高中物理選修3-3第七章分子動(dòng)理論知識(shí)點(diǎn)

PAGE2物體是由大量分子組成的（1）用油膜法粗略地估測(cè)分子的大小把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散開(kāi)形成單分子油膜。如果把分子近似看成球形（近似模型），單分子油膜的厚度就可認(rèn)為等于油酸分子的直徑，而油酸分子是一個(gè)挨一個(gè)地整齊排列的，這是簡(jiǎn)化處理問(wèn)題的方法。如果分子直徑為d，油滴體積是V，油膜面積為S，則d=V／S，根據(jù)估算得出分子直徑的數(shù)量級(jí)為10-10m。例題：將1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液．已知1cm3溶液有50滴，一滴滴到水面上，酒精溶于水，油酸形成一單分子層，其面積為0.2m2解：一滴油酸酒精溶液含油酸體積油酸分子直徑約為：（2）有關(guān)分子質(zhì)量、體積、數(shù)量等微觀量的估算問(wèn)題阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol-1，是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁，微觀物理量指的是分子的體積、分子的直徑d、分子的質(zhì)量；宏觀物理量指的是物質(zhì)的體積V、摩爾體積、物質(zhì)的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量、物質(zhì)的密度。它們的關(guān)系如下：①一個(gè)分子的質(zhì)量：；②一個(gè)分子的體積（只適用于固、液體，不適用于氣體）；③一摩爾物質(zhì)的體積：；④單位質(zhì)量中所含分子數(shù)：；⑤單位體積的固體或液體中所含分子數(shù)：；⑥質(zhì)量為的物質(zhì)中所含的分子數(shù)：；⑦體積為V的物質(zhì)中所含的分子數(shù)：。特別提醒：1阿伏加德羅常數(shù)NA是微觀世界的一個(gè)重要常數(shù)，是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁。2固體、液體分子可視為球形，分子間緊密排列可忽略間隙。3可以近似認(rèn)為氣體分子是均勻分布的，每個(gè)氣體分子占據(jù)一個(gè)正方體，其邊長(zhǎng)即為氣體分子間的距離。例題：已知地球到月球的距離是3.84×105km，鐵的摩爾質(zhì)量為56g，密度為7.9×103Ａ、1.4×105個(gè)

B、1.4×1010個(gè)

C、1.4×1018個(gè)

D、1.4×1021個(gè)分析：本題可以先求出單個(gè)鐵原子的直徑：所以需要的鐵原子個(gè)數(shù)為：例題：銅的摩爾質(zhì)量是6.35×10-2kg，密度是8.9×103kg/m3。求（1）銅原子的質(zhì)量和體積；（2）銅1m3所含的原子數(shù)目；（3）估算銅原子的直徑。解：（1）銅原子的質(zhì)量銅原子的體積（2）1銅的摩爾數(shù)為1銅中含銅原子數(shù)個(gè)（3）把銅原子看成球體，直徑【練習(xí)】1．用“油膜法”測(cè)算分子的直徑時(shí)，必須假設(shè)的前提是()A．將油分子看成球形分子B．認(rèn)為油分子之間不存在間隙bFbFxacdo圖11-3-2B．乙分子從a到c做加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)c時(shí)速度最大C．乙分子從由b到d做減速運(yùn)動(dòng)D．乙分子從a到c做加速運(yùn)動(dòng)，由c到d做減速運(yùn)動(dòng)2如圖11-3-3所示，縱坐標(biāo)表示兩個(gè)分間引力、斥力的大小，橫坐標(biāo)表示兩個(gè)分子的距離，圖中兩條曲線(xiàn)分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線(xiàn)的交點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是（）圖11-3-3圖11-3-3B．a(chǎn)b為引力曲線(xiàn)，cd為斥力曲線(xiàn)，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10—10mC．a(chǎn)b為斥力曲線(xiàn)，cd為引力曲線(xiàn)，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10—10mD．a(chǎn)b為引力曲線(xiàn)，cd為斥力曲線(xiàn)，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10—15m友情知識(shí)點(diǎn)2：分子動(dòng)理論3.對(duì)下列現(xiàn)象的解釋正確的是()A．兩塊鐵經(jīng)過(guò)高溫加壓將連成一整塊，這說(shuō)明鐵分子間有吸引力B．一定質(zhì)量的氣體能充滿(mǎn)整個(gè)容器，這說(shuō)明在一般情況下，氣體分子間的作用力很微弱C．電焊能把二塊金屬連接成一整塊是分子間的引力起作用D．破碎的玻璃不能把它們拼接在一起是因?yàn)槠浞肿娱g斥力作用的結(jié)果請(qǐng)用自己的語(yǔ)言給自己的同桌再講一遍吧！加油！溫度與溫標(biāo)狀態(tài)參量與平衡態(tài)1、熱力學(xué)系統(tǒng)熱力學(xué)的研究對(duì)象，由大量微觀粒子組成，并與其周?chē)h(huán)境以任意方式相互作用著的宏觀客體。簡(jiǎn)稱(chēng)系統(tǒng)。2、狀態(tài)參量：描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量。