第15章 第1讲 分子动理论 内能(课件PPT)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中物理高考一轮总复习（粤教版2019）

高考复习顶层设计·物理 赢在微点 高考复习顶层设计 物理 第十五章 热　学 第1讲　分子动理论　内能 1.掌握分子模型的构建与分子直径的估算方法,了解分子动理论的基本观点。2.了解扩散现象并能解释布朗运动。3.知道分子间作用力随分子间距离变化的图像。4.了解物体内能的决定因素。 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考点1　阿伏伽德罗常数及微观量的计算 1.分子的大小。 (1)分子的直径(视为球模型):数量级为____m。 (2)分子的质量:数量级为10-26 kg。 2.阿伏伽德罗常数。 (1)1 mol的任何物质都含有相同的粒子数。通常可取NA= __________mol-1。 (2)阿伏伽德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。 10-10 6.02×1023 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (1)只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数,就可以估算出气体分子的体积( ) (2)已知铜的密度、摩尔质量以及阿伏伽德罗常数,可以估算铜分子的直径( ) 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.两种分子模型。 物质有固态、液态和气态三种状态,不同物态下应将分子看成不同的模型。 (1)固体、液体分子一个一个紧密排列,可将分子看成球形或立方体形,如图所示,分子间距等于小球的直径或立方体的棱长,所以d=(球体模型)或d=(立方体模型)。 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (2)气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离很大,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间。如图所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体,所以d=。 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.宏观量与微观量的相互关系。 (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)相互关系。 ①一个分子的质量:m0==。 ②一个分子的体积:V0==。(注:对气体V0为分子所占空间体积) 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 ③物体所含的分子数。 n=·NA=·NA或n=·NA=·NA。 ④单位质量中所含的分子数:n'=。 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向1　微观量估算的球体模型 【典例1】　(多选)已知阿伏伽德罗常数为NA(单位为mol-1),某液体的摩尔质量为M(单位为kg/mol),该液体的密度为ρ(单位为kg/m3),则下列叙述正确的是(　　) 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 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　1 kg该液体的物质的量为,所含分子数目为n=NA·=,故A项错误,B项正确;每个分子的质量为m0=,故C项错误;每个分子所占体积为V0==,故D项正确。 答案　BD 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向2　微观量估算的立方体模型 【典例2】　已知阿伏伽德罗常数为NA,下列说法正确的是(　　) A.若油酸的摩尔质量为M,则一个油酸分子的质量为m= B.若油酸的摩尔质量为M,密度为ρ,则一个油酸分子的体积为V= C.若某种气体的摩尔质量为M,密度为ρ,则该气体分子间平均距离为d= D.若某种气体的摩尔体积为V,单位体积内含有气体分子的个数为n= 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　若油酸的摩尔质量为M,则一个油酸分子的质量m=,A项错误;由于油酸分子间隙小,所以分子的体积等于摩尔体积与阿伏伽德罗常数之比,则一个油酸分子的体积V==,B项错误;平均每个气体分子所占的空间V=,则气体分子间平均距离d=,C项正确;某种气体的摩尔体积为V,单位体积气体的物质的量为n=,则单位体积内含有气体分子的个数n=,D项错误。 答案　C 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 【易错警示】　V=为平均每个气体分子占有的体积,而不是每个分子的体积;d=表示气体分子间平均距离,而不是每个分子的直径。 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考点2　布朗运动与分子热运动 1.分子热运动。 分子做永不停息的无规则运动。 2.扩散现象。 (1)扩散现象是相互接触的不同物质彼此进入对方的现象。 (2)扩散现象就是分子的运动,发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。 (3)温度越高,扩散越____。 快 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 3.布朗运动。 (1)布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动。 (2)布朗运动不是分子的运动,但它反映了液体(或气体)分子的无规则运动。 (3)微粒越小,温度越高,布朗运动越______。 明显 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (1)布朗运动是液体分子的无规则运动( ) (2)扩散现象和布朗运动都是分子热运动( ) (3)物体在运动时比在其静止时分子热运动更剧烈( ) 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 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 微小固体颗粒 分子 区别 分子的运动,发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 比分子大得多的微粒的运动,只能在液体、气体中发生 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;②都随温度的升高而更加激烈 联系 扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向1　布朗运动的特点及应用 【典例3】　把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观察,可以看到悬浮在液体中的小炭粒在不同时刻的位置,每隔一定时间把炭粒的位置记录下来,最后按时间先后顺序把这些点进行连线,得到如 图所示的图像,对于这一现象,下列说法正确的是(　　) A.