高中物理选修分子动理论.ppt

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1、高三物理总复习第十七高三物理总复习第十七内容内容要求要求物物质质是由大量分子是由大量分子组组成的，分子的成的，分子的热热运运动动、布朗运、布朗运动动.分子分子间间的相互作用力的相互作用力分子分子热热运运动动的的动动能，温度是物体的能，温度是物体的热热运运动动平均平均动动能能的的标标志，物体分子志，物体分子间间的相互作用的相互作用势势能，物体的内能能，物体的内能做功和做功和热传递热传递是改是改变变物体内能的两种方式，物体内能的两种方式，热热量、量、能量守恒定律能量守恒定律热热力学第一定律力学第一定律热热力学第二定律力学第二定律永永动动机不可能机不可能绝对绝对零度不可达到零度不可达到(热热力学第三

2、定律力学第三定律)能源的开能源的开发发和利用，能源的利用与和利用，能源的利用与环环境保境保护护气体的状气体的状态态和状和状态态参量，参量，热热力学温度，气体分子运力学温度，气体分子运动动的特点，气体的特点，气体压压强强的微的微观观意意义义分分子子动动理理论论物质是由物质是由大量分子大量分子组成的组成的分子做永不停息分子做永不停息 的无规则运动的无规则运动分子间存在着分子间存在着斥力和引力斥力和引力分子的体积很小分子的体积很小-直径数量级是直径数量级是10-10米米分子间有空隙分子间有空隙阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数6.01023mol-1，是联系微观量和，是联系微观量和宏观量的桥梁宏观量的桥梁

3、.油膜法测分子直径油膜法测分子直径 d=V/S 例例1.一一滴滴露露水水的的体体积积大大约约是是6.010-7cm3,它它含含有有多多少少个个水水分分子子?如如果果一一只只极极小小的的虫虫子子来来喝喝水水,每每分分钟钟喝喝进进6.0107个个水水分分子子,需需要要多多长长时时间间才才能能喝完这滴露水喝完这滴露水.解：解：露水的质量露水的质量m=6.010-7 10-6m3 103kg/m3=6 10-10kg 含有的分子数含有的分子数nn=(6 10-10/1 8 10-3)6.02 1023=2 1016t=2 1016/6.0107=3.3108 min=630年年例例2、将将1cm3 的

4、的油油酸酸溶溶于于酒酒精精，制制成成 200 cm3 的的油油酸酸酒酒精精溶溶液液，已已知知 1 cm3 溶溶液液有有50 滴滴，现现取取1 滴滴油油酸酸酒酒精精溶溶液液滴滴在在水水面面上上，随随着着酒酒精精溶溶于于水水，油油酸酸在在水水面面上上形形成成一一单单分分子子薄薄层层，已已测测出出这这一一薄薄层层的的面面积积为为 0.2 m2。由由此此可可估估测测出出油油酸酸分子的直径为分子的直径为 多少？多少？解解：V=1/50 1/200 10-6m3=10-10m3d=V/S=10-10/0.2=5.0 10-10m分分子子动动理理论论物质是由大量物质是由大量 分子组成的分子组成的分子做永不分

5、子做永不停息的无规停息的无规则运动则运动分子间存在着分子间存在着斥力和引力斥力和引力扩散扩散现象现象布朗布朗运动运动悬浮在液体悬浮在液体(或气体或气体)中小颗粒中小颗粒的无规则运动的无规则运动.原因：小颗粒受周围液原因：小颗粒受周围液 体体(气体气体)分子撞击不分子撞击不 平衡的无规则性平衡的无规则性.布朗运动是分子热运动布朗运动是分子热运动的有力实验证明，但两的有力实验证明，但两者又有本质区别者又有本质区别.1.以下说法中错误的是以下说法中错误的是 ().(A)布朗运动就是液体分子的无规则运动布朗运动就是液体分子的无规则运动(B)布朗运动就是花粉分子的无规则运动布朗运动就是花粉分子的无规则运

