13.1分子动理论-内能.ppt

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1、选考内容第一页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第一页，编辑于星期六：十六点 三十二分。第十三章热学(选修3-3)第二页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第二页，编辑于星期六：十六点 三十二分。第三页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第三页，编辑于星期六：十六点 三十二分。第四页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第四页，编辑于星期六：十六点 三十二分。第1节分子动理论内能第五页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第五页，编辑于星期六：十六点 三十二分。一、分子动理论的基本观点和实验依据、阿伏加德罗常数 第六页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第六页，编辑于星期六：十六点 三十二分。二、温度是分子

2、平均动能的标志内能1.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+273.15K。3.分子的动能(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。第七页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第七页，编辑于星期六：十六点 三十二分。4.分子的势能(1)意义: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。(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

3、状态。5.物体的内能(1)概念理解:物体中所有分子的热运动 分子动能与 分子势能的总和,是状态量;(2)决定因素:对于给定的物体,其内能大小由物体的 温度和 体积决定,即由物体内部状态决定;(3)影响因素:物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小 无关。第八页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第八页，编辑于星期六：十六点 三十二分。(4)改变内能的方式第九页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第九页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三微观量的估算微观量的估算1.两种分子模型物质有固态、液态和气态三种情况,不同物态下应将分子看成不同的模型。(1)固体、液体分子一个一个紧密排列

4、,可将分子看成球形或立方体形,如图所示,分子间距等于小球的直径或立方体的棱长,所以球体分子模型立方体分子模型气体分子模型第十页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第十页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三(2)气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离很大,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间,如图所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体,所以d=。提醒:对于气体,利用d=得到的不是分子直径,而是气体分子间的平均距离。2.微观量与宏观量间的关系微观量:分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。宏观量:物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物

5、体的密度。第十一页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第十一页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三例1(2017江苏卷)科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示,某种蛋白的摩尔质量为66kg/mol,其分子可视为半径为310-9m的球,已知阿伏加德罗常数为6.01023mol-1。请估算该蛋白的密度。(计算结果保留一位有效数字)答案:1103kg/m3或5102kg/m3代入数据得1103kg/m3(或5102kg/m3,51021103kg/m3都算对)第十二页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第十二页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命

6、题点三微观量的求解方法(1)分子的大小、分子体积、分子质量属微观量,直接测量它们的数值非常困难,可以借助较易测量的宏观量结合摩尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量,其中阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带。(2)建立合适的物理模型,通常把固体、液体分子模拟为球形或立方体形。气体分子所占据的空间可模拟为立方体模型。第十三页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第十三页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三即学即练即学即练1.(多选)(2017辽宁大连模拟)某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为Vm,密度为,每个分子的质量和体积分别为m和V0,则阿伏加德罗常数NA不可表示为()答

7、案解析解析关闭 答案解析关闭第十四页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第十四页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三2.(多选)(2016上海卷)某气体的摩尔质量为M,分子质量为m。若1mol该气体的体积为Vm,密度为,则该气体单位体积分子数为(阿伏加德罗常数为NA)()答案解析解析关闭 答案解析关闭第十五页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第十五页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三3.(2017山东垦利期中)已知地球大气层的厚度h远小于地球半径r,空气平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,地面大气压强为p0,重力加速度大小为g。由此可估算得,地球

8、大气层空气分子总数为,空气分子之间的平均距离为。答案解析解析关闭 答案解析关闭第十六页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第十六页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三布朗运动与分子热运动布朗运动与分子热运动扩散现象、布朗运动与热运动的比较第十七页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第十七页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三例2(2016北京卷)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于1

9、0m、2.5m的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。某科研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化。第十八页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第十八页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三据此材料,以下叙述正确的是()A.PM10表示直径小于或等于1.010-6m的悬浮颗粒物B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D.PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大 答案解析解

10、析关闭PM10表示直径小于或等于1.010-5m的悬浮颗粒物,A错误;来自各个方向的空气分子对PM10的撞击不平衡,使PM10做布朗运动,是不规则的运动,故加速度大小和方向不断变化,所以合力可以大于、小于或等于其重力的大小,故B错误,C正确。根据题干可推测,PM2.5的浓度应随高度增加而减小,故D错误。答案解析关闭C第十九页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第十九页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三思维点拨对于信息题,不要过多注意题目的长度,一定要仔细阅读题文,从题文中找出相应的信息,布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,不是分子的无规则运动,形成的原因是由于液体分子对悬浮微

11、粒无规则撞击引起的,布朗运动既不是颗粒分子的运动,也不是液体分子的运动,而是液体分子无规则运动的反映。1.扩散现象直接反映了分子的无规则运动,并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。2.布朗运动不是分子的运动,是液体分子无规则运动的反映。第二十页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第二十页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三即学即练即学即练4.(多选)我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5m的悬浮颗粒物,其飘浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入后对人体形成危害。矿物燃料燃烧的排放物是形成PM2.5的主要原因。下列

