《分子动理论 气体与热力学定律》专题讲练一、考纲要求六.分子动理论、热和功、气体热学部分在高考理综中仅仅以一道选择题的形式出现，分值：６分。
知识要点是分子动理论、内能、热力学三定律及能量守恒定律和气体的性质。
二、典例分类评析1、分子的两种模型及宏观量、微观量的计算（1）分子的两种模型①球体模型：常用于固体、液体分子。
V=1/6πd 3②立方体模型：常用于气体分子。
V=d3 （2）宏观量、微观量的计算在此所指的微观量为:分子体积0V ，分子的直径d ，分子的质量0m ．宏观物理量为：物质的体积V 、摩尔体积mol V 、物质的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度ρ。
阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。
由宏观量去计算微观量，或由微观量去计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系．所以说阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁．①计算分子的质量：0mol A AV M m N N ρ== ②计算分子的体积：0mol A A V M V N N ρ==，进而还可以估算分子的直径(线度) d ，把分子看成小球，由30432d V π⎛⎫= ⎪⎝⎭，得d =（注意：此式子对固体、液体成立） ③计算物质所含的分子数：A A A mol m V V n N N N M V Mρ===． 例1、下列可算出阿伏加德罗常数的一组数据是 （ ）A ．水的密度和水的摩尔质量B ．水的摩尔质量和水分子的体积C ．水分子的体积和水分子的质量D ．水分子的质量和水的摩尔质量例2、只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离 （ ）A.阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和质量B ．阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和密度C ．阿伏加德罗常数，气体质量和体积D ．该气体的密度、体积和摩尔质量例3、某固体物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为A N ，则每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是 （ ）A ．A N M 、A N M ρB ．A M N 、A MN ρC ．A N M、 A M N ρ D ．A M N 、 A N M ρ 例4、若以 μ表示水的，υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积， ρ为表示在标准状态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式中正确的是 （ ）A ． N A = ─── υρ mB ．ρ = ─── μA N ΔC ． m = ─── μA ND ．Δ= ─── υAN 例5、已知地球半径约为6.4×106 m ，空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为 （ ）A.4×1016 m 3B.4×1018 m 3C. 4×1030 m 3D. 4×1022 m 32、分子热运动和布朗运动(1)布朗运动①布朗运动是指悬浮小颗粒的运动，布朗运动不是一个单一的分子的运动——单个分子是看不见的，悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子，形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体、气体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡，因此，布朗运动不是分子运动，但它间接证明了周围液体、气体分子在永不停息地做无规则运动，②布朗运动与扩散现象是不同的现象．布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规则运动．其运动的激烈程度与微粒的大小和液体的温度有关．扩散现象是两种不同物质在接触时，没有受到外力影响。
而能彼此进到对方里去的现象．气、液、固体都有扩散现象，扩散快慢除和温度有关外，还和物体的密度差、溶液的浓度有关．物体的密度差(或浓度差)越大，温度越高，扩散进行的越快．③布朗运动的激烈程度与微粒的大小和液体的温度有关。
颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。
（2）分子热运动物理上把分子的无规则运动叫热运动，因为分子的运动与温度有关，温度越高，分子运动的越剧烈。
例1、在显微镜下观察布朗运动时，布朗运动的激烈程度( ) A. 与悬浮颗粒大小有关，微粒越小，布朗运动越激烈B．与悬浮颗粒中的分子大小有关，分子越小，布朗运动越激烈C．与温度有关，温度越高布朗运动越激烈D．与观察的时间长短有关，观察时间越长布朗运动越趋于平缓例2、如图是观察记录做布朗运动的一个微粒的运动路线。
从微粒在A点开始记录，每隔30秒记录下微粒的一个位置，得到B、C、D、E、F、G等点，则微粒在75秒末时的位置( ) A．一定在CD连线的中点B．一定不在CD连线的中点C．可能在CD连线上，但不一定在CD连线的中点D．可能在CD连线以外的某点例3、关于布朗运动的激烈程度，下列说法正确的是（）A．固体微粒越小，布朗运动越显著B．液体的温度越高，布朗运动越显著C．与固体微粒相碰撞的液体分子数目越多，布朗运动越显著D．与固体微粒相碰撞的液体分子数目越少，布朗运动越显著例4、用显微镜观察液体中的布朗运动，实验记录如图所示，下列说法中正确的是( ) A、图中记录的是小颗粒分子做无规则运动的轨迹B、图中记录的是小颗粒做布朗运动的轨迹C、图中记录的是小颗粒运动的位置连线D、实验中可以看到，微粒越小，布朗运动越不明显E、实验中可以看到，温度越高，布朗运动越剧烈3、分子之间的相互作用力和分子势能（1）分子之间的作用力①分子间引力和斥力的大小跟分子间距离的关系②由于分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。
分子间距离当r＜r0时，分子间引力和斥力都随距离减小而增大，但斥力增加得更快，因此分子间作用力表现为斥力。
当r ＞r 0时，引力和斥力都随距离的增大而减小，但是斥力减小的更快，因而分子间的作用力表现为引力，但它也随距离增大而迅速减小，当分子距离的数量级大于10-9m 时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了。
