第一章 章末提升 分子动理论（课件）- 【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案（教科版）

分子动理论 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 素养1　物理观念——物理概念和规律的辨析 一、应用Fr曲线和Epr曲线分析问题 分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系如图所示(取无穷远处分子势能为0)。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 1．分子间同时存在着引力和斥力，它们都随分子间距离的增大(减小)而减小(增大)，但斥力比引力变化得快，对外表现的分子力F是分子间引力和斥力的合力。 2．在r＜r0范围内，分子力F、分子势能Ep都随分子间距离r的减小而增大，但在r＞r0的范围内，随着分子间距离r的增大，分子力F是先增大后减小，而分子势能Ep一直增大。 3．当r＝r0时，分子处于平衡状态，此时分子间的引力、斥力同样存在，分子力F为零，分子势能Ep最小。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [典例1] (多选)甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图像。由图像判断以下说法中正确的是(　　) A．当分子间距离为r0时，分子力和分 子势能均最小且为零 B．当分子间距离r＞r0时，分子力随分 子间距离的增大而增大 C．当分子间距离r＞r0时，分子势能随分子间距离的增大而增加 D．当分子间距离r＜r0时，分子间距离逐渐减小，分子力和分子势能都逐渐增加 CD 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [解析]　由题图可知，当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小，但此时分子力为零，而分子势能不为零，A错误；当分子间距离r＞r0时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小，此时分子力做负功，分子势能增加，B错误，C正确；当分子间距离r＜r0时，分子间距离逐渐减小，分子力逐渐增大，而此过程中分子力做负功，分子势能增加，D正确。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 二、分子热运动和物体的内能 1．分子热运动：分子热运动是永不停息且无规则的，温度越高分子热运动越激烈。大量分子的运动符合统计规律。扩散现象能直接说明分子在做无规则热运动，而布朗运动能间接说明分子在做无规则热运动。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 2．物体的内能是指组成物体的所有分子的热运动的动能和分子势能的总和。 (1)由于温度越高，分子平均动能越大，所以物体的内能与温度有关。 (2)由于分子势能与分子间距离有关，而分子间距离与物体体积有关，因此物体的内能与物体的体积有关。 (3)由于物体所含物质的量不同，分子数目不同，分子势能与分子动能的总和不同，所以物体的内能与物质的量也有关系。 总之，物体的内能与物体的温度、体积和物质的量都有关系。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [典例2]　 (多选)下列说法正确的是(　　) A．内能不同的物体，温度可能相同 B．温度低的物体内能一定小 C．同温度、同质量的氢气和氧气，氢气的分子动能总和大 D．物体机械能增大时，其内能一定增大 AC 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [解析]内能是所有分子热运动的动能和分子势能的总和，温度是分子热运动平均动能的标志，内能不同的物体可能是分子数不同，温度可能相同，故A正确；温度是分子热运动平均动能的标志，温度低的物体的分子热运动平均动能低，但分子数情况不清楚，故无法比较内能情况，故B错误；温度是分子热运动平均动能的标志，同温度的氢气和氧气，分子热运动的平均动能相同，但氢气的分子数多，故氢气的分子动能总和大，故C正确；物体的机械能是由速度和高度决定的，而内能由温度和分子间距离决定，故机械能与内能无关，故D错误。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 素养2 科学思维——微观量的计算和估算 一、估算类问题的处理方法 1．突出主要因素，忽略次要因素，建立物理模型。 2．挖掘隐含条件。在估算问题中，文字简明、显性条件少，对此类问题必须认真审题，仔细推敲，找出隐含条件。 3．适当选取数据，合理近似计算。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [典例3] 空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103 cm3。已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏伽德罗常量NA＝6.0×1023 mol－1。试求：(结果均保留一位有效数字) (1)该液化水中含有水分子的总数N；　 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [答案]　3×1025个 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 (2)一个水分子的直径d。 [答案] 4×10－10 m 教科物理必修第三册 返回导航 下