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第十四章
热　学
第1讲　分子动理论　内能
1.掌握分子模型的构建与分子直径的估算方法,了解分子动理论的基本观点。2.了解扩散现象并能解释布朗运动。3.知道分子间作用力随分子间距离变化的图像。4.了解物体内能的决定因素。
1.分子的大小。
(1)分子的直径(视为球模型):数量级为_______m。
(2)分子的质量:数量级为10-26 kg。
2.阿伏加德罗常数。
(1)1 mol的任何物质都含有相同的粒子数。通常可取NA=__________ mol-1。
(2)阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。
考点1　阿伏加德罗常数及微观量的计算
10-10
6.02×1023
(1)只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以估算出气体分子的体积( )
(2)已知铜的密度、摩尔质量以及阿伏加德罗常数,可以估算铜分子的直径( )






答案　BD


答案　C

1.分子热运动。
分子做永不停息的无规则运动。
2.扩散现象。
(1)扩散现象是相互接触的不同物质彼此进入对方的现象。
(2)扩散现象就是分子的运动,发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。
(3)温度越高,扩散越_______。
考点2　布朗运动与分子热运动
快
3.布朗运动。
(1)布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动。
(2)布朗运动不是分子的运动,但它反映了液体(或气体)分子的无规则运动。
(3)微粒越小,温度越高,布朗运动越_______。
明显
(1)布朗运动是液体分子的无规则运动( )
(2)扩散现象和布朗运动都是分子热运动( )
(3)物体在运动时比在其静止时分子热运动更剧烈( )
扩散现象、布朗运动与热运动的比较
现象 扩散现象 布朗运动 热运动
活动主体 分子 微小固体颗粒 分子
区别 分子的运动,发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 比分子大得多的微粒的运动,只能在液体、气体中发生 分子的运动,不能通过光学显微镜直接观察到
共同点 ①都是无规则运动;②都随温度的升高而更加激烈
联系 扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动
考向1　布朗运动的特点及应用
【典例3】　把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观察,可以看到悬浮在液体中的小炭粒在不同时刻的位置,每隔一定时间把炭粒的位置记录下来,最后按时间先后顺序把这些点进行连线,得到如图所示的图像,对于这一现象,下列说法正确的是(　　)
A.炭粒的无规则运动,说明碳分子运动也是无规则的
B.越小的炭粒,受到撞击的分子越少,作用力越小,炭粒的不平衡性表现得越不明显
C.观察炭粒运动时,可能有水分子扩散到载物片的玻璃中
D.将水的温度降至零摄氏度,炭粒会停止运动
解析　题图中的折线是每隔一定的时间炭粒的位置的连线,是由于水分子撞击做无规则运动而形成的,说明水分子的无规则运动,不能说明碳分子运动也是无规则的,A项错误;炭粒越小,在某一瞬间跟它相撞的水分子数越少,撞击作用的不平衡性表现得越明显,B项错误;扩散可发生在液体和固体之间,故观察炭粒运动时,可能有水分子扩散到载物片的玻璃中,C项正确;将水的温度降低至零摄氏度,炭粒的运动会变慢,但不会停止,D项错误。
答案　C
考向2　分子热运动
【典例4】　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
解析　水流的速度是机械运动的速度,不同于水分子无规则热运动的速度,A项错误;分子永不停息地做无规则运动,B项错误;温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的热运动越剧烈,C项正确;水的温度升高,水分子的平均动能增大,即水分子的平均运动速率增大,但不是每一个水分子的运动速率都增大,D项错误。
答案　C
1.分子间的作用力。
分子间同时存在引力和斥力,且都随分子间距离的增大而_______,随分子间距离的减小而增大,但斥力变化得较_______。
考点3　分子力与分子势能　内能
减小
快
2.分子动能与分子势能。
(1)分子平均动能。
①所有分子的动能的平均值 。
②_______是分子平均动能的标志。
(2)由分子间的相对位置决定的能,在宏观上分子势能与物体_______有关,在微观上与分子间的距离有关。
温度
体积
3.物体的内能。
(1)内能:物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。
(2)决定因素:温度、体积和_________。
(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。
(4)改变物体内能的两种方式:_______和_______。
4.温度。
(1)一切达到热平衡的系统都具有相同的_______。
(2)两种温标:摄氏温标和热力学温标,关系:T=t+_________ 。
物质的量
做功
传热
温度
273.15 K
(1)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而增大( )
(2)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能( )
(3)分子力做正功,分子势能减少;分子力做负功,分子势能增加( )
(4)内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同( )
1.分子间的作用力、分子势能与分子间距离的关系。
分子间的作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep=0)。
(1)当r>r0时,分子间的作用力表现为引力,当r增大时,分子间的作用力做负功,分子势能增大。
(2)当r(3)当r=r0时,分子势能最小。
2.分析物体内能问题的五点提醒。
(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)内能的大小与温度、体积、物质的量和物态等因素有关。
(3)通过做功或传热可以改变物体的内能。
(4)温度是分子平均动能的标志,相同温度的任何物体,分子的平均动能都相同。
(5)内能由物体内部分子微观运动状态决定,与物体整体运动情况无关。任何物体都具有内能,恒不为零。
【典例5】　(2023·海南卷)如图为两分子靠近过程中的示意图,r0为分子间平衡距离,下列关于分子力和分子势能的说法正确的是(　　)
A.分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力
B.分子从无限远靠近到距离r0处的过程中分子势能变大
C.分子势能在r0处最小
D.分子间距离在小于r0且减小时,分子势能在减小
解析　分子间距离大于r0时,分子间表现为引力,A项错误;分子从无限远靠近到距离为r0的过程,分子力表现为引力,分子力做正功,分子势能变小, B项错误;分子间距离从r0减小的过程,分子力表现为斥力,分子力做负功,分子势能变大,结合B项分析可知,分子势能在r0处最小,C项正确,D项错误。
答案　C
【典例6】　(2021·北京卷)比较45 ℃的热水和100 ℃的水蒸气,下列说法正确的是(　　)
A.热水分子的平均动能比水蒸气的大
B.热水的内能比相同质量的水蒸气的小
C.热水分子的速率都比水蒸气的小
D.热水分子的热运动比水蒸气的剧烈
解析　温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增大,故热水分子的平均动能比水蒸气的小,A项错误;内能与物质的量、温度、体积有关,相同质量的热水和水蒸气,热水变成水蒸气,温度升高,体积增大,吸收热量,故热水的内能比相同质量的水蒸气的小,B项正确;温度越高,分子热运动的平均速率越大,45 ℃的热水中的分子平均速率比100 ℃的水蒸气中的分子平均速率小,由于分子运动是无规则的,并不是每个分子的速率都小,C项错误;温度越高,分子热运动越剧烈,D项错误。
答案　B

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