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高中物理【分子动理论 内能】知识点、规律总结


2.分子热运动 分子永不停息的无规则运动. (1)扩散现象 相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.温度_越__高___,扩散越快,可在固体、液 体、气体中进行. (2)布朗运动 悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动,微粒_越__小___,温度_越__高___,布朗运动 越显著.
3.分子力 分子间同时存在引力和斥力,且都随分子间距离的增大而__减__小__,随分子间距离的 减小而_增__大___,但总是斥力变化得较快. 二、内能
三、温度 1.意义:宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小). 2.两种温标 (1)摄氏温标 t:单位 ℃,在 1 个标准大气压下,水的__冰__点__作为 0 ℃,沸点作为 100 ℃,在 0 ℃~100 ℃之间等分 100 份,每一份表示 1 ℃. (2)热力学温标 T:单位 K,把__-__2_7_3_._1_5__ ℃作为 0 K. (3)就每一度表示的冷热差别来说,两种温度是相同的,即 ΔT=Δt.只是零值的起点 不同,所以二者关系式为 T=t+273.15 K. (4)绝对零度(0 K),是低温极限,只能接近不能达到,所以热力学温度无负值.
1.分子平均动能 (1)所有分子动能的__平__均__值__. (2)__温__度__是分子平均动能的标志.
2.分子势能 由分子间_相__对__位__置___决定的能,在宏观上分子势能与物体__体__积__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___和物质的量.
联系
扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动
考点三 分子力、分子势能、平均动能和内能 1.分子力及分子势能图象
分子力 F
图象
自主学习 分子势能 Ep
随分子间 距离的变
化情况
分子力 F
分子势能 Ep
r<r0 F 随 r 增大而减小,表现为斥力 r 增大,F 做正功,Ep 减小
r 增大,F 先增大后减小,表现为引
热运动
机械运动
在一定条件下可以相互转化,能的总量守恒
【题后反思】 判断分子势能变化的两种方法 (1)利用分子力做功判断 分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增加.
(2)利用分子势能 Ep 与分子间距离 r 的关系图线判断 如图所示,仅受分子力作用,分子动能和势能之和不变,根据 Ep 变化可判知 Ek 变 化.而 Ep 变化根据图线判断.但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状 虽然相似,但意义不同,不要混淆.
考点一 微观量的估算
师生= 3 6πV0.(常用于固体和液体,V0 为一个分子的体积)
(2)立方体模型边长 d=3 V0.(常用于气体,V0 为一个气体分子对应的体积)
对于气体分子,d=3 V0的值并非气体分子的大小,而是两个相邻的气体分子之间的 平均距离.
r>r0 力
r 增大,F 做负功,Ep 增大
r=r0 r>10r0
F 引=F 斥,F=0 引力和斥力都很微弱,F=0
Ep 最小,但不为零 Ep=0
2.分析物体内能问题的四点提醒 (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)决定内能大小的因素为温度、体积、物质的量以及物质状态. (3)通过做功或热传递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,分子的平均动能相同.
3.物体的内能与机械能的比较
内能
机械能
定义
物体中所有分子热运动动能与分子 物体的动能、重力势能和弹性势能的
势能的总和
统称
与物体的温度、体积、物态和分子数 跟宏观运动状态、参考系和零势能点
决定因素
有关
的选取有关
量值
任何物体都有内能
可以为零
测量 本质 运动形式 联系
内能
机械能
无法测量
可测量
微观分子的运动和相互作用的结果 宏观物体的运动和相互作用的结果
3.两分子间距为 r0 时分子力为零,分子势能最低,但不是零,而是负值,因为一 般认为分子间距为无穷远(r>10r0)时,分子势能为零.
4.温度是分子平均动能的标志,温度相同时,各种物体分子的平均动能均相同. 5.与机械运动相对应的能量称为机械能;与热运动相对应的能量称为内能.宏观 上内能由物质的量、温度和体积决定.
第 1 讲 分子动理论 内能
一、分子动理论 1.物体是由大量分子组成的 (1)分子模型:主要有两种模型,固体与液体分子通常用球体模型,气体分子通常用 立方体模型. (2)分子的大小 ①分子直径:数量级是__1_0_-_1_0__m. ②分子质量:数量级是__1_0_-_2_6__kg. ③测量方法:_油__膜__法___. (3)阿伏加德罗常数:NA=6.02×1023 mol-1.
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 Vmol、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=NMA=ρNVmAol. ②一个分子的体积:V0=VNmAol=ρMNA(注:对气体,V0 为分子所占空间体积). ③物体所含的分子数:N=VVmol·NA=ρVmmol·NA 或 N=Mm·NA=ρMV·NA.
考点二 扩散现象、布朗运动与分子热运动
自主学习
扩散现象、布朗运动与热运动的比较
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
是分子的运动,发生在 是比分子大得多的颗粒 是分子的运动,不能通
区别 固体、液体、气体任何 的运动,只能在液体、 过光学显微镜直接观察
两种物质之间
气体中发生

共同点
(1)都是无规则运动;(2)都随温度的升高而更加激烈
1.与化学中的“分子”不一样,热学研究组成物体的微粒的运动规律和统计规律, 把化学中的原子、分子或离子统称为分子.
2.扩散现象的本质是分子的运动,固、液、气三态均可发生扩散现象,它直接证 明了组成物体的分子在不停地做无规则运动;布朗运动的主体不是分子,而是液体或气 体中的悬浮颗粒,它间接证明了分子的无规则运动.
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