第一单元分子动理论 第1课时分子动理论,选修33 第十二章热学,基础回顾,1分子是具有各种物质的_性质的最小粒子，或是_(如金属)、或是_(如盐类)、或是_(如有机物)2分子直径(有机物质的大分子除外)的数量级为_m，说明分子的体积极其微小,答案：1化学原子离子分子21010,3一般分子的质量的数量级为_kg.4分子间有间隙5阿伏加德罗常数：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，其测量值NA_mol1.,答案：31027102656.021023,要点深化,阿伏加德罗常数的应用热学中研究的不是一个分子的运动状态，而是大量分子集体行为的宏观表现，因此只有用一种微粒集体作物质的量的单位，才具有实际意义，这个量就是摩尔.1 mol物体中含有的微粒数(包括原子数、分子数、离子数)都相同此数叫阿伏加德罗常数NA，NA6.021023mol1.阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁宏观量(摩尔体积Vmol或摩尔质量Mmol)与微观量(分子体积V0或分子质量m0)的关系有VmolNAV0，MmolNAm0.,注意：公式VmolNAV0只适用于固体或液体的计算，而MmolNAm0对于固体、液体、气体都适用另外，质量为m的物质中所含的分子数 对于固体或液体体积为V的物质中所含的分子数因此，根据阿伏加德罗常数可估算分子大小、分子质量和分子数,基础回顾,1扩散现象：不同的物质相互接触而彼此进入对方的过程温度越高，扩散_2布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的_的永不停息的无规则运动，它是_而产生的颗粒越小，运动就越_；温度越高，运动越_，布朗运动_液体分子的运动，是分子热运动的反映,答案：1越快2固体颗粒大量的液体分子对固体颗粒的撞击明显激烈不是,要点深化,如何理解布朗运动1827年英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉，发现花粉颗粒在水中不停息地做无规则运动，后来把颗粒的这种无规则运动叫做布朗运动不只是花粉，其他的物质微粒悬浮在水中都有布朗运动存在影响布朗运动的因素有两方面：(1)悬浮的颗粒越小，布朗运动越明显颗粒越大，布朗运动不明显，甚至观察不到运动(2)布朗运动随着温度的升高而愈加剧烈,布朗运动发生的原因是：(1)布朗运动不是由外界因素影响产生的(所谓外界因素的影响，是指存在温度差、压强差、液体振动等)，只能由液体内部造成的(2)布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受到液体各个方向液体分子撞击作用不平衡造成的由此可知：布朗运动与分子运动有区别和联系：布朗运动不是分子的运动，它是大量液体分子无规则运动的反映，即通过布朗运动发现了液体分子的无规则运动,基础回顾,1分子间同时存在相互作用的_和_，合力叫分子力2特点：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而_，随分子间距离的减小而_，但斥力比引力变化_,答案：1引力斥力2减小增大更快,要点深化,1分子间的作用力与分子间距的关系,分子间的引力和斥力都随分子间的距离的增大而减小、随分子间的距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快如右图所示，虚线分别表示引力F引、斥力F斥随距离r的变化关系，实线表示分子力F随距离r的变化关系当rr0时，F引F斥，F0；当rr0时，F引和F斥都随分子间距离的减小而增大，但F引F斥，F表现为斥力；当rr0时，F引和F斥都随分子间距离的增大而减小，但F引F斥，F表现为引力；当r10r0时，F引和F斥都十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F0),2分子力本质上是电磁力分子是由原子组成的，原子内部有带正电的原子核和带负电的电子分子间的作用力就是由这些带电粒子的相互作用引起的3理想气体的分子力可忽略不计在液体汽化时体积要扩大为原来的1000倍左右，说明分子间距离约增加10倍因此气体分子的距离数量级大多为109 m，距离很大，分子间除碰撞时有相互作用力外，彼此间一般几乎没有分子作用力，因而气体分子总是做匀速直线运动，直到碰撞时才改变方向所以气体在宏观上表现出没有一定体积形状，可以充满任何一种容器,基础回顾,1温度两种意义：宏观上表示物体的_；微观上标志物体内分子热运动的_它是物体分子_的标志2两种温标摄氏温标t：单位.在1个标准大气压下，水的冰点作为_，沸点作为_热力学温标T：单位K.把_作为0 K绝对零度(0 K)是_的极限，只有接近不能达到,答案：1冷热程度剧烈程度平均动能20 100 273.15 低温,要点深化,1平衡态对于一个不受外界影响的系统，无论其初始状态如何，经过足够长的时间后，必将达到一个宏观性质不再随时间变化的状态，这种状态叫平衡态2温度与温标(1)热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡处于热平衡的系统之间有“共同特性”，即温度相同(2)为了定量描述温度，需引入温标，常见温标有摄氏温标和热力学温标(3)热力学温标单位为开，热力学温度与摄氏温度的换算关系为Tt273.15 K.,基础回顾,1分子的平均动能：物体内分子热运动动能的平均值叫分子的平均动能_是分子平均动能的标志温度越高，分子的平均动能_2分子势能：由分子间的相互作用和_决定的能量叫分子势能分子势能的大小与物体的体积有关，即与分子间的距离有关,答案：1温度越大 