（2）分子势能①分子势能与分子之间间距的关系②分子间距离以r 0为数值基准，r 不论减小或增大，分子势能都增大。
所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。
如果分子间距离是无限远时，取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r 0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。
当分子间距离到达r 0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。
其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。
分子势能随分子间距离r 的变化情况可以在上图的图象中表现出来。
从图中看到分子间距离在r 0处，分子势能最小。
例1、有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不再靠近为止，在这整个过程中 （ ）A ．分子力总对乙做正功B ．乙总是克服分子力做功C ．先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功D ．乙先克服分子力做功，然后分子力对乙做正功例2、以下关于分子力的说法，正确的是 ( )A .分子间既有引力作用又有斥力作用B .温度和质量都相同的水和水蒸气具有相同的分子势能C .当两分子间的距离大于平衡位置的间距r 0时，分子间的距离越大，分子势能越小D .气体分子的平均动能越大，其压强一定越大例3、设物质分子间的距离为r 0时，分子间的引力和斥力大小相等，则以下关于分子势能的说法中正确的是 （ ）A ．分子间距越大，分子势能越大，分子间距越小，分子势能越小B ．分子间距越大，分子势能越小，分子间距越小，分子势能越大C 当分子距离为r 0时，分子具有最大势能。
距离增大或减小，分子势能都变小D 当分子间距离为r 0时，分子具有最小势能，距离增大或减小，分子势能都增大例4、甲、乙两分子间作用力与距离的关系图象如图所示，现把甲分子固定在坐标原点O ，乙分子从r 轴上的3r 处由静止释放，则乙分子） A. 从3r 到1r 一直加速B.从3r 到2r 加速，从2r 到1r 减速rfC.从3r 到1r 过程中，两分子间的分子势能一直减小D.从3r 到1r 过程中，两分子间的分子势能先减小后增加例5、如图所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中的曲线所示，F >0为斥力，F <0为引力.a 、b 、c 、d 为x 轴上四个特定的位置.现把乙分子从a 处由静止释放，则A .乙分子从a 到b 做加速运动，由b 到c 做减速运动B .乙分子从a 到c 做匀加速运动，到达c 时速度最大C .乙分子从a 到b 的过程中，两分子间的分子势能一直减小D .乙分子到达c 时，两分子间的分子势能最小为零4、物体的内能、热力学第一定律（1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。
（2）决定物体内能的因素：从宏观上看，物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定；从微观上看，物体内能的大小由组成物体的分子总数、分子的平均动能和分子势能三个因素决定．（3）物体的内能改变的两种方式：做功和热传递。
做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
（4）分子的平均动能：物体里所有分子的动能的平均值，叫做分子热运动的平均动能．（5）温度的微观含义：温度是物体分子热运动的平均动能的标志．温度越高，分子热运动的平均动能越大。
（6）在同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同．但由于不同物质的分子质量不一定相同，所以分子热运动的平均速率也不一定相同．（7）热力学第一定律表示的是功、热量跟内能之间的定量关系．表达式为 ：U Q W ∆=+W 、Q 、ΔU 正负号确定．①W ：外界对物体做功，W 取正值；物体对外界做功，W 取负值．②Q ：物体吸热，Q 取正值；物体放热．Q 取负值．③ΔU ：物体内能增加，ΔU 取正值；物体内能减少，ΔU 取负值．（8）永动机不可能制成：人们把设想中的不消耗任何能量却可以源源不断地对外做功的机器叫做永动机，能量守恒定律的发现使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能造成的．例１.l g 100℃的水与1 g 100℃的水蒸气相比较，下述说法中正确的是 ( )A. 分子的平均动能与分子的总动能都相同B ．分子的平均动能相同，分子的总动能不同C ．内能相同D ．1 g 100℃的水的内能小于1 g 100℃的水蒸气的内能例2.关于温度的概念，下述说法中正确的是 （ ）A. 温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则分子的平均动能大B ．温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大C ．某物体当其内能增大时,则该物体的温度一定升高D ．甲物体的温度比乙物体高，则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大例3.一定质量的0℃的水在凝结成0℃的冰的过程中，体积变大，它内能的变化是 （ ）A ．分子平均动能增加．分子势能减少B．分子平均动能减小．分子势能增加C．分子平均动能不变．分子势能增加D．分子平均动能不变．分子势能减少例4．质量相同的氢气和氧气，温度相同，则（）A．氧气的内能较大B．氢气的内能较大C．所有氢气分子和氧气分子的动能均相同D．氢气分子的平均速率较大例5. 关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（）A. 同一物体，温度高时，含有的热量多B．物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高C. 热量总是从内能大的物体传给内能小的物体D．热量总是从温度高的物体传给温度低的物体例6．如图中活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气，以、分别表示两气室气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中（）A．不变，减小B．增大，不变C．增大，减小D．不变，不变5、热力学第二定律、热力学第三定律（1）热力学第二定律的两种表述表述一(按照热传导的方向性来表述)：不可能使热量由低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。