6、动(C)两两个个分分子子间间的的距距离离减减小小时时分分子子力力也也一一定定随随着减小着减小(D)两个分子间的作用力总表现为吸引力两个分子间的作用力总表现为吸引力(E)布布朗朗运运动动说说明明液液体体分分子子在在不不断断地地做做无无规规则则运运动动A B C D返回返回分分子子动动理理论论物质是由大量物质是由大量 分子组成的分子组成的分子做永不停息分子做永不停息 的无规则运动的无规则运动分子间存分子间存在着斥力在着斥力和引力和引力分子间分子间同时同时存在着相互作用的存在着相互作用的引力和斥力，其引力和斥力，其合力合力叫分子力叫分子力分子间的引力和斥力都随着分子间的分子间的引力和斥力都随着分子间

7、的距离增大而减小，随着分子间的距离距离增大而减小，随着分子间的距离减小而增大，但斥力比引力变化更快减小而增大，但斥力比引力变化更快分子作用力与分子间距离的关系分子作用力与分子间距离的关系 r=rr=r0 0 时时 f f引引=f=f斥斥 分分子力子力 F=0F=0 rr rr0 0 时时 f f引引frrr0 0 时时 f f引引ff斥斥 分分子力表现为引力子力表现为引力 r10rr10r0 0 时时f f引引、f f斥斥迅速减为迅速减为0 0，分子力，分子力F=0F=0r=rr=r0 0 时时 f f引引=f=f斥斥 分子力分子力 F=0,F=0,对外不表现分子力对外不表现分子力rrrr0

8、0 时时 f f引引ff斥斥 分子力表现为引力分子力表现为引力rrrr0 0 时时 f f引引ff斥斥 分子力表现为斥力分子力表现为斥力返回返回3.a.将两块接口磨光的铅压紧以后能接在一起将两块接口磨光的铅压紧以后能接在一起 现象说明现象说明 ；分子之间有引力分子之间有引力b.固体和液体很难被压缩的现象固体和液体很难被压缩的现象 说明说明 ；分子之间有分子之间有 斥力斥力c.酒精和水混合以后体积缩小的现象酒精和水混合以后体积缩小的现象 说明说明 ；分子分子 间有空隙间有空隙d.布朗运动说明布朗运动说明 .大量分子在不停的无规则运动着大量分子在不停的无规则运动着返回返回 例例8.当当两两个个分分

9、子子之之间间的的距距离离为为r0时时,正正好好处处于于平平衡衡状状态态,下下面面关关于于分分子子间间相相互互作作用用的的引引力力和和斥斥力的各说法中力的各说法中,正确的是正确的是().(A)两分子间的距离小于两分子间的距离小于r0时时,它们之间只有斥力它们之间只有斥力 作用作用(B)两分子间的距离小于两分子间的距离小于r0时时,它们之间只有引力它们之间只有引力 作用作用(C)两分子之间的距离小于两分子之间的距离小于r0时时,它们之间既有引它们之间既有引 力又有斥力的作用力又有斥力的作用,而且斥力大于引力而且斥力大于引力(D)两分子之间的距离等于两分子之间的距离等于2r0时时,它们之间既有它们之

10、间既有 引力又有斥力的作用引力又有斥力的作用,而且引力大于斥力而且引力大于斥力C D返回返回 例例9.分子间同时存在着引力和斥力，若分子分子间同时存在着引力和斥力，若分子间的引力和斥力随分子间的距离间的引力和斥力随分子间的距离r r的变化规律分的变化规律分别为别为f f引引=b/r=b/ra a ，f f斥斥 =d/r=d/rc c，分子力表现为斥力，分子力表现为斥力时，必须满足的条件是什么？时，必须满足的条件是什么？解：设解：设f f引引=f=f斥斥 b/rb/ra a =d/r=d/rc c r ra a/r rc c=b/d=b/d r ra-c a-c=b/d=b/d 分子力表现为斥力

