高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十一章 第一節(jié) 分子動理論 內(nèi)能(實驗：用油膜法估測分子的大小)課件.ppt

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,第十一章 熱 學(xué), 考綱展示 1．分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù)Ⅰ 2．阿伏加德羅常數(shù)Ⅰ 3．氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布Ⅰ 4．溫度是分子平均動能的標(biāo)志、內(nèi)能Ⅰ 5．固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體Ⅰ 6．液晶的微觀結(jié)構(gòu)Ⅰ,2016高考導(dǎo)航,,第十一章 熱 學(xué),7．液體的表面張力現(xiàn)象Ⅰ 8．氣體實驗定律Ⅰ 9．理想氣體Ⅰ 10．飽和蒸汽、未飽和蒸汽、飽和蒸汽壓Ⅰ 11．相對濕度Ⅰ 12．熱力學(xué)第一定律Ⅰ 13．能量守恒定律Ⅰ,,第十一章 熱 學(xué),14．熱力學(xué)第二定律Ⅰ 15．單位制：知道中學(xué)物理中涉及的國際單位制的基本單位 和其他物理量的單位．包括攝氏度(℃)、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓Ⅰ 實驗：用油膜法估測分子的大小 說明：1．知道國際單位制中規(guī)定的單位符號． 2．要求會正確使用溫度計．,,第十一章 熱 學(xué), 熱點視角 1．分子動理論、阿伏加德羅常數(shù)的計算(或估算)、油膜法測分子直徑以及對熱力學(xué)定律的理解或解釋是高考的熱點之一． 2．氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程以及兩者結(jié)合圖象的分析與計算，是高考的另一熱點． 3．氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程結(jié)合熱力學(xué)第一定律討論氣體狀態(tài)變化過程中吸熱、做功、內(nèi)能變化等問題，是高考命題的一個趨勢． 4．本部分內(nèi)容在高考命題中以小型綜合題的形式出現(xiàn)，即：(1)為多項選擇題，(2)為計算題．,,第十一章 熱 學(xué),第一節(jié) 分子動理論 內(nèi)能 (實驗：用油膜法估測分子的大小),,第十一章 熱 學(xué),一、分子動理論 1．物體是由大量分子組成的 (1)分子的大小 ①分子直徑：數(shù)量級是_________m； ②分子質(zhì)量：數(shù)量級是10－26 kg； ③測量方法：油膜法． (2)阿伏加德羅常數(shù) 1 mol任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù)，NA＝___________ mol－1.,10－10,6.021023,2．分子熱運動 一切物質(zhì)的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動． (1)擴(kuò)散現(xiàn)象 相互接觸的不同物質(zhì)彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象．溫度________，擴(kuò)散越快，可在固體、液體、氣體中進(jìn)行． (2)布朗運動 懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無規(guī)則運動，微粒__________，溫度_________，布朗運動越顯著．,越高,越小,越高,3．分子力 分子間同時存在引力和斥力，且都隨分子間距離的增大而__________，隨分子間距離的減小而增大，但總是斥力變化得較快．,減小,1.下列關(guān)于布朗運動的說法，正確的是( ) A．布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 B．液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運動越劇烈 C．布朗運動是由于液體各部分的溫度不同而引起的 D．布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬?BD,二、溫度 1．意義：宏觀上表示物體的冷熱程度(微觀上標(biāo)志物體中分子平均動能的大小)． 2．兩種溫標(biāo) (1)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系T＝_____________. (2)絕對零度(0 K)：是低溫極限，只能接近不能達(dá)到，所以熱力學(xué)溫度無負(fù)值．,t＋273.15K,2.關(guān)于熱力學(xué)溫度與攝氏溫度，下列說法正確的是( ) A．－33.15 ℃＝240 K B．溫度變化1 ℃，也就是溫度變化1 K C．?dāng)z氏溫度和熱力學(xué)溫度的零度是相同的 D．