第1講分子動理論內能課

程

標

準素

養

目

標1.通過實驗，估測油酸分子的大小．了解分子動理論的基本觀點及實驗證據．2．通過實驗，了解擴散現象．觀察并能解釋布朗運動．了解分子運動速率分布的統計規律和意義．3．了解內能的概念及決定因素．物理觀念：(1)知道擴散、布朗運動、熱運動及分子動理論的基本觀點，氣體分子運動的特點，速率分布圖像．(2)知道分子動能、分子勢能、物體內能的概念，知道溫度是分子熱運動平均動能的標志，分子勢能跟物體體積有關．科學思維：(1)理解擴散現象與布朗運動的成因，能用F-r圖像解釋分子力．(2)理解分子平均動能與溫度的關系，分子勢能與物體體積的關系，并能解決相關的實際問題．考點一

10－1010－26相同6.02×1023

答案：C

答案：C

考點二考點二布朗運動與分子熱運動【必備知識·自主落實】1．分子熱運動分子做永不停息的無規則運動．2．擴散現象(1)擴散現象是相互接觸的不同物質彼此進入對方的現象．(2)擴散現象就是分子的運動，發生在固體、液體、氣體任何兩種物質之間．(3)溫度________，擴散越快．越高3．布朗運動(1)布朗運動是懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無規則運動．(2)布朗運動________分子的運動，但它反映了液體(或氣體)分子的無規則運動．(3)微粒______，溫度______，布朗運動越明顯．不是越小越高【注意】(1)擴散現象直接反映了分子的無規則運動，布朗運動不是分子的運動，間接反映了液體分子的無規則運動．(2)一縷陽光射入教室內，我們看到教室內塵埃上下流動不是布朗運動，做布朗運動的顆粒直徑大約在10－6m，人直接用肉眼是看不見的．【關鍵能力·思維進階】4．[2024·?？谀M]關于擴散現象和布朗運動，下列說法正確的是(

)A．擴散現象只能發生在液體或氣體中，不能發生在固體中B．布朗運動就是花粉分子的無規則運動C．懸浮在一定溫度的液體中的固體小顆粒越大，布朗運動越明顯D．擴散現象和布朗運動都能證明分子在永不停息地做無規則運動答案：D解析：擴散現象是指不同物質彼此進入對方的現象，可以發生在固體、液體、氣體任何兩種物質之間，故A錯誤．布朗運動是固體小顆粒受到的分子的撞擊不平衡產生的，是固體小顆粒的運動，不是花粉分子的無規則運動，故B錯誤．布朗運動是固體小顆粒受到的分子的撞擊不平衡產生的，固體小顆粒越小，布朗運動越明顯，故C錯誤．擴散現象直接反映了組成物質的分子永不停息地做無規則運動；布朗運動間接證明了分子永不停息地做無規則運動，故D正確．5．[2024·山東模擬預測]2023年3月底受冷空氣以及大風天氣影響，全國各地均出現不同程度的沙塵天氣，內蒙古、北京等中北部地區局部有強沙塵暴，甚至局部地區出現下“泥點”的惡劣天氣，山東、河南、安徽、江蘇等華東地區也都出現AQI(空氣質量指數)爆表達到500的現象，AQI指數中一項重要指標就是大家熟知的PM2.5指數，PM2.5是指空氣中直徑小于或等于2.5μm的懸浮顆粒物，漂浮在空中，很難自然沉降到地面．對于上述天氣現象的解釋中正確的是(

)A．中北部地區出現的沙塵暴中的沙塵顆粒所做的無規則運動是布朗運動B．一團質量不變的沙塵暴從溫度較低的地區吹到溫度較高的地區，溫度逐漸升高、風速逐漸減小，其內能逐漸減小C．PM2.5顆粒的尺寸與空氣中氧氣分子的尺寸數量級相當D．PM2.5在空氣中的無規則運動是由于大量空氣分子無規則運動對其撞擊的不平衡性引起的答案：D解析：布朗運動是懸浮在液體或氣體中的固體顆粒，受到液體或氣體分子的無規則撞擊所做的無規則運動，用肉眼無法觀察到布朗運動，沙塵暴的運動是氣流運動形成的，不是布朗運動，故A錯誤；從低溫到高溫，內能增加，內能的宏觀表現是溫度，溫度越高，內能越大，故B錯誤；氧分子尺寸的數量級為10－10m，而PM2.5是指空氣中直徑小于或等于2.5μm的固體顆粒物，故C錯誤；PM2.5在空氣中的運動是布朗運動，由空氣中大量空氣分子無規則運動對其撞擊的不平衡引起的，故D正確．故選D.6．下列四幅圖所涉及的物理知識，論述正確的是(

)A．圖甲表明晶體熔化過程中分子平均動能不變B．圖乙水黽可以在水面自由活動，說明它所受的浮力大于重力C．圖丙是顯微鏡下三顆小炭粒的運動位置連線圖，連線表示小炭粒的運動軌跡D．圖丁中A是不潤現象，B是浸潤現象答案：A解析：晶體都有確定熔點，晶體熔化時吸收熱量但溫度不變，所以熔化過程分子平均動能不變，故A正確；水黽可以在水面自由活動，是因為水的表面張力，豎直方向上其受到的液體表面的支持力的大小等于重力，故B錯誤；圖丙是顯微鏡下三顆小炭粒的運動位置連線圖，每隔一段時間把觀察到的炭粒的位置記錄下來，然后用直線把這些位置依次連接成折線，所以布朗運動圖像反映每隔一段時間固體微粒的位置，而不是運動軌跡，故C錯誤；浸潤液體情況下容器壁對液體的吸引力較強，附著層內分子密度較大，分子間距較小，故液體分子間作用力表現為斥力，附著層內液面升高，浸潤液體呈凹液面，不浸潤液體呈凸液面，則圖丁中A是浸潤現象，B是不浸潤現象，故D錯誤．故選A.思維提升擴散現象、布朗運動與熱運動的比較

