第一章 分子动理论 知识点-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

选修三：第一章：分子动理论、油膜实验、气体分子速率分布、内能 分子动理论：1物质由分子构成； 2分子无规则热运动； 3分子间存在引力斥力 。 NA=6.02*1023mol-1（1mol某种物质含有的粒子数） 物质的量： 扩散：不同物质，彼此进入（物理变化）。 布朗运动：悬浮微粒的运动。主体是微粒，不是分子；温度越高，布朗运动越明显。 扩散、布朗运动都体现分子热运动。 分子间总是同时存在着相互作用的引力和斥力，“分子力（F）”是引力与斥力的 合力 。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 ，但总是斥力变化得快。 (1)当r＝r0时，F引＝F斥，F（分子力）＝0； (2)当r＜r0时，F引＜F斥，F（分子力）表现为斥力； (3)当r＞r0时，F引＞F斥，F（分子力）表现为引力； (4)当r＞10 r0 (10－9 m)时，F引和F斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力即F（分子力）＝0。 一般固体和液体分子间距r接近r0，气体分子间距r接近10 r0 . 油酸分子的大小（分子量级10-10m） 一、实验原理 把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成单分子油膜，如图所示。不考虑分子间的间隙，把油酸分子看成球形，计算出1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积并测出油膜面积，求出油膜的厚度，即就是油酸分子的直径。 二、实验器材 油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、坐标纸、彩笔、爽身粉或细石膏粉。 3、 实验步骤 4、 （1）配酒精油酸溶液，求浓度； （2） 滴管、注射器数滴数（3次，多次测量求平均值减小实验误差），求出一滴酒精油酸溶液的体积； （3） 浅水盘+爽身粉; （4） 滴一滴溶液; （5） 待油膜稳定后放玻璃板，彩色笔画轮廓； （6） 数格子n，算面积n*S0； （7） 求一滴酒精油酸溶液中含有的油酸体积，V0*； （8） （9） 多次试验 四、注意事项、误差分析 1.溶液长时间放置，酒精的挥发，油酸浓度偏大; 2.爽身粉太厚，面积偏小； 3.油滴的体积过大，同时水面面积过小，不能形成单分子油膜； 4.描绘油膜形状的画线误差； 5.量筒读数错误（俯视、仰视）； 6.待油酸先扩散后又收缩，稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：一是水面受油酸酒精溶液液滴的冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后液面收缩； 7.向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜轮廓难以形成。 一、分子运动速率分布图像 1．图像如图所示。 2．规律：在一定__温度___下，不管个别分子怎样运动，气体的多数分子的速率都在某个数值附近，表现出“___中间多，两头少__”的分布规律。当温度_升高___时，“__中间多，两头少___”的分布规律不变，气体分子的速率__增大___，分布曲线的峰值向__速度增大___的一方移动。 3．温度越高，分子的热运动越剧烈，分子平均动能越大。 二、气体压强的微观解释 1．产生原因是由大量做无规则热运动的分子对器壁不断地碰撞产生的持续而稳定的压力。 压强就是在器壁_单位面积_上受到的压力。 2．决定气体压强大小的因素： （1）宏观：气体分子的平均速率； 气体分子的数密度分子的个数与它们所占空间体积之比叫作分子的数密度，； （2）微观：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。 一、分子动能 1．分子动能：做__热运动____的分子具有动能，这就是分子动能。 2．分子的平均动能 热现象研究的是大量分子运动的整体表现（个别分子无意义），所有分子的动能的平均值，叫作分子热运动的___平均动能___。 3．温度的微观解释 温度是物体分子热运动___平均动能___的标志。温度越高，分子热运动的____平均动能____越大。 说明：温度相同，分子平均动能相等，而不同种类的分子平均速率不相等；温度升高，分子的平均动能增大，但不是所有分子的动能都增大，个别分子的动能可能不变，也可能减小 二、分子势能 1．定义：分子间存在相互作用力，分子间的作用力所做的功与路径无关，分子组成的系统具有___分子势能___。 2．决定因素 (1)宏观上：分子势能的大小与物体的_体积_有关（同一物体，固、液、气态），一般体积变化，势能就_变化_(气体除外，气体体积变化时，一般认为分子势能不变)，但不能说体积变大，势能就变大。 (2)微观上：分子势能与分子间的___距离___有关。 3．分子势能（标量）与分子间距离的关系 (1)当r>r0时，分子力表现为___引力___，若r增大，需克服引力做功，分子势能_增大_。 (2)当r<r0时，分子力表现为__斥力____，若r减小，需克服斥力做功，分子势能 增加 。 (3)当r＝r0时，分子力为零，分子势能__最小____。 三