炭粒的无规则运动,说明碳分子运动也是无规则的 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 B.越小的炭粒,受到撞击的分子越少,作用力越小,炭粒的不平衡性表现得越不明显 C.观察炭粒运动时,可能有水分子扩散到载物片的玻璃中 D.将水的温度降至零摄氏度,炭粒会停止运动 解析　题图中的折线是每隔一定的时间炭粒的位置的连线,是由于水分子撞击做无规则运动而形成的,说明水分子的无规则运动,不能说明碳分子运动也是无规则的,A项错误;炭粒越小,在某一瞬间跟它相撞的 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 水分子数越少,撞击作用的不平衡性表现得越明显,B项错误;扩散可发生在液体和固体之间,故观察炭粒运动时,可能有水分子扩散到载物片的玻璃中,C项正确;将水的温度降低至零摄氏度,炭粒的运动会变慢,但不会停止,D项错误。 答案　C 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向2　分子热运动 【典例4】　以下关于热运动的说法正确的是(　　) A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈 B.水凝结成冰后,水分子的热运动停止 C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈 D.水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　水流的速度是机械运动的速度,不同于水分子无规则热运动的速度,A项错误;分子永不停息地做无规则运动,B项错误;温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的热运动越剧烈,C项正确;水的温度升 高,水分子的平均动能增大,即水分子的平均运动速率增大,但不是每一个水分子的运动速率都增大,D项错误。 答案　C 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考点3　分子力与分子势能　内能 1.分子间的作用力。 分子间同时存在引力和斥力,且都随分子间距离的增大而_____,随分子间距离的减小而增大,但斥力变化得较___。 2.分子动能与分子势能。 (1)分子平均动能。 ①所有分子的动能的平均值。 ②______是分子平均动能的标志。 减小 快 温度 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (2)由分子间的相对位置决定的能,在宏观上分子势能与物体_____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 _________。 (3)影响因素:物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。 (4)改变物体内能的两种方式:______和_______。 体积 物质的量 做功 热传递 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 4.温度。 (1)一切达到热平衡的系统都具有相同的______。 (2)两种温标:摄氏温标和热力学温标,关系:T=t+________。  温度 273.15 K 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (1)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而增大( ) (2)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能( ) (3)分子力做正功,分子势能减少;分子力做负功,分子势能增加( ) (4)内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同( ) 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.分子间的作用力、分子势能与分子间距离的关系。 分子间的作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep=0)。 (1)当r>r0时,分子间的作用力表现为引力,当r增大时,分子间的作用力做负功,分子势能增大。 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (2)当r<r0时,分子间的作用力表现为斥力,当r减小时,分子间的作用力做负功,分子势能增大。 (3)当r=r0时,分子势能最小。 2.分析物体内能问题的五点提醒。 (1)内能是对物体的大量分子而言的,不存在某个分子内能的说法。 (2)内能的大小与温度、体积、物质的量和物态等因素有关。 (3)通过做功或热传热可以改变物体的内能。 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (4)温度是分子平均动能的标志,相同温度的任何物体,分子的平均动能都相同。 (5)内能由物体内部分子微观运动状态决定,与物体整体运动情况无 关。任何物体都具有内能,恒不为零。 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 【典例5】　(2023·海南卷)如图为两分子靠近过程中的示意图,r0为分子间平衡距离,下列关于分子力和分子势能的说法正确的是(　　) A.分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力 B.分子从无限远靠近到距离r0处的过程中分子势能变大 C.分子势能在r0处最小 D.分子间距离在小于r0且减小时,分子势能在减小 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　分子间距离大于r0时,分子间表现为引力,A项错误;分子从无限远靠近到距离为r0的过程,分子力表现为引力,分子力做正功,分子势能变小,B项错误;分子间距离从r0减小的过程,分子力表现为斥力,分子力做负功,分子势能变大,结合B项分析可知,分子势能在r0处最小,C项正确,D项错误。 答案　C 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 【典例6】　(2021·北京卷)比较45 ℃的热水和100 ℃的水蒸气,下列说法正确的是(　　) A.热水分子的平均动能比水蒸气的大 B.热水的内能比相同质量的水蒸气的小 C.热水分子的速率都比水蒸气的小 D.热水分子的热运动比水蒸气的剧烈 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增大,故热水分子的平均动能比水蒸气的小,A项错误;内能与物质的量、温 度、体积有关,相同质量的热水和水蒸气,热水变成水蒸气,温度升高,体积增大,吸收热量,故热水的内能比相同质量的水蒸气的小,B项正确;温度越高,分子热运动的平均速率越大,45 ℃的热水中的分子平均速率比100 ℃的水蒸气中的分子平均速率小,由于分子运动是无规则的,并不是每个分子的速率都小,C项错误;温度越高,分子热运动越剧烈,D项错误。 答案　B 第1讲　分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 本部分内容讲解结束 $$