十二、熱學（1）
【課題】分子動理論 內能
【目標】
1.知道分子動理論的基本內容；掌握微觀量的估算方法。
2.理解內能的概念，了解溫度和溫標的含義。
【導入】
分子動理論的基本內容是：物體是由大量分子組成的；分子永不停息地做無規(guī)則運動；分子之間存在相互作用的引力和斥力．
一、物體是由大量分子組成的：
1、分子的“小”：它的直徑的數量級是10-10m，可用油膜法來粗測直徑d=V/S，其中V是油滴體積，S是油滴在水面上充分擴展后形成的油膜面積。
2、分子數目的“多”：1 mol任何物質的分子數目均為阿伏加德羅常數
NA= 6.02×1023 mol-1．
3、阿伏伽德羅常數是聯(lián)系宏觀物理量與微觀物理量的橋梁，根據油膜法測出分子的直徑，可算出阿伏伽德羅常數；反過來，己知阿伏伽德羅常數，根據摩爾質量（或摩爾體積）就可以算出一個分子的質量（或一個分子所占據的體積）．
①分子的質量：m0=MA/NA= ； ②分子的體積：v0= = (固、液體)
③分子的大�。呵蝮w模型直徑d＝ ； 立方體
④物質所含的分子數：N=nNA = =
4、分子大小的測量方法—單分子油膜法d=V/s；
5、分子間有間隙的實驗依據是：_________________________________________。
二．分子永不停息地做無規(guī)則運動——分子熱運動
1、擴散現象：相互接觸的物體彼此進入對方的現象．溫度越高，擴散越快．
2、布朗運動：懸浮在液體中微小顆粒的無規(guī)則運動
（1）原因：液體分子對顆粒碰撞的不平衡而引起
（2）結論：布朗運動說明了液體內部分子運動的無規(guī)則性
（3）影響因素：溫度(溫度越高，布朗運動越明顯)顆粒大小(顆粒越小，布朗運動越明顯)
3、擴散現象和布朗運動同時也證明了分子間有間隙．
三．分子間同時存在著相互作用的引力和斥力，如圖為分子力跟分子間距的變化圖線
1、引力和斥力隨分子間距的增大而減小，但斥力變化比引力快．
2、平衡位置：F斥=F引時，分子間的距離r0，其數量級為10-10m．
3、r
4、r>ro時，F斥
四、物體的內能
1、分子的平均動能：物體內所有分子的動能的平均值．溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，分子平均動能越大．
2、分子勢能：由分子間的相互作用和相對位置決定的能量叫分子勢能．分子勢能的大小與物體的體積有關．
①r＞r0時，分子勢能隨分子間距的增大而增大．
②r＜r0時，分子勢能隨分子間距的增大而減�。�
③r＝r0時，分子勢能最�。�
3、物體的內能：物體內所有分子的動能和勢能的總和叫物體的內能（熱力學能）．
4、內能的決定因素
（1）微觀：分子勢能、分子平均動能、分子數；
（2）宏觀：物體體積、溫度、物質的量。
注意：內能和機械能的區(qū)別。
五、溫度和溫標
1、溫度：宏觀含義____________________；微觀含義___________________________。
2、兩種溫標：1、攝氏溫標t；2、熱力學溫標T。
【導研】
[例1] 以下說法正確的是( )
A．無論是什么物質，只要它們的摩爾數相同就含有相同的分子個數
B．分子間的引力不等于分子斥力時，違背了牛頓第三定律
C．1 g氫氣與1 g氦氣含有的分子個數相同，都是6.02×1023個
D．陽光從縫隙射入教室，從陽光中看到的塵埃的運動就是布朗運動
[例2] 銅的摩爾質量為μ，密度為ρ．若阿伏伽德羅常數為NA，則下列說法中哪個是錯誤的（ ）
A．lm3銅所含的原子數目 ρNA／μ B．1kg銅所含的原子數目ρNA
C．一個銅原子的質量是μ/NA D．一個銅原子占有的體積是μ/ρNA
[例3] 如圖所示，設有一分子位于圖中的坐標原點O處不動，另一分子可位于x 軸上不同位置處。圖中縱坐標表示這兩個分子間分子力的大小，兩條曲線分別表示斥力和吸力的大小隨分子間距離的變化關系，e為兩曲線的交點，則（ ）
A、ab表示吸力， cd表示斥力，e點坐標可能為10-15m
B、ab表示斥力， cd表示吸力，e點坐標可能為10-10m
C、ab表示吸力， cd表示斥力，e點坐標可能為10-10m
D、ab表示斥力， cd表示吸力，e點坐標可能為10-15m
[例4] 在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時，所用的油酸酒精溶液的濃度為a，測量中，某位同學測得如下數據：測得體積為V的油酸酒精溶液共有N滴；油膜面積為S，則：
（1）用以上物理量的符號表示計算分子直徑大小的公式為：d＝________.