溫度由t ℃升到2t ℃時，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度由T K升至2T K,AB,三、內(nèi)能 1．分子動能 (1)意義：分子動能是_____________所具有的動能； (2)分子平均動能 所有分子動能的平均值．_________是分子平均動能的標(biāo)志． 2．分子勢能 由分子間____________決定的能，在宏觀上分子勢能與物體____________有關(guān)，在微觀上與分子間的___________有關(guān)．,分子熱運動,溫度,相對位置,體積,距離,3．物體的內(nèi)能 (1)內(nèi)能：物體中所有分子的______________與____________的總和． (2)決定因素：___________、__________和物質(zhì)的量．,熱運動動能,分子勢能,溫度,體積,3.(2014高考北京卷)下列說法中正確的是( ) A．物體溫度降低，其分子熱運動的平均動能增大 B．物體溫度升高，其分子熱運動的平均動能增大 C．物體溫度降低，其內(nèi)能一定增大 D．物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變,B,考點一 微觀量的估算,考點二 布朗運動與分子熱運動,考點三 分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系,考點四 物體的內(nèi)能,考點五 實驗：用油膜法估測分子的大小,考點一 微觀量的估算 1．微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0. 2．宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vm、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ.,空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會感覺干燥．某空調(diào)工作一段時間后，排出液化水的體積V＝1.0103 cm3.已知水的密度ρ＝1.0103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.810－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.01023 mol－1.試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字) (1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N； (2)一個水分子的直徑d.,[答案] (1)31025個 (2)410－10 m,AD,考點二 布朗運動與分子熱運動,是固體小顆粒的運動,是比分子大得多的分子團(tuán)的運動，較大的顆粒不做布朗運動，但它本身的以及周圍的分子仍在做熱運動,是指分子的運動，分子無論大小都做熱運動，熱運動不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到,都是永不停息的無規(guī)則運動，都隨溫度的升高而變得更加劇烈，都是肉眼所不能看見的,布朗運動是由于小顆粒受到周圍分子做熱運動的撞擊力而引起的，它是分子做無規(guī)則運動的反映,固體小顆粒,分子,特別提醒：(1)擴(kuò)散現(xiàn)象直接反映了分子的無規(guī)則運動，并且可以發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間． (2)布朗運動不是分子的運動,是液體分子無規(guī)則運動的反映．,(2015福建福州模擬)如圖所示，是關(guān)于布朗運動的實驗，下列說法正確的是( ) A．圖中記錄的是分子無規(guī)則運動的情況 B．圖中記錄的是微粒做布朗運動的軌跡 C．實驗中可以看到，微粒越大，布朗運動越明顯 D．實驗中可以看到，溫度越高，布朗運動越劇烈,D,[解析] 圖中記錄的是每隔若干時間(如30s)微粒位置的連線，不是微粒的運動軌跡，也不是分子無規(guī)則運動的情況，A、B錯誤．這段時間內(nèi)微粒的運動情況不得而知，雖然圖示所反映的不是微粒的軌跡，但卻可看出其運動的無規(guī)則性，做布朗運動的微粒都很小，一般為10－6 m左右，微粒做布朗運動的根本原因是：各個方向的液體分子對它的碰撞不平衡，因此，只有微粒越小、溫度越高時液體分子對它的碰撞越不平衡，布朗運動才越劇烈，C錯D對．,2.下列有關(guān)擴(kuò)散現(xiàn)象與布朗運動的敘述中，正確的是( ) A．?dāng)U散現(xiàn)象與布朗運動都能說明分子在做永不停息的無規(guī)則運動 B．?dāng)U散現(xiàn)象與布朗運動沒有本質(zhì)的區(qū)別 C．?dāng)U散現(xiàn)象突出說明了物質(zhì)的遷移規(guī)律，布朗運動突出說明了分子運動的無規(guī)則性規(guī)律 D．