第47讲分子动理论，液体固体，热力学定律-2024届高中物理一轮复习提升素养导学案（全国通用）

第47讲分子动理论 液体固体 热力学定律 学习目标 明确目标 确定方向 1.掌握分子动理论的基本内容. 2.知道内能的概念. 3.会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化． 4知道晶体、非晶体的区别. 5.理解表面张力，会解释有关现象. 6热力学第一定律 7热力学第二定律 【知识回归】 回归课本 夯实基础 第一部分基础知识梳理 一、分子动理论 1．物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小 ①分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10 m； ②分子的质量：数量级为10－26 kg。 (2)阿伏加德罗常数 1 mol的任何物质都含有相同的粒子数。通常可取NA＝6.02×1023 mol－1。 2．分子永不停息地做无规则的热运动 （1）扩散现象 定义：不同物质能够彼此进入对方的现象； 实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散现象越明显。 （2）布朗运动 定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息的无规则运动；实质：悬浮小颗粒受到做无规则运动的液体分子的撞击；颗粒越小，温度越高，运动越剧烈。 (2)热运动 ①分子的永不停息的无规则运动叫做热运动； ②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈。 3．分子间同时存在引力和斥力 (1)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； (2)分子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，分子力为零； ②当r＞r0时，F引＞F斥，分子力表现为引力； ③当r＜r0时，F引＜F斥，分子力表现为斥力； ④当分子间距离大于10r0(约为10－9 m)时，分子力很弱，可以忽略不计。 二、温度和物体的内能 1．温度 两个系统处于热平衡时，它们具有某个“共同的热学性质”，我们把表征这一“共同热学性质”的物理量定义为温度。一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。 2．两种温标 摄氏温标和热力学温标。 关系：T＝t＋273.15_K。 3．分子的动能和平均动能 (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的动能的平均值，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。 4．分子的势能 (1)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，即分子势能。 (2)分子势能的决定因素：微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上——决定于体积和状态。 5．物体的内能 (1)等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量。 (2)对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。 (3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。 三固体 液体 1．固体 (1)固体分为晶体和非晶体两类。石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是晶体。玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体。 (2)单晶体具有规则的几何形状，多晶体和非晶体没有规则的几何形状；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点。 (3)有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象称为各向异性。非晶体和多晶体在各个方向的物理性质都是一样的，这叫做各向同性。 2．液体 (1)液体的表面张力：液体表面的分子之间的作用力表现为引力，它的作用是能使液体表面绷紧，所以叫做液体的表面张力。[注2] (2)毛细现象：指浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，毛细管越细，毛细现象越明显。 3．液晶 (1)具有液体的流动性。 (2)具有晶体的光学各向异性。 (3)从某个方向看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的。 四、饱和汽、饱和汽压和相对湿度 1．饱和汽与未饱和汽 (1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽。 (2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽。 2．饱和汽压 (1)定义：饱和汽所具有的压强。 (2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。 3．相对湿度 空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之