第52讲 分子动理论及内能-【划重点】2024年高考物理一轮复习精细讲义

第52讲　分子动理论及内能 ——划重点之精细讲义系列 一．分子动理论 1．物体是由大量分子组成的 (1)分子模型：主要有两种模型，固体与液体分子通常用球体模型，气体分子通常用立方体模型． (2)分子的大小 ①分子直径：数量级是10－10 m； ②分子质量：数量级是10－26 kg； ③测量方法：油膜法． (3)阿伏加德罗常数 1 mol任何物质所含有的粒子数，NA＝6.02×1023 mol－1. 2．分子热运动 分子永不停息的无规则运动． (1)扩散现象 相互接触的不同物质彼此进入对方的现象．温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行． (2)布朗运动 悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著． 3．分子力 分子间同时存在引力和斥力，且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，但总是斥力变化得较快． 二．内能 1．分子平均动能 (1)所有分子动能的平均值． (2)温度是分子平均动能的标志． 2．分子势能 由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关． 3．物体的内能 (1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和． (2)决定因素：温度、体积和物质的量． 三．温度 1．意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小)． 2．两种温标 (1)摄氏温标t：单位℃，在1个标准大气压下，水的冰点作为0 ℃，沸点作为100 ℃，在0 ℃～100 ℃之间等分100份，每一份表示1 ℃. (2)热力学温标T：单位K，把－273.15 ℃作为0 K. (3)就每一度表示的冷热差别来说，两种温度是相同的，即ΔT＝Δt.只是零值的起点不同，所以二者关系式为T＝t＋273.15. (4)绝对零度(0 K)，是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值． 考点一　宏观量与微观量的计算 1．微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0. 2．宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ. 3．关系 (1)分子的质量：m0＝＝. (2)分子的体积：V0＝＝. (3)物体所含的分子数：N＝·NA＝·NA 或N＝·NA＝·NA. 4．分子的两种模型 (1)球体模型直径d＝ .(常用于固体和液体) (2)立方体模型边长d＝.(常用于气体) 对于气体分子，d＝的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离． 【典例1】(多选)若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m、v分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的是(　　) A．NA＝　 B．ρ＝ C．ρ＜ D．m＝ 【典例2】(多选)已知铜的摩尔质量为M(kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m3)，阿伏加德罗常数为NA(mol－1)．下列判断正确的是(　　) A．1 kg铜所含的原子数为 B．1 m3铜所含的原子数为 C．1个铜原子的质量为(kg) D．1个铜原子的体积为(m3) 【典例3】目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．实验发现，在水深300 m处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2 500 m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，将二氧化碳分子看成直径为D的球，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为________． 在进行微观量与宏观量之间的换算的两点技巧 (1)正确建立分子模型：固体和液体一般建立球体模型，气体一般建立立方体模型． (2)计算出宏观量所含物质的量，通过阿伏加德罗常数进行宏观量与微观量的转换与计算． 考点二　布朗运动与分子热运动 布朗运动 热运动 活动主体 固体小颗粒 分子 区别 是固体小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动 是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到 共同点 都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的 联系 布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力不均衡而引起的，它是分子做无规则运动的反映 【典例4】(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是(　　) A．温度越高，扩散进行得越快 B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 【典例5】关于布朗运动，下列说法正确的是(　　) A．布朗运动就是液体分子的无规则运动 B．布朗运动就是悬浮微粒的固