例如體積、壓強(qiáng)、溫度平衡態(tài)：對(duì)于一個(gè)不受外界影響的系統(tǒng)，無(wú)論其初始狀態(tài)如何，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，必須達(dá)到狀態(tài)參量不再隨時(shí)間變化的狀態(tài)注意：①平衡態(tài)是一種理想情況，因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。②類(lèi)似于化學(xué)平衡，熱力學(xué)系統(tǒng)達(dá)到的平衡態(tài)也是一種動(dòng)態(tài)平衡。③系統(tǒng)內(nèi)部沒(méi)有物質(zhì)流動(dòng)和能量流動(dòng)。④處于平衡態(tài)的系統(tǒng)各處溫度相等，但溫度各處相等的系統(tǒng)未必處于平衡態(tài)。二、熱平衡和溫度1、熱平衡:若兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)彼此接觸，而其狀態(tài)參量都不變化（即沒(méi)有發(fā)生熱傳遞），我們就說(shuō)這兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。2、熱平衡定律(熱力學(xué)第零定律)：若兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡。3、溫度：兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)所具有的共同的熱學(xué)性質(zhì)它是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來(lái)講是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度注意：互為熱平衡的各系統(tǒng)具有相同的溫度。同樣，具有相同溫度的系統(tǒng)也必然處于熱平衡狀態(tài)。溫度計(jì)與溫標(biāo)1、溫度計(jì)的熱力學(xué)原理溫度計(jì)若與物體A處于熱平衡，同時(shí)與物體B熱平衡，則A與B溫度相同2、溫標(biāo)：描述溫度的方法說(shuō)明：建立一種溫標(biāo)的三要素：①首先要確定物質(zhì)②其次，確定該測(cè)溫物質(zhì)隨溫度變化物理量③第三，選定參考點(diǎn)（即規(guī)定分度的方法）。3、攝氏溫標(biāo)：定義在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰水共存物（冰水混合物）的溫度為零攝氏度（0℃），一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，沸水的溫度為100攝氏度（100℃）。4、熱力學(xué)溫標(biāo)：熱力學(xué)溫標(biāo)的O點(diǎn)規(guī)定為攝氏溫度的-273.15℃，它的一度與攝氏溫度的一度相等，單位是開(kāi)爾文簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)符號(hào)K。5、熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的關(guān)系：T=t+273.15K注意：1攝氏溫標(biāo)的單位“℃”是溫度的常用單位，但不是國(guó)際制單位，溫度的國(guó)際制單位是開(kāi)爾文，符號(hào)為K．2由T＝t+273.15K可知，物體溫度變化l℃與變化lK的變化量是等同的，但物體所處狀態(tài)為l℃與lK是相隔甚遠(yuǎn)的。30K是低溫的極限，只能無(wú)限接近，但不可能達(dá)到。【典型例題】例1兩個(gè)物體放在一起彼此接觸，它們?nèi)舨话l(fā)生熱傳遞，其原因是()A．它們的能量相同B．它們的比熱相同C．它們的熱量相同D．它們的溫度相同例2、分別以攝氏溫度及熱力學(xué)溫度為橫、縱坐標(biāo)標(biāo)所表示的C與T關(guān)系圖（）(A)為直線(xiàn)(B)不通過(guò)第二象限(C)其在縱軸之截距小于橫軸之截距(D)斜率為1例3試問(wèn),零下60℃適用何種溫度計(jì)來(lái)測(cè)量水溫度計(jì)(B)水銀溫度計(jì)(C)酒精溫度計(jì)(D)體溫計(jì)例4小明有一支溫度計(jì)，雖然它的玻璃管的內(nèi)徑和刻度都是均勻的，但標(biāo)度卻不準(zhǔn)確。它在冰水混合物中讀數(shù)是-0.7℃，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸水中讀數(shù)偶是102.3當(dāng)它指示的氣溫是-6℃它在什么溫度附近誤差最小，可以當(dāng)做刻度正確的溫度計(jì)使用？?jī)?nèi)能1.分子動(dòng)能溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，溫度相同的任何物體具有相同的分子平均動(dòng)能。擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)表明，溫度升高時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)家具，因而可以得出結(jié)論：一種物質(zhì)溫度升高時(shí)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增加。物質(zhì)的溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能標(biāo)志。2.分子勢(shì)能分子間存在著相互作用力，因此分子間具有由它們的相對(duì)位置決定的勢(shì)能，這就是分子勢(shì)能。