第十四章　热学(教师用书)-【名师大课堂】2024年新高考物理艺术生总复习必备

选择性必修第三册 第38讲　分子动理论　内能 1．物质是由大量分子组成的 (1)分子的体积 ①分子的体积很小，它的直径数量级约为__10－10__m. ②用油膜法估测分子的直径：让油酸在水面上散开形成单分子油膜，如图所示，设油酸的体积为V，在水面上散开的面积为S，则油酸分子的直径d＝. (2)分子的质量 分子的质量很小，一般分子质量的数量级是10－26kg. (3)阿伏加德罗常数 1 mol的任何物质中所含的分子数叫阿伏加德罗常数，NA＝__6.2×1023mol－1__. 2．分子做永不停息的无规则运动——分子热运动 (1)扩散现象 不同的物质接触后，彼此进入对方的现象叫扩散现象．温度越高，扩散越__快__． (2)布朗运动 悬浮在液体(或气体)中的__微粒__在永不停息地做__无规则__运动． ①特点：微粒越__小__，温度越__高__，布朗运动越显著． ②原因：微粒受周围液体(或气体)分子的撞击作用不平衡而产生的． ③实质：布朗运动是__悬浮微粒__无规则的运动，并不是液体(或气体)分子的运动，也不是固体分子的运动，但间接反映了液体(或气体)分子运动的无规则性． 3．分子间存在相互作用的引力和斥力 分子之间的引力和斥力同时存在，通常分子力是指分子间引力和斥力的合力． 分子力与分子间距离的关系如图所示，由图可知，分子间的引力和斥力都随分子间距离的__增大__而__减小__．但斥力比引力变化得__快__． (1)当r＝r0(平衡距离)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r＞__10r0__(即r＞10－9m)时，分子力已经变得十分微弱，可以忽略不计，可认为分子间作用力为零． 4．分子势能 分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的__相对位置__决定的势能叫分子势能．分子势能的改变与分子力__做功__有关：分子力做正功，分子势能 __减小__，分子力做负功，分子势能增加，且分子力做多少功，分子势能就改变多少． 分子势能与分子间距的关系： (1)当__r＞r0__时，分子力表现为引力，随着r的增大，分子力做负功，分子势能增加． (2)当__r＜r0__时，分子力表现为斥力，随着r的减小，分子力做负功，分子势能增加． (3)当__r＝r0__时，分子势能最小，但不为零，为负值(选两分子相距无穷远时的分子势能为零)． 分子势能的变化类似于弹簧弹性势能的变化． 5．物体的内能 (1)分子的平均动能 物体内部所有分子的动能的__平均值__叫分子热运动的平均动能． ①温度是分子热运动的平均动能的标志，温度越高，分子热运动的平均动能__越大__． ②分子质量不同的物质，温度相同，分子热运动的平均动能__相同__，但它们的平均速率__不同__． ③分子热运动的平均动能与物体做机械运动的速率__无关__． 做热运动的分子具有的动能叫分子动能，在研究热现象时，由于单个分子运动的无规则性，研究单个分子的动能是不可能的，也是毫无意义的，有意义的是分子热运动的平均动能，而温度是分子热运动的平均动能的标志，对个别的分子来讲毫无意义，即个别的分子动能大，物质的温度不一定高． 　(2)物体的内能 ①物体中所有分子热运动的__动能__和__分子势能__的总和叫物体的内能． a．物体的内能跟质量(物质的量)、温度和体积有关． b．理想气体内无分子力，无分子势能，所以理想气体的内能只跟温度和质量(物质的量)有关． c．物体的内能和机械能有着本质的区别．物体具有内能，可能同时具有机械能，也可能不具有机械能． ②改变物体内能的两种方式 a．做功：其他形式的能与内能相互转化的过程，外界对物体做功，物体的内能__增加__；物体对外界做功，物体的内能__减少__． b．热传递：是物体间内能转移的过程，只要两物体存在温度差，内能就可由__高温__物体转移给__低温__物体． 做功与热传递对改变物体的内能是等效的． 考点一　分子动理论的基本内容 1．宏观量、微观量以及它们之间的关系 已知量 可求量 摩尔体积Vmol 分子体积V0＝(适用于固体和液体) 分子占据体积V占＝(适用于气体) 摩尔质量Mmol 分子质量m0＝ 体积V和摩尔体积Vmol 分子数目n＝NA(适用于固体、液体和气体) 质量m和摩尔质量Mmol 分子数目n＝NA 2.扩散现象、布朗运动与热运动的比较 现象 扩散现象 布朗运动 热运动 活动主体 分子 固体微小颗粒 分子 区别 是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 是比分子大得多的颗粒的运动，只能在液体、气体中发生 是分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到 共同点 (1)都是无规则运动 (