第01章 习题课 分子动理论的基本观点-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（鲁科版选修3-3）

习题课　分子动理论的基本观点 [目标定位]　1.知道阿伏加德罗常数，会用这个常数进行相关的计算或估算．　2.知道布朗运动和热运动的区别和联系．　3.记住分子力随分子间距离变化的规律并会应用于解决相关问题． 一、阿伏加德罗常数 　阿伏加德罗常数用NA表示，通常取NA＝6.02×1023_mol－1，它把物质的体积、质量这些宏观物理量与分子的大小、质量这些微观量联系了起来． 二、布朗运动和热运动 1．布朗运动[来源:学科网ZXXK] (1)定义：指的是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动． (2)特点：永不停息，无规则；微粒越小，温度越高，布朗运动越显著． 2．热运动 (1)定义：指的是分子永不停息的无规则运动． (2)特点：热运动与温度有关，温度越高，分子运动越激烈． 三、分子间存在着相互的作用力 1．物质分子间存在间隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力．[来源:Z_xx_k.Com] 2．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化的快． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、阿伏加德罗常数与微观量的估算 1．分子的两种模型 (1)球体模型 对固体和液体，分子间距比较小，可以认为分子是一个一个紧挨着的球． 设分子的体积为V，由V＝π3，可得分子直径d＝. (2)立方体模型 图1 由于气体分子间距比较大，是分子直径的10倍以上，此时常把分子占据的空间视为立方体，认为分子处于立方体的中心(如图1所示)，从而计算出气体分子间的平均距离为a＝. 2．NA的桥梁和纽带作用 阿伏加德罗常数是宏观世界和微观世界之间的一座桥梁．它把摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、物质的质量m、物质的体积V、物质的密度ρ等宏观量，跟单个分子的质量m0、单个分子的体积V0等微观量联系起来． 其中密度ρ＝＝，但要切记对单个分子ρ＝是没有物理意义的． 3．常用的重要关系式 ①分子的质量：m0＝. ②分子的体积：V0＝＝(适用于固体和液体)．注意：对于气体分子只表示每个分子所占据的空间． ③质量为m的物质中所含有的分子数：n＝. ④体积为V的物质所含有的分子数：n＝. 【例1】　据统计“酒驾”是造成交通事故的主要原因之一，交警可以通过手持式酒精测试仪很方便地检测出驾驶员呼出的气体中的酒精含量，以此判断司机是否饮用了含酒精的饮料．当司机呼出的气体中酒精含量达2.4×10－4 g/L时，酒精测试仪开始报警．假设某司机呼出的气体刚好使仪器报警，并假设成人一次呼出的气体体积约为300 mL，试求该司机一次呼出的气体中含有酒精分子的个数(已知酒精分子量为46 g·mol－1，NA＝6.02×1023mol－1)． 答案　9.42×1017个 解析　该司机一次呼出气体中酒精的质量为 m＝2.4×10－4×300×10－3 g＝7.2×10－5g 一次呼出酒精分子数目为 N＝·NA＝×6.02×1023≈9.42×1017个 【例2】　某热水袋容积为900 mL时，请估算装水量为80%时热水袋中水分子的数目(阿伏加德罗常数NA＝6×1023mol－1)． 答案　2.4×1025个 解析　装水量为80%时该热水袋中水分子的数目为n＝·NA＝×6×1023个＝2.4×1025个 二、布朗运动与热运动 内容 项目　　　 布朗运动 热运动 不同点[来源:学#科#网][来源:Z§xx§k.Com] 研究对象[来源:学科网ZXXK] 固体小颗粒(微粒)[来源:Zxxk.Com][来源:Zxxk.Com] (大量)分子[来源:学.科.网][来源:学*科*网Z*X*X*K][来源:Z|xx|k.Com][来源:Z_xx_k.Com][来源:学科网ZXXK][来源:学_科_网Z_X_X_K] 产生 各个方向液体分子对微粒碰撞的不平衡 大量分子无规则的运动 相同点 (1)永不停息的无规则运动 (2)运动的激烈程度都与温度有关，温度越高，运动越激烈 联系 布朗运动的无规则性反映了液体(或气体)分子运动的无规则性 【例3】　关于布朗运动和分子热运动，下列说法正确的是(　　) A．分子的热运动就是布朗运动 B．布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动，它反映液体分子的无规则运动 C．温度越高，悬浮微粒越大，布朗运动越激烈 D．物体的速度越大，内部分子的热运动越激烈 答案　B 解析　布朗运动是悬浮颗粒的运动，故A错误；悬浮微粒越小，布朗运动越激烈，故C错误；宏观物体的速度跟分子热运动的平均速度无关，故D错误，答案选B. 借题发挥　布朗运动与热运动的研究对象不同，影响其激烈程度的因素及产生这些运动的原因也有所不同，热运动与布朗运动在逻辑上是因果关系． 三、分子间的相互作用力 图2