12、关于PM2.5的说法正确的是()A.PM2.5的大小比空气中氧分子大得多B.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动C.PM2.5的运动轨迹只是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡决定的D.倡导低碳生活,减少煤和石油等燃料的使用,能有效减小PM2.5在空气中的浓度E.PM2.5必然有内能 答案解析解析关闭PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多,选项A正确;PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动,选项B错误;PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的,选项C错误;倡导低碳生活,减少煤和石油等燃料的使用,能有效减小PM2.5在空气中的浓度,PM

13、2.5必然有内能,选项D、选项E正确。答案解析关闭ADE第二十一页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第二十一页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三5.(2017河南郑州一中月考)下列关于布朗运动的说法,正确的是()A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.观察布朗运动会看到,悬浮的颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈C.布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动D.布朗运动说明了液体分子之间存在着相互作用力 答案解析解析关闭布朗运动的运动主体是固体小颗粒,而不是液体分子或者固体分子的运动,选项A、选项C错误;悬浮的颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈,选项B正确;布朗运动只是

14、间接说明了液体分子的无规则运动,选项D错误。答案解析关闭B第二十二页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第二十二页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三6.(2017江苏卷)图甲和图乙是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片,记录炭粒位置的时间间隔均为30s,两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知:若水温相同,(选填“甲”或“乙”)中炭粒的颗粒较大;若炭粒大小相同,(选填“甲”或“乙”)中水分子的热运动较剧烈。答案解析解析关闭影响布朗运动的因素有两个,分别是颗粒大小和温度。温度相同时,颗粒越大,布朗运动越不明显,相同时间内位置变化越小。颗粒大小相同时,温

15、度越高,布朗运动越明显,相同时间内位置变化越大。答案解析关闭甲乙第二十三页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第二十三页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三分子力、分子势能及物体的内能分子力、分子势能及物体的内能1.分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线第二十四页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第二十四页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三第二十五页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第二十五页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三2.物体的内能与机械能的比较第二十六页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第二十六页，编辑于星期

16、六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三例3(多选)(2016全国卷)关于气体的内能,下列说法正确的是()A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大C.气体被压缩时,内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加 答案解析解析关闭 答案解析关闭第二十七页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第二十七页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三分析物体的内能问题应当明确四个要点1.内能是对物体的大量分子而言的,不存在某个分子内能的说法。2.决定内能大小的因素为温度、体积、分

17、子数,还与物态有关系。3.通过做功或热传递可以改变物体的内能。4.温度是分子平均动能的标志,温度相同的任何物体,分子的平均动能相同。第二十八页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第二十八页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三即学即练即学即练7.(2017北京卷)以下关于热运动的说法正确的是()A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈B.水凝结成冰后,水分子的热运动停止C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈D.水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大 答案解析解析关闭水分子热运动的剧烈程度与温度有关,与水流速度无关,故A项错。水分子的热运动永不停息,故B项错。温度越高,水分

18、子热运动越剧烈,故C项正确。水的温度升高,水分子的平均运动速率增大,不是每一个分子的运动速率都增大,故D项错误。答案解析关闭C第二十九页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第二十九页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三8.(多选)(2017山东烟台一模)关于物体的内能,下列说法正确的是()A.物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能的总和B.一定质量的0的水凝结为0的冰时,分子平均动能不变,分子势能减少C.通电时电阻发热,它的内能增加是通过“热传递”方式实现的D.温度高的物体一定比温度低的物体内能大E.一定质量的理想气体吸收热量,它的内能可能不变 答案解析解析关闭物体的内能

19、是物体内所有分子动能和分子势能的总和,故A正确;一定质量的0的水凝结为0的冰时要放出热量,分子平均动能不变,分子势能减小,故B正确;通电时电阻发热,它的内能增加是通过电流做功的方式实现的,故C错误;内能不仅与物体的温度有关,还与物质的多少有关,故D错误;一定质量的理想气体吸收热量,如果同时对外做功,则它的内能可能不变,故E正确。答案解析关闭ABE第三十页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第三十页，编辑于星期六：十六点 三十二分。命题点一命题点二命题点三9.(多选)(2017全国卷)氧气分子在0和100温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说

20、法正确的是()A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0时相比,100时氧气分子速率出现在0400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大 答案解析解析关闭由归一化知图中两条曲线下的面积相等均为1,A项正确。虚线对应的氧气分子速率较小的占的比例大,故平均动能较小,B项正确。实线对应的氧气分子速率较大的占的比例大,故热运动剧烈,为100的情形,C项正确。曲线只给出了各速率区间分子数占总分子数的百分比,没有给出分子数目,故D项错误。100时分子速率出现在0400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小,E项错误。答案解析关闭ABC第三十一页，编辑于星期五：二十二点五十九分。第三十一页，编辑于星期六：十六点 三十二分。