第14章 第1讲 分子动理论 内能（Word教参）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（江苏专版）

第十四章 热 学 第1讲　分子动理论 内能 一、分子动理论 1．物体是由大量分子组成的 (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)阿伏加德罗常数：NA＝6.02×1023 mol－1。 2．分子永不停息地做无规则运动 (1)扩散现象：由于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：悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越明显。 (3)热运动：分子永不停息的无规则运动。温度越高，分子运动越剧烈。 3．分子间的作用力 (1)引力和斥力总是同时存在，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力。 (2)分子引力和斥力都随距离的增大而减小，但斥力变化得更快。 二、温度与物体的内能 温度与温标 温度 表示物体的冷热程度，一切达到热平衡的系统都具有相同的温度 温标 包括摄氏温标(t)和热力学温标(T)，两者的关系是T＝t＋273.15_K 分子动能 概念 分子动能是分子热运动所具有的动能 决定因素 温度是分子热运动的平均动能的标志 分子势能 概念 分子势能是由分子间的相对位置决定的能 决定因素 ①微观上：决定于分子间距离和分子排列情况； ②宏观上：决定于体积和状态 物体的内能 概念 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 决定因素 ①对于给定的物体，其内能大小是由物体的温度和体积决定，即由物体的内部状态决定 ②物体的内能与物体位置的高低、运行速度的大小无关 微点判断　 (1)扩散现象只能在气体中进行。(×) (2)布朗运动是指液体分子的无规则运动。(×) (3)温度越高，布朗运动越剧烈。(√) (4)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大。(×) (5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能。(×) (6)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大。(√) (7)内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同。(×) (8)分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大。(√) (9)两分子间不可能同时存在斥力和引力。(×) (一) 微观量的估算(精研点) 1．两种分子模型 (1)球体模型：把分子看成球形，分子的直径：d＝ 。适用于固体和液体。 (2)立方体模型：把分子看成小立方体，其边长：d＝。适用于固体、液体和气体。 [注意]　对于气体，利用d＝计算出的d不是分子直径，而是气体分子间的平均距离。 2．宏观量与微观量的相互关系 微观量 分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等 宏观量 物体的体积V、密度ρ、质量m、摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、物质的量n等 相互关系 ①一个分子的质量：m0＝＝。 ②一个分子的体积：V0＝＝ [注意]　阿伏加德罗常数是联系宏观量(摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、密度ρ等)与微观量(分子直径d、分子质量m0、分子体积V0等)的“桥梁”。如图所示。 [考法全训] 1．[固体微观量的估算] 阿伏加德罗常数是NA(mol－1)，铜的摩尔质量是μ(kg/mol)，铜的密度是ρ(kg/m3)，则下列说法不正确的是(　 ) A．1 m3铜中所含的原子数为 B．一个铜原子的质量是 C．一个铜原子所占的体积是 D．1 kg铜所含有的原子数目是ρNA 解析：选D　1 m3铜中所含的原子数为n＝NA＝NA＝；一个铜原子的质量是m0＝；一个铜原子所占的体积是V0＝＝＝，；1 kg铜所含有的原子数目是N＝NA，故选D。 2.[液体微观量的估算] 已知阿伏加德罗常数为NA(mol－1)，某液体的摩尔质量为M(kg/mol)，该液体的密度为ρ(kg/m3)，则下列叙述中正确的是(　 ) A．1 kg该液体所含的分子个数是ρNA B．1 kg该液体所含的分子个数是NA C．该液体1个分子的质量是 D．该液体1个分子占有的空间是 解析：选B　1 kg该液体的物质的量为，所含分子数目为：n＝NA·＝，故A错误，B正确；每个分子的质量为：m0＝＝，故C错误；每个分子所占空间为：V0＝＝，故D错误。 3．[气体微观量的估算] (2023·扬中高三调研)某潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1。若潜水员呼吸一次吸入2 L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数约为(　 ) A．3×1021　　　　　 B．3×1022 C．3×1023 D．3×1024 解析：选B　设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为ρ海和ρ岸，一次吸入空气的体积为V，在海底和在岸上分别吸入的空气分子