十二、热学（1）
【课题】分子动理论 内能
【目标】
1.知道分子动理论的基本内容；掌握微观量的估算方法。
2.理解内能的概念，了解温度和温标的含义。
【导入】
分子动理论的基本内容是：物体是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规则运动；分子之间存在相互作用的引力和斥力．
一、物体是由大量分子组成的：
1、分子的“小”：它的直径的数量级是10-10m，可用油膜法来粗测直径d=V/S，其中V是油滴体积，S是油滴在水面上充分扩展后形成的油膜面积。
2、分子数目的“多”：1 mol任何物质的分子数目均为阿伏加德罗常数
NA= 6.02×1023 mol-1．
3、阿伏伽德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁，根据油膜法测出分子的直径，可算出阿伏伽德罗常数；反过来，己知阿伏伽德罗常数，根据摩尔质量（或摩尔体积）就可以算出一个分子的质量（或一个分子所占据的体积）．
①分子的质量：m0=MA/NA= ； ②分子的体积：v0= = (固、液体)
③分子的大小：球体模型直径d＝ ； 立方体
④物质所含的分子数：N=nNA = =
4、分子大小的测量方法—单分子油膜法d=V/s；
5、分子间有间隙的实验依据是：_________________________________________。
二．分子永不停息地做无规则运动——分子热运动
1、扩散现象：相互接触的物体彼此进入对方的现象．温度越高，扩散越快．
2、布朗运动：悬浮在液体中微小颗粒的无规则运动
（1）原因：液体分子对颗粒碰撞的不平衡而引起
（2）结论：布朗运动说明了液体内部分子运动的无规则性
（3）影响因素：温度(温度越高，布朗运动越明显)颗粒大小(颗粒越小，布朗运动越明显)
3、扩散现象和布朗运动同时也证明了分子间有间隙．
三．分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，如图为分子力跟分子间距的变化图线
1、引力和斥力随分子间距的增大而减小，但斥力变化比引力快．
2、平衡位置：F斥=F引时，分子间的距离r0，其数量级为10-10m．
3、r
4、r>ro时，F斥
四、物体的内能
1、分子的平均动能：物体内所有分子的动能的平均值．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大．
2、分子势能：由分子间的相互作用和相对位置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．
①r＞r0时，分子势能随分子间距的增大而增大．
②r＜r0时，分子势能随分子间距的增大而减小．
③r＝r0时，分子势能最小．
3、物体的内能：物体内所有分子的动能和势能的总和叫物体的内能（热力学能）．
4、内能的决定因素
（1）微观：分子势能、分子平均动能、分子数；
（2）宏观：物体体积、温度、物质的量。
注意：内能和机械能的区别。
五、温度和温标
1、温度：宏观含义____________________；微观含义___________________________。
2、两种温标：1、摄氏温标t；2、热力学温标T。
【导研】
[例1] 以下说法正确的是( )
A．无论是什么物质，只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子个数
B．分子间的引力不等于分子斥力时，违背了牛顿第三定律
C．1 g氢气与1 g氦气含有的分子个数相同，都是6.02×1023个
D．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动
[例2] 铜的摩尔质量为μ，密度为ρ．若阿伏伽德罗常数为NA，则下列说法中哪个是错误的（ ）
A．lm3铜所含的原子数目 ρNA／μ B．1kg铜所含的原子数目ρNA
C．一个铜原子的质量是μ/NA D．一个铜原子占有的体积是μ/ρNA
[例3] 如图所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于x 轴上不同位置处。图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力和吸力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则（ ）
A、ab表示吸力， cd表示斥力，e点坐标可能为10-15m
B、ab表示斥力， cd表示吸力，e点坐标可能为10-10m
C、ab表示吸力， cd表示斥力，e点坐标可能为10-10m
D、ab表示斥力， cd表示吸力，e点坐标可能为10-15m
[例4] 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为a，测量中，某位同学测得如下数据：测得体积为V的油酸酒精溶液共有N滴；油膜面积为S，则：
（1）用以上物理量的符号表示计算分子直径大小的公式为：d＝________.
（2）该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是________．
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数
D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开
[例5]（1）关于物体的内能，下列说法中正确的是（ ）
A．相同质量的两种物体升高相同的温度，内能增量一定相同
B．一定量0℃的水结成0℃的冰，内能一定减小
C．一定量的气体体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减小
D．一定量的气体吸收热量而保持体积不变，内能 一定减小
（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的温度高，则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率
【导练】
1、以下关于分子间作用力的说法中，正确的是： （ ）
A．分子间既存在引力也存在斥力，分子力是它们的合力．
B．分子之间距离减小时，引力和斥力都增大，且引力增大得比斥力快．
C．压缩气缸内气体时要用力推活塞，这表明气体分子间的作用力主要表现为斥力．
D．紧压两块铅块后它们会连接在一起，这说明铅分子间存在引力．
2、下列说法哪些是正确的（ ）
A．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
B．气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
C．两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空（马德堡半球），用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的宏观表现
D．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现
3、下列说法中正确的是 （ ）
A．温度是分子平均动能的标志
B．物体的体积增大时，分子势能一定增大
C．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
D．利用阿伏伽德罗常数和某种气体的密度，就一定可以求出该种气体的分子质量
4、（09?北京?13）做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是（ ）
A．分子无规则运动的情况
B．某个微粒做布朗运动的轨迹
C．某个微粒做布朗运动的速度——时间图线
D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
5、将一个分子从靠近另一分子最近的位置由静止开始释放，在远离的程( )
A．r
C．r>r0时，分子势能不断减小，动能不断增加
D．r具有最大值时，分子动能为零，分子势能最大
6．下列现象中，不能用分子动理论来解释的是 （ ）
A. 白糖放入杯中，杯中的水会变甜
B．悬浮在水中的花粉微粒在不停地做无规则运动
C．大风吹起时，地上的尘土飞扬
D．把两块纯净的向压紧，两块铅合在了一起
7．分子间有相互作用的势能，规定两分子相距无穷远时分子势能为零，并已知两分子相距r0时分子间的引力与斥力大小相等。设分子a 和分子b从相距无穷远处分别以一定的初速度在同一直线上相向运动，直到它们之间的距离达到最小。在此过程中下列说法正确的是 （ ）
A. a和b之间的势能先增大，后减小
B. a和b的总动能先增大，后减小
C. 两分子相距r0时， a和b的加速度均不为零
D. 两分子相距r0时， a和b之间的势能大于零
8．下列说法正确的是( )
A．熔融的铁块化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变
B．物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大
C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能
D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同
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