分子勢(shì)能的大小與分子間距離有關(guān)，分子勢(shì)能的大小變化可通過(guò)宏觀量體積來(lái)反映。（時(shí)分子勢(shì)能最?。┊?dāng)時(shí)，分子力為引力，當(dāng)r增大時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加當(dāng)時(shí)，分子力為斥力，當(dāng)r減少時(shí)，分子力做負(fù)功，分子是能增加① 由于分子距離變化，在宏觀表現(xiàn)為物體體積的變化，所以微觀的分子勢(shì)能變化對(duì)應(yīng)于宏觀的體積變化。但是同樣是物體體積增大，有時(shí)體現(xiàn)為分子勢(shì)能增大（在r＞r0范圍內(nèi)），有時(shí)體現(xiàn)為分子勢(shì)能減小（在r＜r0范圍內(nèi)）。②分子勢(shì)能與物體體積有關(guān)，但不能簡(jiǎn)單理解為物體體積越大，分子勢(shì)能越大；體積越小，分子勢(shì)能越小。如：0℃的水變成的0℃冰后，體積變大，但分子勢(shì)能減少。所以一般說(shuō)來(lái)，物體體積變化了，其對(duì)應(yīng)的分子勢(shì)能也將變化。具體怎樣變化關(guān)鍵要看在變化過(guò)程中分子力做正功還是做負(fù)功。3.內(nèi)能跟溫度和體積的關(guān)系溫度升高時(shí)物體內(nèi)能增加；體積變化時(shí)，物體內(nèi)能變化．內(nèi)能也與物體的物態(tài)有關(guān)．【例題1】氣體內(nèi)能是所有氣體分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和勢(shì)能的總和，其大小與氣體的狀態(tài)有關(guān)，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與分子間勢(shì)能分別取決于氣體的（）A、溫度和體積. B、體積和壓強(qiáng) C、溫度和壓強(qiáng) D、壓強(qiáng)和溫度【例題2】當(dāng)物體的溫度升高時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（）A、每個(gè)分子的溫度都升高B、每個(gè)分子的熱運(yùn)動(dòng)都加劇C、每個(gè)分子的動(dòng)能都增大D、物體分子的平均動(dòng)能增大.【例題3】對(duì)于200C的水和A、兩種物體的分子平均動(dòng)能相同.B、水銀分子的平均動(dòng)能比水分子的大C、兩種物體分子的平均速率相同D、水銀分子的平均速率比水分子的平均速率小.【例題4】設(shè)r=r0時(shí)分子間作用力為零，則在一個(gè)分子從遠(yuǎn)處以某一動(dòng)能向另一個(gè)分子靠近的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A、r＞r0時(shí)，分子力做正功，動(dòng)能不斷增大，勢(shì)能減小.B、r=r0時(shí)，動(dòng)能最大，勢(shì)能最小.C、r＜r0時(shí)，分子力做負(fù)功，動(dòng)能減小，勢(shì)能增大.D、以上均不對(duì)【例題5】下列說(shuō)法正確的是（）A、溫度低的物體內(nèi)能小B、溫度低的物體分子運(yùn)動(dòng)的平均速率小C、物體做加速運(yùn)動(dòng)是速度越來(lái)越大，物體內(nèi)的分子平均動(dòng)能也越來(lái)越大D、物體體積改變，內(nèi)能可能不變.【例題6】關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是（）A、水分子的內(nèi)能比冰分子的內(nèi)能大B、物體所處的位置越高分子勢(shì)能越大C、一定質(zhì)量的00C的水結(jié)成的D、相同質(zhì)量的兩個(gè)同種物體，運(yùn)動(dòng)物體的內(nèi)能一定大于靜止物體的內(nèi)能【練習(xí)】1．分子動(dòng)理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱力學(xué)性質(zhì)。據(jù)此可判斷下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A、顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停的作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性B、分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大C、分子勢(shì)能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大D、在真空、高溫條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其它元素2．關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A、布朗運(yùn)動(dòng)用眼睛可直接觀察到；B、布朗運(yùn)動(dòng)在冬天觀察不到；C、布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映；D、在室內(nèi)看到的塵埃不停的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)3．若以表示水的摩爾質(zhì)量，v表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，為在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為阿伏加德羅常數(shù)，m、△分別表示每個(gè)水分子的質(zhì)量和體積，下面是四個(gè)關(guān)系式：① ② ③ ④其中（） A．