第15章 第1讲 分子动理论 内能(课件PPT) -【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习

赢在微点 高考复习顶层设计 物理 第十五章 热 学 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 第1讲 第十五章　热学 分子动理论　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 目 标 要 求 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。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考点1　阿伏加德罗常数及微观量的计算 考点2　布朗运动与分子热运动 内容 索引 温馨提示:点击标题链接相关内容 考点3　分子力与分子势能　内能 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 阿伏加德罗常数及微观量的计算 赢在微点 物理 大一轮 考点1 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 7 必|备|知|识 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.阿伏加德罗常数。 (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)阿伏加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 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以估算出气体分子的体积( ) (2)已知铜的密度、摩尔质量以及阿伏加德罗常数，可以估算铜分子的直径( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 关|键|能|力 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)。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (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=。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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==。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 ②一个分子的体积：V0==。 (注：对气体V0为分子所占空间体积) 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'=。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向1 微观量估算的球体模型 【典例1】　(多选)已知阿伏加德罗常数为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 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向2 微观量估算的立方体模型 【典例2】　已知阿伏加德罗常数为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= 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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加德罗常数之比，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。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 　　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。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 布朗运动与分子热运动 赢在微点 物理 大一轮 考点2 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 19 必|备|知|识 1.证明分子永不停息地做无规则运动的两种现象。 (1)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 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)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 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 2.分子热运动。 (1)分子热运动。 ①分子永不停息的无规则运动叫作热运动。 ②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)分子动能。 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动能的平均值，温度是分子热运动平均动能的标志。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (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( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向1 布朗运动的特点 【典例3】　如图所示，在显微镜下追踪三颗小炭粒在水中的运动，每隔30 s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来。下列说法正确的是( ) 关|键|能|力 A.由图中连线可以计算出炭粒在30 s的路程 B.炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果 C.温度越高炭粒的运动会越剧烈 D.炭粒的运动是分子的热运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 题图中连线不是炭粒的运动径迹，因此不能计算路程，A项错误;炭粒的位置变化是由于水分子的撞击不平衡产生的结果，B项错误；温度越高炭粒的运动会越剧烈，C项正确；炭粒的运动能反映出水分子在做无规则的运动，但不是碳分子的无规则运动，D项错误。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 分子力与分子势能　内能 赢在微点 物理 大一轮 考点3 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 29 必|备|知|识 1.分子间的作用力和分子势能。 (1)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，但斥力变化得更快。分子间作用力为引力和斥力的合力，如图所示。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)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)。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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。 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。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 2.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 ，与物体的位置高低、运动速度无关。 (3)改变物体内能的两种方式： 和 。 3.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+ 。  物质的量 做功 传热 温度 273.15 K 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (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( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向1 分子力和分子势能 【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 关|键|能|力 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向2 物体的内能 【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 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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)通过做功或传热可以改变物体的内能。 (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。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 把握高考微点，实现素能提升 完成——微练50 本部分内容讲解结束 $$