擴散現象布朗運動熱運動活動主體分子固體微小顆粒分子區別是分子的運動，發生在固體、液體、氣體任何兩種物質之間是比分子大得多的顆粒的運動，只能在液體、氣體中發生是分子的運動，不能通過光學顯微鏡直接觀察到共同點(1)都是無規則運動(2)都隨溫度的升高而更加激烈聯系擴散現象、布朗運動都反映了分子做無規則的熱運動考點三考點三分子力、分子勢能與物體內能【必備知識·自主落實】1．分子間存在著相互作用力(1)分子間同時存在________和________，實際表現的分子力是它們的________．(2)引力和斥力都隨著距離的增大而________，但斥力比引力變化得________．(3)分子間的作用力隨分子間距離變化的關系如圖所示．引力斥力合力減小快2．溫度(1)溫度在宏觀上表示物體的冷熱程度，在微觀上表示分子的________．(2)溫度是決定一個系統與另一個系統是否達到熱平衡狀態的物理量，一切達到熱平衡的系統都具有相同的溫度．

溫度相同是熱平衡的標志3．兩種溫標(1)攝氏溫標和熱力學溫標的比較：兩種溫標溫度的零點不同，同一溫度兩種溫標表示的數值不同，但它們表示的溫度間隔是相同的．即兩種溫度的每一度大小相同(2)關系：T＝____________．平均動能t＋273.15K4．分子的平均動能：物體內所有分子動能的平均值叫分子的平均動能．________是分子平均動能的標志，溫度越高，分子做熱運動的平均動能越________．5．分子勢能：由分子間的相互作用和相對位置決定的勢能叫分子勢能．宏觀上，分子勢能的大小與物體的________有關．6．物體的內能：物體中所有分子的熱運動的________與________的總和．物體的內能跟物體的________和________都有關系．物體內能的大小與物體機械能的大小沒有任何關系溫度大體積動能分子勢能溫度體積【關鍵能力·思維進階】分子力、分子勢能與分子間距離的關系項目分子間的相互作用力F分子勢能Ep與分子間距的關系圖像隨分子間距的變化情況r<r0F引和F斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，F引<F斥，F表示為斥力r增大，斥力做正功，分子勢能減??；r減小，斥力做負功，分子勢能增加r>r0F引和F斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，F引>F斥，F表現為引力r增大，引力做負功，分子勢能增加；r減小，引力做正功，分子勢能減少r＝r0F引＝F斥，F＝0分子勢能最小，但不為零(取無窮遠處的分子勢能為零)r>10r0(10－9m)F引和F斥都已十分微弱，可以認為分子間沒有相互作用力分子勢能為零【注意】當r＝r0時，分子力為零，但是分子間的F引、F斥都不為零，是二者的合力為零．例1[2023·海南卷]如圖為兩分子靠近過程中的示意圖，r0為分子間平衡距離，下列關于分子力和分子勢能的說法正確的是(

)A．分子間距離大于r0時，分子間表現為斥力B．分子從無限遠靠近到距離r0處的過程中分子勢能變大C.分子勢能在r0處最小D．分子間距離在小于r0且減小時，分子勢能在減小答案：C解析：分子間距離大于r0時，分子間表現為引力，A錯；分子從無限遠靠近到距離為r0的過程中，分子力表現為引力，分子力做正功，分子勢能變小，B錯；分子間距離從r0減小的過程，分子力表現為斥力，分子力做負功，分子勢能變大，結合B項分析可知，分子勢能在r0處最小，C對，D錯．例2如圖所示，甲分子固定于坐標原點，乙分子位于橫軸上，甲、乙兩分子間引力、斥力及分子勢能的大小變化情況分別如圖中三條曲線所示，A、B、C、D為橫軸上的四個特殊的位置；E為兩虛線a、b的交點，現把乙分子從A處由靜止釋放，則由圖像可知(

)A．虛線a為分子間斥力變化圖線，交點E的橫坐標代表乙分子到達該點時分子力為零B．虛線b為分子間引力變化圖線，表明分子間引力隨距離增大而增大C．實線c為分子勢能的變化圖線，乙分子到達C點時分子勢能最小D．乙分子從A到C的運動過程中一直做加速運動答案：A解析：分子間的引力和斥力都隨分子間距離r的增大而減小，隨分子間距離r的減小而增大，但斥力變化得快，故虛線a為分子間斥力變化圖線，虛線b為分子間引力變化圖線，交點E說明分子間的引力、斥力大小相等，分子力為零，選項A正確，B錯誤；實線c為分子勢能的變化圖線，乙分子到達B點時分子勢能最小，為負值，選項C錯誤；乙分子從A到C的運動過程中，分子力先為引力后為斥力，分子力先做正功后做負功，速度先增大后