第14章 第1讲 分子动理论 内能（word教参）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（老教材老高考）

第1讲 分子动理论　内能　►对应学生用书P302 【课标解读】 　1.知道分子动理论的基本观点及其实验依据。2.知道布朗运动与热运动的区别。3.知道阿伏加德罗常数并能进行微观量的估算。4.知道分子平均动能、分子势能、内能等概念。 　备考第1步——梳理教材基础，落实必备知识 一、分子动理论 1．物质是由大量分子组成的 (1)分子的大小 ①分子的直径：数量级为10－10 m。 ②分子的质量：数量级为10－26 kg。 ③测量方法：油膜法。 (2)阿伏加德罗常数[1] ①1 mol的任何物质所含的分子(或原子)数目都相同。 通常可取NA＝6.02×1023 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。 注解[1] 阿伏伽德罗常数是联系宏观量和微观量的“桥梁”，可用于估算分子的直径和分子质量。 2．分子总在不停地无规则运动[2] (1)扩散现象 ①定义：分子不停地运动而产生的物质迁移现象。 ②实质：扩散现象是由分子的无规则运动产生的，温度越高，扩散现象越明显。 (2)布朗运动 ①定义：悬浮在液体或气体中的微粒的永不停息的无规则运动。 ②实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动。 ③特点：微粒越小，温度越高，运动越剧烈。 (3)热运动 ①定义：分子总在不停地做无规则运动。 ②特点：分子的无规则运动与物质的温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈。 注解[2] 热运动指的是分子的无规则运动，而扩散现象和布朗运动都是分子无规则运动造成的。 3．分子之间存在着相互作用的引力和斥力[3] (1)物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子间作用力是引力和斥力的合力。 (2)分子间作用力随分子间距离变化的关系：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，但斥力比引力变化得快。 (3)分子间作用力与分子间距离的关系图线(如图所示) 由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知： ①当r＝r0时，F引＝F斥，分子间作用力为0； ②当r＞r0时，F引＞F斥，分子间作用力表现为引力； ③当r＜r0时，F引＜F斥，分子间作用力表现为斥力； 注解[3] r0的数量级为10－10 m。 当分子间距离大于10r0(约为10－9 m)时，分子间作用力很弱，可以忽略不计。 二、温度和物体的内能 1．温度[4] (1)定义：两个系统处于热平衡时，它们必定具有某个共同的热学性质，把表征这一“共同热学性质”的物理量叫作温度。 (2)意义：宏观上表示物体的冷热程度；微观上标志物体分子平均动能的大小。 (3)摄氏温标和热力学温标：T＝(t＋273.15)K 注解[4] 一切达到热平衡状态的系统都具有相同的温度。温度标志物体内部大量分子做无规则运动的剧烈程度。ΔT＝Δt 2．物体的内能 (1)分子动能[5] ①分子动能是分子热运动所具有的动能。 ②分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志。 ③分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。 (2)分子势能 ①意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能。 ②分子势能的决定因素 a．微观上：取决于分子间距离和分子排列情况； b．宏观上：取决于体积和状态。 (3)物体的内能 ①定义：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和。物体的内能是状态量。 ②决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定，即由物体内部状态决定；物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。 注解[5] 只要温度相同，任何物体内部分子的平均动能均相同。 【 基础小题自测 】 1．(多选)以下关于布朗运动的说法错误的是(　　) A．布朗运动就是分子的无规则运动 B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动 C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越剧烈 D．在显微镜下可以观察到煤油中小颗粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动 E．扩散现象和布朗运动都证明分子在做永不停息的无规则运动 答案：ABC。 2．(多选)对内能的理解，下列说法正确的是(　　) A．物体的质量越大，物体的内能越大 B．物体的温度越高，物体的内能越大 C．同一个物体，内能的大小与物体的体积和温度有关 D．对物体做功，物体的内能可能减小 E．物体放出了热量，物体的内能可能不变 解析：选CDE。物体的内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和，与物体的温度、体积、分子总数(即物质的量)有关，故A、B错误，C正确；做功和热传递都能改变物体的内能，对物体做功，物体同时对外放热，物体的内能可能减小，D正确；物体放出了热量，同时对物体做功，物体的内能可能不变，E正确。 3．(多选)关于分子间