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動都與溫度有關(guān),ACD,解析：擴(kuò)散現(xiàn)象與布朗運動都能說明分子做永不停息的無規(guī)則運動，故A對．?dāng)U散是物質(zhì)分子的遷移，布朗運動是宏觀顆粒的運動，是兩種完全不同的運動，故B錯．兩個實驗現(xiàn)象說明了分子運動的兩個不同規(guī)律，則C正確．兩種運動隨溫度的升高而加劇，所以都與溫度有關(guān)，D對．,考點三 分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系 分子力F、分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示(取無窮遠(yuǎn)處分子勢能Ep＝0) 1．當(dāng)rr0時，分子力為引力，當(dāng)r增大時，分子力做負(fù)功，分子勢能增加． 2．當(dāng)rr0時，分子力為斥力，當(dāng)r減小時，分子力做負(fù)功，分子勢能增加． 3．當(dāng)r＝r0時，分子勢能最小．,兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標(biāo)為r0.相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近．若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時分子勢能為零，下列說法正確的是( ) A．在r＞r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小 B．在r＜r0階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動能減小，勢能也減小 C．在r＝r0時，分子勢能最小，動能最大 D．在r＝r0時，分子勢能為零,AC,[解析] 由Ep－r圖可知： 在r＞r0階段，當(dāng)r減小時F做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故選項A正確． 在r＜r0階段，當(dāng)r減小時F做負(fù)功，分子勢能增加，分子動能減小，故選項B錯誤． 在r＝r0時，分子勢能最小，動能最大，故選項C正確． 在r＝r0時，分子勢能最小，但不為零，故選項D錯誤．,[方法總結(jié)] 判斷分子勢能變化的兩種方法 (1)根據(jù)分子力做功判斷．分子力做正功，分子勢能減??；分子力做負(fù)功，分子勢能增加． (2)利用分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖線判斷．但要注意此圖線和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線形狀雖然相似但意義不同，不要混淆．,3.(2013高考福建卷)下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線 是( ) 解析：當(dāng)r＝r0時，分子間作用力f＝0，分子勢能Ep最小，排除A、C、D，選B.,B,考點四 物體的內(nèi)能 1．物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較,物體中所有分子熱運動動能與分子勢能的總和,物體的動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱,與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān),跟宏觀運動狀態(tài)、參考系和零勢能點的選取有關(guān),任何物體都有內(nèi)能,可以為零,無法測量,可測量,微觀分子的運動和相互作用的結(jié)果,宏觀物體的運動和相互作用的結(jié)果,熱運動,機(jī)械運動,在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，能的總量守恒,2.內(nèi)能和熱量的比較,是狀態(tài)量，狀態(tài)確定系統(tǒng)的內(nèi)能隨之確定．一個物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能,是過程量，它表示由于熱傳遞而引起的內(nèi)能變化過程中轉(zhuǎn)移的能量,在只有熱傳遞改變物體內(nèi)能的情況下，物體內(nèi)能的改變量在數(shù)值上等于物體吸收或放出的熱量.,(2015濟(jì)寧模擬)下列說法正確的是( ) A．內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運動的平均動能可能相同 B．物體的機(jī)械能增大時，其內(nèi)能一定增大 C．當(dāng)物體膨脹時，物體分子之間的勢能減小 D．一定質(zhì)量100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣，其分子之間的勢能增加 [解析] 物體的內(nèi)能大小是由溫度、體積、分子數(shù)共同決定的，內(nèi)能不同，兩物體的溫度可能相同，即分子平均動能可能相同，故A對；機(jī)械能增大，若物體的溫度、體積不變，內(nèi)能則不變，故B錯；當(dāng)分子平均距離r≥r0，物體膨脹時分子勢能增大，故C錯D對．