11、分子力表现为斥力 返回返回3.计算物质所含的分子数计算物质所含的分子数微观量微观量（分子的质量（分子的质量m、分子的体积、分子的体积v1、分子的直径）、分子的直径）宏观量宏观量（物质的体积（物质的体积V、物质的质量、物质的质量M、物质的密度、物质的密度、摩尔质量摩尔质量Mmol、摩尔体积、摩尔体积V mol）阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁1.计算分子的质量计算分子的质量 m=Mmol/NA=Vmol /NA2.计算分子的体积计算分子的体积V1=V mol/NA=Mmol /NA（仅适用于固体、液体，不适用于气体）（仅适用于固体、液体，不适用于气

12、体）例例12 13 96全国全国 15 16 17返回返回 例例12.阿阿伏伏伽伽德德罗罗常常数数是是N/mol,铜铜的的摩摩尔尔质质量量为为Mkg/mol,铜铜的的密密度度是是kg/m3,那那么么以以下下说说法法正正确的是确的是().(A)1kg铜所含原子的数目是铜所含原子的数目是N(B)1m3铜所含原子的数目是铜所含原子的数目是N/M(C)1个铜原子的质量是个铜原子的质量是/N kg(D)1个铜原子占有的体积是个铜原子占有的体积是M/N m3 B D返回返回 例例13.对对于于液液体体和和固固体体来来说说,如如果果采采用用M表表示示摩摩尔尔质质量量,m表表示示分分子子质质量量,表表示示物物

13、质质密密度度,V表表示示摩摩尔尔体体积积,v表表示示分分子子体体积积,N表表示示阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数,那那么么反反映映这些量之间关系的下列各式中这些量之间关系的下列各式中,正确的是正确的是 ()B C D若对气体，正确的是若对气体，正确的是 （）C D返回返回 只只要要知知道道下下列列哪哪一一组组物物理理量量,就就可可以以估估算出算出气体气体中分子间的平均距离中分子间的平均距离().(A)阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和质量阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和质量(B)阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和密度阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和密度(C)阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和体

14、积阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和体积(D)该气体的密度、体积和摩尔质量该气体的密度、体积和摩尔质量 B 返回返回96全国全国 例例15.试估算标准状况下气体分子的距试估算标准状况下气体分子的距离为多少离为多少m?(取取1位有效数字）位有效数字）解：标准状况下解：标准状况下1mol气体的体积气体的体积V=22.4Ld=V1/3=(3.7210 -23 10 -3)1/3=310 -9m假使每个分子占有的体积为立方体假使每个分子占有的体积为立方体每个分子占有的体积为每个分子占有的体积为V1=22.4/6.0210 23=3.7210 -23L1mol气体的分子数气体的分子数N=6.0210 2

15、3返回返回 例例16.已已知知铜铜的的密密度度是是8.9103kg/m3,铜铜的的原原子子量量是是63.5,体体积积是是4.5cm3的的铜铜块块中中含含有多少个铜原子有多少个铜原子?解：铜的质量解：铜的质量 m=V =8.9103kg/m3 4.5 10-6m3 =40.0510 -3kgn=40.0510 -3/63.510 -3=0.63molN=0.636.021023=3.81023个个返回返回 例例17.已知水的密度已知水的密度=1.0103 kg/m3,水的摩尔质量水的摩尔质量=1.810 2kg/mol，求：，求：1cm3的水中有多少个水分子的水中有多少个水分子?估算一下一个水分

16、子的线度有多大？估算一下一个水分子的线度有多大？解解：水的摩尔体积：水的摩尔体积 V mol=M mol/=1.810 2/103 =1.810-5 m3/mol=18 c m3/mol1cm3 水的分子数水的分子数 n为为n=NA/V mol=6.021023/18=3.31022个个每个分子体积每个分子体积V1=1/n=310-23 c m33.910-10 m返回返回分分子子动动理理论论物质是由大量物质是由大量 分子组成的分子组成的分子做永不停息分子做永不停息 的无规则运动的无规则运动分子间存在着分子间存在着斥力和引力斥力和引力分分子子动动理理论论物质是由大量物质是由大量 分子组成的分子组成的分子做永不停息分子做永不停息 的无规则运动的无规则运动分子间存在着分子间存在着斥力和引力斥力和引力