高考物理總復(fù)習(xí)13.1分子動理論、內(nèi)能課件PPT

這是一份高考物理總復(fù)習(xí)13.1分子動理論、內(nèi)能課件PPT，共32頁。PPT課件主要包含了-3-，-4-，-6-，-7-，-8-，-9-，-10-，命題點一，命題點二，命題點三等內(nèi)容，歡迎下載使用。
第十三章　熱學(xué)(選修3-3)
第1節(jié)　分子動理論　內(nèi)能
一、分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù)、阿伏加德羅常數(shù)
二、溫度是分子平均動能的標(biāo)志　內(nèi)能1.溫度一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的 溫度　。?2.兩種溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。關(guān)系:T=t+273.15 K。3.分子的動能(1)分子動能是 分子熱運動　所具有的動能;?(2)分子熱運動的平均動能是所有分子熱運動的動能的平均值, 溫度　是分子熱運動的平均動能的標(biāo)志;?(3)分子熱運動的總動能是物體內(nèi)所有分子熱運動動能的 總和。
4.分子的勢能(1)意義:由于分子間存在著引力和斥力,所以分子具有由它們的 相對位置　決定的能。?(2)分子勢能的決定因素①微觀上:決定于 分子間距離　和分子排列情況;?②宏觀上:決定于 體積　和狀態(tài)。?5.物體的內(nèi)能(1)概念理解:物體中所有分子的熱運動 分子動能　與 分子勢能　的總和,是狀態(tài)量;?(2)決定因素:對于給定的物體,其內(nèi)能大小由物體的 溫度　和 體積　決定,即由物體內(nèi)部狀態(tài)決定;?(3)影響因素:物體的內(nèi)能與物體的位置高低、運動速度大小 無關(guān)　。
(4)改變內(nèi)能的方式
微觀量的估算1.兩種分子模型物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種情況,不同物態(tài)下應(yīng)將分子看成不同的模型。(1)固體、液體分子一個一個緊密排列,可將分子看成球形或立方體形,如圖所示,分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長,所以
球體分子模型 立方體分子模型 氣體分子模型
(2)氣體分子不是一個一個緊密排列的,它們之間的距離很大,所以氣體分子的大小不等于分子所占有的平均空間,如圖所示,此時每個分子占有的空間視為棱長為d的立方體,所以d= 。提醒:對于氣體,利用d= 得到的不是分子直徑,而是氣體分子間的平均距離。
2.微觀量與宏觀量間的關(guān)系微觀量:分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0。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。
例1(2017·江蘇卷)科學(xué)家可以運用無規(guī)則運動的規(guī)律來研究生物蛋白分子。資料顯示,某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66 kg/ml,其分子可視為半徑為3×10-9 m的球,已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023 ml-1。請估算該蛋白的密度。(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
答案:1×103 kg/m3或5×102 kg/m3
代入數(shù)據(jù)得ρ≈1×103 kg/m3(或ρ≈5×102 kg/m3,5×102~1×103 kg/m3都算對)
微觀量的求解方法(1)分子的大小、分子體積、分子質(zhì)量屬微觀量,直接測量它們的數(shù)值非常困難,可以借助較易測量的宏觀量結(jié)合摩爾體積、摩爾質(zhì)量等來估算這些微觀量,其中阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁和紐帶。(2)建立合適的物理模型,通常把固體、液體分子模擬為球形或立方體形。氣體分子所占據(jù)的空間可模擬為立方體模型。
即學(xué)即練1.(多選)(2017·遼寧大連模擬)某氣體的摩爾質(zhì)量為M,摩爾體積為Vm,密度為ρ,每個分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0,則阿伏加德羅常數(shù)NA不可表示為(　　)
2.(多選)(2016·上海卷)某氣體的摩爾質(zhì)量為M,分子質(zhì)量為m。若1 ml該氣體的體積為Vm,密度為ρ,則該氣體單位體積分子數(shù)為(阿伏加德羅常數(shù)為NA)(　　)
3.(2017·山東墾利期中)已知地球大氣層的厚度h遠(yuǎn)小于地球半徑r,空氣平均摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,地面大氣壓強為p0,重力加速度大小為g。由此可估算得,地球大氣層空氣分子總數(shù)為　　　　　,空氣分子之間的平均距離為　　　　　。
布朗運動與分子熱運動擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運動與熱運動的比較
例2(2016·北京卷)霧霾天氣是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述,是特定氣候條件與人類活動相互作用的結(jié)果。霧霾中,各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則,但可視為密度相同、直徑不同的球體,并用PM10、PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10 μm、2.5 μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫)。某科研機(jī)構(gòu)對北京地區(qū)的檢測結(jié)果表明,在靜穩(wěn)的霧霾天氣中,近地面高度百米的范圍內(nèi),PM10的濃度隨高度的增加略有減小,大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小,且兩種濃度分布基本不隨時間變化。
