同同时时存在存在_和和_，实际实际表表现现的分子力是它的分子力是它们们的的_引力引力斥力斥力合力合力2021/8/11 星期三5(2)引力和斥力都随着距离的增大而引力和斥力都随着距离的增大而_，但，但斥力比引力斥力比引力变变化得化得_(3)分子分子间间的作用力随分子的作用力随分子间间距离距离变变化的关系如化的关系如图图1111所示所示rr0时时，表，表现为现为_；r10r0时时，分子力，分子力变变得十分微弱，可得十分微弱，可忽略不忽略不计计图图1111减小减小快快斥力斥力引力引力2021/8/11 星期三6思考感悟思考感悟2既然分子既然分子间间存在引力，存在引力，为为什么破什么破镜难镜难重重圆圆?提示：提示：2.因因为为分子分子间间引力是短程力引力是短程力二、物体的内能二、物体的内能1分子的平均分子的平均动动能能物体内所有分子物体内所有分子动动能的能的_叫做分子的平叫做分子的平均均动动能能_是分子平均是分子平均动动能大小的能大小的标标志，志，_越高，分子的平均越高，分子的平均动动能越大能越大平均平均值值温度温度温度温度2021/8/11 星期三72分子分子势势能能(1)分子分子势势能：由分子能：由分子间间的的_和和_决定的能量决定的能量(2)分子分子势势能大小的相关因素能大小的相关因素微微观观上：分子上：分子势势能的大小与能的大小与_有关有关.当分子当分子间间距离距离rr0时时，分子，分子势势能随分子能随分子间间距离距离的的_而增大；而增大；当当rr0时时，分子力表，分子力表现为现为引力，随着引力，随着r的增大的增大,分子引力做分子引力做负负功，分子功，分子势势能增大；能增大；(2)当当rr0时时，分子力表，分子力表现为现为斥力，随着斥力，随着r的减小的减小,分子斥力做分子斥力做负负功，分子功，分子势势能增大；能增大；2021/8/11 星期三25(3)当当rr0时时，分子，分子势势能最小，但不能最小，但不为为零，零，为负为负值值，因，因为选为选两分子相距无两分子相距无穷远时穷远时分子分子势势能能为为零零.(4)分子分子势势能曲能曲线线如如图图1112所示所示图图11122021/8/11 星期三265物体的内能和机械能的比物体的内能和机械能的比较较名称名称比比较较 内能内能机械能机械能定定义义物体内所有分子物体内所有分子热热运运动动动动能与分子能与分子势势能之和能之和物体的物体的动动能、重力能、重力势势能和能和弹弹性性势势能的能的统统称称决定决定与物体的温度、体与物体的温度、体积积、物物态态和分子数有关和分子数有关跟宏跟宏观观运运动动状状态态、参、参考系和零考系和零势势能点的能点的选选取有关取有关量量值值任何物体都有内能任何物体都有内能可以可以为为零零测测量量无法无法测测量量可可测测量量本本质质微微观观分子的运分子的运动动和相互和相互作用的作用的结结果果宏宏观观物体的运物体的运动动和相和相互作用的互作用的结结果果2021/8/11 星期三27【名【名师师点睛】点睛】(1)物体的体物体的体积积越大，分子越大，分子势势能能不一定就越大，如不一定就越大，如0的水的水结结成成0的冰后体的冰后体积积变变大，但分子大，但分子势势能却减小了能却减小了(2)内能是内能是对对物体的大量分子而言的，不存在某物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的个分子内能的说说法法2021/8/11 星期三28即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)3.如如图图1113所示所示为为分子分子势势能与分子能与分子间间距离距离之之间间的关系，下列判断正确的是的关系，下列判断正确的是()图图11132021/8/11 星期三29A当当rr0时时，r越小，越小，则则分子分子势势能能Ep越大越大C当当rr0时时，则则分子分子势势能能Ep最小最小D当当r时时，分子，分子势势能能Ep最小最小解析：解析：选选AC.当当rr0时时，分子力表分子力表现为现为引力，引力，r减小减小时时分子力做正功，分分子力做正功，分子子势势能减小；当能减小；当rr0时时，分子力，分子力为为零，分子零，分子势势能能最小；当最小；当r时时，引力做，引力做负负功，分子功，分子势势能增加并能增加并趋趋近于零近于零2021/8/11 星期三30 (满满分分样样板板12分分)(2011年徐州模年徐州模拟拟)一个一个标标准足球准足球场场的面的面积为积为105 m68 m7140 m2.