,AD,[總結(jié)提升] 分析物體的內(nèi)能問題應(yīng)當(dāng)明確以下幾點 (1)內(nèi)能是對物體的大量分子而言的，不存在某個分子內(nèi)能的說法． (2)決定內(nèi)能大小的因素為溫度、體積、分子數(shù)，還與物態(tài)有關(guān)系． (3)通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能． (4)溫度是分子平均動能的標(biāo)志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能相同．,4.(2015惠州模擬)下列說法中正確的是( ) A．物體自由下落時速度增大，所以物體內(nèi)能也增大 B．物體的機(jī)械能為零時內(nèi)能也為零 C．物體的體積減小溫度不變時，物體內(nèi)能一定減小 D．氣體體積增大時氣體分子勢能一定增大,D,解析：物體的機(jī)械能和內(nèi)能是兩個完全不同的概念．物體的動能由物體的宏觀速率決定，而物體內(nèi)分子的動能由分子熱運動的速率決定．分子動能不可能為零(溫度不可能達(dá)到絕對零度)，而物體的動能可能為零，所以A、B不正確．物體體積減小時，分子間距離減小，但分子勢能不一定減小，所以C也不正確．由于氣體分子間距離一定大于r0，體積增大時分子間距離增大,分子力做負(fù)功，分子勢能增大，所以D正確．,考點五 實驗：用油膜法估測分子的大小,(4)用滴管(或注射器)向水面中央滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜． (5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上． (6)將玻璃板取出放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S.,在“用油膜法估測分子的大小”的實 驗中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104 mL 溶液中有純油酸6 mL，用注射器測得1 mL上 述溶液為75滴．把1滴該溶液滴入盛水的淺盤 里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用彩筆 在玻璃板上描出油膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長為1 cm.則 (1)油酸薄膜的面積是__________cm2. (2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是 _____________mL.(取一位有效數(shù)字) (3)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子直徑約為 _____________m．(取一位有效數(shù)字),1153,810－6,710－10,5.用油膜法估測分子直徑的實驗中做了哪些科學(xué)的近似( ) A．把在水面上盡可能擴(kuò)散開的油膜視為單分子油膜 B．把形成油膜的分子看做緊密排列的球形分子 C．將油膜視為單分子油膜，但需要考慮分子間隙 D．將油酸分子視為立方體模型,AB,物理思想——用統(tǒng)計規(guī)律理解溫度的概念 關(guān)于溫度的概念，下列說法中正確的是 ( ) A．溫度是分子平均動能的標(biāo)志，物體溫度高，則物體的分子平均動能大 B．物體溫度高，則物體每一個分子的動能都大 C．某物體內(nèi)能增大時，其溫度一定升高 D．甲物體溫度比乙物體溫度高，則甲物體的分子平均速率比乙物體的大,A,[解析] 物質(zhì)分子由于不停地運動而具有的能叫分子動能．分子的運動是雜亂的，同一物體內(nèi)各個分子的速度大小和方向是不同的．從大量分子的總體來看，速率很大和速率很小的分子數(shù)比較少，具有中等速率的分子數(shù)比較多．在研究熱現(xiàn)象時，有意義的不是一個分子的動能，而是大量分子的平均動能．從分子動理論觀點來看，溫度是物體分子熱運動平均動能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動能就越大；反之亦然．注意同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動能都相同，但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不盡相同，所以分子運動的平均速率不盡相同．,[總結(jié)提升] 對微觀世界的理解離不開統(tǒng)計的觀點．單個分子的運動是不規(guī)則的，但大量分子的運動是有規(guī)律的，如對大量氣體分子來說，朝各個方向運動的分子數(shù)目相等，且分子的速率按照一定的規(guī)律分布．宏觀物理量與微觀物理量的統(tǒng)計平均值是相聯(lián)系的，如溫度是分子熱運動平均動能的標(biāo)志．但要注意：統(tǒng)計規(guī)律的適用對象是大量的微觀粒子，若對“單個分子”談溫度是毫無意義的．,