據(jù)此材料,以下敘述正確的是(　　)A.PM10表示直徑小于或等于1.0×10-6 m的懸浮顆粒物B.PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其所受到的重力C.PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運動D.PM2.5的濃度隨高度的增加逐漸增大
思維點撥對于信息題,不要過多注意題目的長度,一定要仔細(xì)閱讀題文,從題文中找出相應(yīng)的信息,布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動,不是分子的無規(guī)則運動,形成的原因是由于液體分子對懸浮微粒無規(guī)則撞擊引起的,布朗運動既不是顆粒分子的運動,也不是液體分子的運動,而是液體分子無規(guī)則運動的反映。
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。
即學(xué)即練4.(多選)我國已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作。PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5 μm的懸浮顆粒物,其飄浮在空中做無規(guī)則運動,很難自然沉降到地面,吸入后對人體形成危害。礦物燃料燃燒的排放物是形成PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說法正確的是 (　　)A.PM2.5的大小比空氣中氧分子大得多B.PM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動C.PM2.5的運動軌跡只是由大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡決定的D.倡導(dǎo)低碳生活,減少煤和石油等燃料的使用,能有效減小PM2.5在空氣中的濃度E.PM2.5必然有內(nèi)能
5.(2017·河南鄭州一中月考)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.觀察布朗運動會看到,懸浮的顆粒越小,溫度越高,布朗運動越劇烈C.布朗運動是指懸浮在液體中的固體分子的無規(guī)則運動D.布朗運動說明了液體分子之間存在著相互作用力
6.(2017·江蘇卷)圖甲和圖乙是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片,記錄炭粒位置的時間間隔均為30 s,兩方格紙每格表示的長度相同。比較兩張圖片可知:若水溫相同,　　　　(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大;若炭粒大小相同,　　　　(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運動較劇烈。?
分子力、分子勢能及物體的內(nèi)能1.分子力F、分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線
2.物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較
例3(多選)(2016·全國卷Ⅲ)關(guān)于氣體的內(nèi)能,下列說法正確的是(　　)A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體,內(nèi)能一定相同B.氣體溫度不變,整體運動速度越大,其內(nèi)能越大C.氣體被壓縮時,內(nèi)能可能不變D.一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中,內(nèi)能一定增加
分析物體的內(nèi)能問題應(yīng)當(dāng)明確四個要點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,溫度相同的任何物體,分子的平均動能相同。
即學(xué)即練7.(2017·北京卷)以下關(guān)于熱運動的說法正確的是(　　)A.水流速度越大,水分子的熱運動越劇烈B.水凝結(jié)成冰后,水分子的熱運動停止C.水的溫度越高,水分子的熱運動越劇烈D.水的溫度升高,每一個水分子的運動速率都會增大
8.(多選)(2017·山東煙臺一模)關(guān)于物體的內(nèi)能,下列說法正確的是(　　)A.物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的動能和勢能的總和B.一定質(zhì)量的0 ℃的水凝結(jié)為0 ℃的冰時,分子平均動能不變,分子勢能減少C.通電時電阻發(fā)熱,它的內(nèi)能增加是通過“熱傳遞”方式實現(xiàn)的D.溫度高的物體一定比溫度低的物體內(nèi)能大E.一定質(zhì)量的理想氣體吸收熱量,它的內(nèi)能可能不變
9.(多選)(2017·全國卷Ⅰ)氧氣分子在0 ℃和100 ℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是(　　)A.圖中兩條曲線下面積相等B.圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形C.圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時的情形D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目E.與0 ℃時相比,100 ℃時氧氣分子速率出現(xiàn)在0~400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大