通通常用空气湿度常用空气湿度(相相对对湿度、湿度、绝对绝对湿度湿度)表示空气表示空气中含有水蒸气的情况，若球中含有水蒸气的情况，若球场场附近一定体附近一定体积积的的空气中所含的水蒸气凝空气中所含的水蒸气凝结结成水后的体成水后的体积为积为103 cm3，已知水的密度，已知水的密度为为1.0103 kg/m3，水，水的摩的摩尔尔质质量量Mmol1.8102 kg/mol，一一标标准大准大气气压为压为1.0105 Pa，试试求：求：经典题型探究经典题型探究题型一题型一微观量的估算微观量的估算例例例例1 12021/8/11 星期三31(1)该该足球足球场场上方空气的上方空气的质质量；量；(2)水蒸气凝水蒸气凝结结成的水中含多少水分子；成的水中含多少水分子；(3)估算一个水分子的直径估算一个水分子的直径为为多大多大(以上以上计计算算结结果均保留一位有效数字果均保留一位有效数字)【思路点【思路点拨拨】解答解答该题应该题应注意以下三个方面注意以下三个方面:(1)根据根据压压强强的定的定义义求足球求足球场场上方的空气上方的空气质质量量(2)利用利用NA的的桥桥梁作用求水分子的个数梁作用求水分子的个数(3)建立分子的模型求分子直径建立分子的模型求分子直径2021/8/11 星期三322021/8/11 星期三33【答案】【答案】(1)7107 kg(2)31025个个(3)41010 m2021/8/11 星期三34【反思【反思领领悟】悟】在求解与阿伏伽德在求解与阿伏伽德罗罗常数有关常数有关的的计计算算问题时问题时，总总体思路是：体思路是：2021/8/11 星期三35 温温度度为为0、质质量量相相同同的的冰冰和和水水进进行行比比较较，以下，以下说说法中正确的是法中正确的是()A它它们们的的分分子子平平均均动动能能相相同同，水水的的分分子子势势能能较较大大B它它们们的的分分子子平平均均动动能能相相同同，而而冰冰的的体体积积比比水的大，冰的分子水的大，冰的分子势势能能较较大大C它它们们的的分分子子势势能能相相同同，水水分分子子的的平平均均动动能能较较大大D它它们们的的分分子子势势能能相相同同，冰冰分分子子的的平平均均动动能能较较大大题型二题型二物体内能的比较物体内能的比较例例例例2 22021/8/11 星期三36【思路点【思路点拨拨】从影响分子平均从影响分子平均动动能、分子能、分子势势能的因素能的因素进进行分析比行分析比较较【解析】【解析】因因为为物体的内能是由物体内分子的物体的内能是由物体内分子的数量及大量分子数量及大量分子热热运运动剧动剧烈程度及分子烈程度及分子间间相互相互作用所决定的，本作用所决定的，本题题中水和冰的中水和冰的质质量和温度相量和温度相等，即它等，即它们们具有相同的分子数量及分子的平均具有相同的分子数量及分子的平均动动能能对对于冰和水的分子于冰和水的分子势势能的比能的比较较，由于涉，由于涉2021/8/11 星期三37及到物及到物态态的的变变化，因此不能化，因此不能简单简单地从体地从体积变积变化化情况情况进进行比行比较较但我但我们们知道，知道，0 的冰熔化的冰熔化为为0 的水是需要吸的水是需要吸热热的，而在此的，而在此过过程中体程中体积积又在又在减小，即外界减小，即外界对对它做功，所以其内能一定增加它做功，所以其内能一定增加又因此又因此过过程中分子的平均程中分子的平均动动能不能不变变，故分子，故分子势势能一定增加，所以水的分子能一定增加，所以水的分子势势能能较较大大2021/8/11 星期三38【答案】【答案】A【题题后反思】后反思】此此题题要在弄清内能、分子平均要在弄清内能、分子平均动动能、分子能、分子势势能与温度、体能与温度、体积积、分子数等物理、分子数等物理量之量之间间的关系的基的关系的基础础上，再将上，再将0 的冰熔化的冰熔化为为0 的水的水时时需要吸收需要吸收热热量量这这一常一常识识与与热热力学第一力学第一定律相定律相结结合加以判断合加以判断2021/8/11 星期三392021/8/11 星期三40