（2）該同學實驗中最終得到的計算結果和大多數同學的比較，發(fā)現自己所測數據偏大，則對出現這種結果的原因，下列說法中可能正確的是________．
A．錯誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進行計算
B．計算油膜面積時，錯將不完整的方格作為完整方格處理
C．計算油膜面積時，只數了完整的方格數
D．水面上痱子粉撒得較多，油膜沒有充分展開
[例5]（1）關于物體的內能，下列說法中正確的是（ ）
A．相同質量的兩種物體升高相同的溫度，內能增量一定相同
B．一定量0℃的水結成0℃的冰，內能一定減小
C．一定量的氣體體積增大，但既不吸熱也不放熱，內能一定減小
D．一定量的氣體吸收熱量而保持體積不變，內能 一定減小
（2）關于溫度的概念，下述說法中正確的是 （ ）
A．溫度是分子平均動能的標志，物體溫度高，則分子的平均動能大
B．溫度是分子平均動能的標志，溫度升高，則物體的每一個分子的動能都增大
C．某物體當其內能增大時，則該物體的溫度一定升高
D．甲物體的溫度比乙物體的溫度高，則甲物體分子平均速率比乙物體分子平均速率
【導練】
1、以下關于分子間作用力的說法中，正確的是： （ ）
A．分子間既存在引力也存在斥力，分子力是它們的合力．
B．分子之間距離減小時，引力和斥力都增大，且引力增大得比斥力快．
C．壓縮氣缸內氣體時要用力推活塞，這表明氣體分子間的作用力主要表現為斥力．
D．緊壓兩塊鉛塊后它們會連接在一起，這說明鉛分子間存在引力．
2、下列說法哪些是正確的（ ）
A．水的體積很難被壓縮，這是分子間存在斥力的宏觀表現
B．氣體總是很容易充滿容器，這是分子間存在斥力的宏觀表現
C．兩個相同的半球殼吻合接觸，中間抽成真空（馬德堡半球），用力很難拉開，這是分子間存在吸引力的宏觀表現
D．用力拉鐵棒的兩端，鐵棒沒有斷，這是分子間存在吸引力的宏觀表現
3、下列說法中正確的是 （ ）
A．溫度是分子平均動能的標志
B．物體的體積增大時，分子勢能一定增大
C．分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小
D．利用阿伏伽德羅常數和某種氣體的密度，就一定可以求出該種氣體的分子質量
4、（09?北京?13）做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖。圖中記錄的是（ ）
A．分子無規(guī)則運動的情況
B．某個微粒做布朗運動的軌跡
C．某個微粒做布朗運動的速度——時間圖線
D．按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線
5、將一個分子從靠近另一分子最近的位置由靜止開始釋放，在遠離的程( )
A．r
C．r>r0時，分子勢能不斷減小，動能不斷增加
D．r具有最大值時，分子動能為零，分子勢能最大
6．下列現象中，不能用分子動理論來解釋的是 （ ）
A. 白糖放入杯中，杯中的水會變甜
B．懸浮在水中的花粉微粒在不停地做無規(guī)則運動
C．大風吹起時，地上的塵土飛揚
D．把兩塊純凈的向壓緊，兩塊鉛合在了一起
7．分子間有相互作用的勢能，規(guī)定兩分子相距無窮遠時分子勢能為零，并已知兩分子相距r0時分子間的引力與斥力大小相等。設分子a 和分子b從相距無窮遠處分別以一定的初速度在同一直線上相向運動，直到它們之間的距離達到最小。在此過程中下列說法正確的是 （ ）
A. a和b之間的勢能先增大，后減小
B. a和b的總動能先增大，后減小
C. 兩分子相距r0時， a和b的加速度均不為零
D. 兩分子相距r0時， a和b之間的勢能大于零
8．下列說法正確的是( )
A．熔融的鐵塊化成鐵水的過程中，溫度不變，內能也不變
B．物體運動的速度增大，則物體中分子熱運動的平均動能增大，物體的內能增大
C．A、B兩物體接觸時有熱量從物體A傳到物體B，這說明物體A的內能大于物體B的內能
D．A、B兩物體的溫度相同時，A、B兩物體的內能可能不同，分子的平均速率也可能不同
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