2相对位置,(1)当分子间的距离rr0时，分子势能随分子间的距离增大而_；(2)当rr0时，分子势能随分子间的距离减小而_；(3)当rr0时，分子势能最小，但是否为零要看参考零势点的位置3物体的内能：物体内所有分子的_的总和叫物体的内能,答案：(1)增大(2)增大 3动能和势能,要点深化,1分子平均动能的理解(1)每个分子都有自己做无规则运动时的动能，因各自的平均速率不同，故动能不同由于热现象是大量分子无规则运动的结果，研究个别分子运动动能是没有意义的，故要以统计法确定分子热运动动能的平均值，这就是分子的平均动能(2)温度是物体中分子热运动的平均动能的标志“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小温度不变，分子热运动的平均动能不变但是，温度不是直接等于分子的平均动能(3)分子平均动能与物体的机械运动状态无关，物体速度大，分子平均动能不一定大,2分子势能的理解(1)分子势能的大小与分子间的距离有关：当rr0时，f斥f引，分子力F表现为引力，随着r的增大，需不断克服分子引力做功，分子势能增大；当rf引，分子力F表现为斥力，随着r的减小，需不断克服分子引力做功，分子势能增大；当rr0时，f斥f引，对外表现的分子力F0.分子势能最小，但不为0.,(2)分子间所具有的势能由它们的相对位置所决定故分子势能和其他势能一样，具有相对性通常选取无穷远处(分子间距离r10r0处)分子势能为零当两分子逐渐移近时(rr0)，分子力做正功，分子势能减小；当分子距离rr0时，分子势能最小(且为负值)；当两分子再靠近时(rr0)，分子力做负功，分子势能增大(最后可能为负值，也可能为零，也可能为正值)(3)物体的体积改变，物体的分子势能必定发生改变大多数物质是体积越大，分子势能越大；也有少数反常物体(如冰、铸铁等)，体积越大，分子势能反而越小,3物体的内能的决定因素内能决定因素可以从两个方面判定：微观决定因素和宏观决定因素(1)微观决定因素：分子势能、分子的平均动能、分子的个数(2)宏观决定因素：物体的体积、物体的温度、物体所含物质的多少，即物质的量(3)对于理想气体来说，由于理想气体分子间没有相互作用力，所以没有分子势能理想气体的内能就是分子平均动能的总和，即ENEk ，N为气体分子的个数，Ek 为分子的平均动能，对于一定的理想气体来说内能是温度的单值函数,基础回顾,1大量分子运动方向的统计规律：在气体中，大量分子频繁的碰撞使某个分子何时何地向何处运动，完全是偶然的，对大量分子而言，气体分子沿各个方向运动的机会_2分子速率按一定的规律分布：在一定的温度下，各种不同速率范围内的分子数在总分子数中所占的比例是确定的，总体上表现出“_”的分布规律,答案：1相等2中间多两头少,要点深化,气体运动的统计规律是通过实验之后得出的，一般通过画图象来说明如右图所示为氧分子在不同温度(0 和100 )下的速率分布规律图，由此图可知：(1)在一定的温度下，氧气分子的速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律(2)温度越高，氧气分子热运动的平均速率越大,估算法是根据日常生活和生产中的一些物理数据对所求的物理量的数值和数量级大致推算的一种近似方法估算时应注意：(1)对于固体和液体，分子间距离比较小，可以认为分子是一个个紧挨着的，设分子体积为V0，则分子直径 (球体模型)或d (立方体模型)(2)对于气体，分子间距离比较大，可用d 估算出两个气体分子之间的平均间距，远比气体分子本身直径大(3)估算时，要灵活地用好阿伏加德罗常数这个桥梁,最近发现的纳米材料具有很多优越性，在生产、生活实践和高科技中有广泛的应用，边长为1 nm的立方体可容纳液态氢分子(直径约1010 m)的个数最接近于()A102个B103个C106个 D109个,解析：1 nm109 m，则边长为1 nm的立方体的体积为V(109)3 m31027 m3，由于液态氢分子是一个挨一个的，每个分子所占的体积为一个正方体，即V0(1010)3 m31030 m3，故边长为1 nm的立方体可容纳液态氢分子的个数答案：B,题型训练,1把冰分子看成一个球体，冰分子体积的数量级为1030 m3，可估算冰分子直径的数量级为()A108 m B1010 mC1012 m D1014 m,解析：冰分子体积V0的数量级为1030 m3，根据分子直径公式 得冰分子直径的数量级为1010 m.答案：B,与分子力特点有关的习题主要有三类：一是判断对分子力特点的描述是否正确二是利用分子力特点研究分子力做功，分子的加速度三是与实际相关联的问题要正确分析这些问题，必须准确把握分子的特点，熟知分子间斥力、引力及合力随分子间的距离的变化规律应弄清是分子力原因还是其他力作用的结果，切不可见了相斥、相吸就与分子力联系,(2010年上海卷)分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则()A分子间引力随分子间距的增大而增大B分子间斥力随分子间距的减小而增大C分子间相互作用力随分子间距的增大而增大D分子间相互作用力随分子间距的减小而增大,解析：分子力随分子间距变化的情形如右图所示当分子距离等于r0时，分子力为零；当分子距离小于r0时，分子力表现为斥力；当分子距离大于r0时，分子力表现为引力，且引力先变大后变小，最后分子力等于零答案：B点评：要正确分析这些问题，必须准确把握分子的特点，熟知分子间斥力、引力及合力随分子间的距离的变化规律应弄清是分子力原因还是其他力作用的结果,