①和②都是正確的； B．①和③都是正確的； C．②和④都是正確的； D．①和④都是正確的。4．根據(jù)分子動(dòng)理論，物質(zhì)分子間距離為r0時(shí)分子所受引力與斥力相等，以下關(guān)于分子勢(shì)能的說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)分子距離是r0時(shí)，分子具有最大勢(shì)能，距離變大時(shí)分子勢(shì)能變小B．當(dāng)分子距離是r0時(shí)，分子具有最小勢(shì)能，距離減小時(shí)分子勢(shì)能變大C．分子距離增大，分子勢(shì)能增大，分子距離越小，分子勢(shì)能越小D．分子距離越大，分子勢(shì)能越小，分子距離越小，分子勢(shì)能越大5．關(guān)于分子間距與分子力的下列說(shuō)法中，正確的是（）A．水和酒精混合后的體積小于原來(lái)的體積之和，說(shuō)明分子間有空隙；正是由于分子間有空隙，才可以將物體壓縮B．實(shí)際上水的體積很難被壓縮，這是由于水分子間距稍微變小時(shí)，分子間的作用就表現(xiàn)為斥力C．一般情況下，當(dāng)分子間距（平衡距離）時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，r=r0時(shí)，分子力為零；當(dāng)時(shí)分子力為引力D．彈簧被拉伸或被壓縮時(shí)表現(xiàn)的彈力，正是分子引力和斥力的對(duì)應(yīng)表現(xiàn)6．已知阿佛伽德羅常數(shù)為N，某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M（kg/mol），該物質(zhì)的密度為ρ（kg/m3），則下列敘述中正確的是（）A．1kg該物質(zhì)所含的分子個(gè)數(shù)是ρNB．1kg該物質(zhì)所含的分子個(gè)數(shù)是C．該物質(zhì)1個(gè)分子的質(zhì)量是（kg）D．該物質(zhì)1個(gè)分子占有的空間是（m3）7．甲、乙兩個(gè)分子相距較遠(yuǎn)（此時(shí)它們之間的分子力可以忽略），設(shè)甲固定不動(dòng)，在乙逐漸向甲靠近直到不能再靠近的過(guò)程中，關(guān)于分子勢(shì)能變化情況的下列說(shuō)法正確的是（）A.分子勢(shì)能不斷增大B.分子勢(shì)能不斷減小C.分子勢(shì)能先增大后減小D.分子勢(shì)能先減小后增大8．關(guān)于分子的熱運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．當(dāng)溫度升高時(shí)，物體內(nèi)每一個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的速率一定都增大B．當(dāng)溫度降低時(shí)，物體內(nèi)每一個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的速率一定都減小C．當(dāng)溫度升高時(shí)，物體內(nèi)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能必定增大D．當(dāng)溫度降低時(shí)，物體內(nèi)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也可能增大9．下列說(shuō)法中正確的是（）A．只要溫度相同，任何分子的平均速率都相同B．不管分子間距離是否大于r0（r0是平衡位置分子距離），只要分子力做正功，分子勢(shì)能就減小，反之分子勢(shì)能就增加C．10個(gè)分子的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和就是這10個(gè)分子的內(nèi)能D．溫度高的物體中的每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率一定大于溫度低的物體中每一個(gè)分子的速率10．當(dāng)分子間距離大于10r0（r0是分子平衡位置間距離）時(shí)，分子力可以認(rèn)為是零，規(guī)定此時(shí)分子勢(shì)能為零。當(dāng)分子間距離是平衡距離r0時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．分子力是零，分子勢(shì)能也是零B．分子力是零，分子勢(shì)能不是零C．分子力不是零，分于勢(shì)能是零D．分子力不是零，分子勢(shì)能不是零11．在下列敘述中，正確的是（）A．物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子平均動(dòng)能越大B．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)C．一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)一定具有相同的溫度．ff斥f引fOrr1甲乙r2r312.如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于ff斥f引fOrr1甲乙r2r3A.從r3到r1做加速運(yùn)動(dòng)，從r1向O做減速運(yùn)動(dòng)B.從r3到r2做加速運(yùn)動(dòng)，從r2到r1做減速運(yùn)動(dòng)C.從r3到r1，分子勢(shì)能先減少后增加D.從r3到r1，分子勢(shì)能先增加后減少13．在粗測(cè)油酸分子大小的實(shí)驗(yàn)中，具體操作如下：①取油酸1.00mL注入250mL的容量瓶?jī)?nèi)，然后向瓶中加入酒精，直到液面達(dá)到250mL的刻度為止，搖動(dòng)瓶使油酸在酒