专题_分子动理论分子热运动

第二模块热学篇（高中物理）第九章分子热运动·能量守恒·气体气体、热力学定律气体、热力学定律单分子油膜法气体压强物质是由大量分子组成的、分子的热运动、布朗运动、分子间的相互作用力、分子热运动的动能、温度是物体的热运动平均动能的标志、物体分子间的相互作用势能、物体的内能Ⅰ1、去掉说明。

2、由原来的八、九两个板块合为一个。

3、“热力学第一定律”、“热力学第二定律”、“永动机不可能”、“气体分子运动的特点”、“气体压强的微观意义”是增加的。

4、原“理想气体、状态方程、三种变化、气态图象”等删掉。

5、原“能量的开发和利用”改为“能源的开发和利用、能源的利用与环境保护”。

2007全国理综I·16全国理综Ⅱ·14北京理综·16四川理综·14上海物理·11上海物理·20天津理综·20广东物理·9广东物理·10江苏物理·1江苏物理·10重庆理综·21海南理综·六气体密度、冲量、内能做功、气体的内能控制变量法做功、气体的内能气体压强气体状态变化内能、能量守恒气体状态方程内能、功能区别分子动理论内能、热传递内能热学综合做功和热传递是改变物体内能的两种方式、热量、能量守恒定律2006 全国卷I·18全国卷II·21江苏物理·1广东物理·4、8重庆理综·16北京理综·15四川理综·19天津理综·14压强的微观解释、分子力做功气体状态变化的微观意义阿伏加德罗常数的应用热力学定律热力学第一定律热力学定律分子热运动及压强的微观意义内能、热力学第二定律高考对本章的命题热点多集中在分子动理论【物质由大量分子组成、分子在不停地做无规则运动（布朗运动）、分子间有相互作用力（分子动能和势能）】、估算分子大小和数目（分子个数、体积、质量等的计算）、单分子油膜法、内能、改变内能的两种方式、温度、能量的转化和守恒等，题型多为选择题，命题特点多为本章内容的单独命题，由于去掉了理想气体的等温、等容、等压变化，气体图象问题等，少数题目可能与力学、电学等简单组合。

由于受卷面长度的控制，如果要考，热学也可能只有一个题（6分）。

结合2003年考纲修改后的情况，在复习中应重点把握以下几方面：①注重从实验和模型来建立物理图景②注重运用科学的估算和模型化的思维方略③新能源的开发和利用是近年命题的热点，值得特别关注。

④注重联系生活实际，运用微观的方法分析生活中的实际问题。

⑤关于气体压强、体积、温度间的关系是Ⅰ级要求，有可能计算气体的压强。

专题一分子动理论●考点聚焦●●网络知识结构●分子动理论热和功物体的内能物质是由大量分子组成的分子在做永不停息的无规则运动分子间存在有相互作用的引力和斥力物体的内能：所有分子动能和分子势能的总和改变内能的两种方式做功热传递热力学定律热力学第一定律热力学第二定律气体气体的压强气体的压强、温度、体积的关系●基础知识落实●1．分子运动论基本内容是：(1)物质是由分子组成的；(2)组成物质的分子在不停地做无规则的运动；(3)分子间存在相互作用力。

2，阿伏伽德罗常数N A= 6.0×1023 mol－-1，分子直径的数量级d= 1.0×10-10m 。

3．布朗运动本身不是分子运动，却反映了液体内分子运动的无规则性。

4．分子之间既有引力又有斥力。

当分子间的距离等于平衡距离时，引力等于斥力；当分子间距离小于平衡距离时，斥力起主要作用；当分子间距离大于平衡距离时，引力起主要作用。

引力和斥力都随距离增大而减小，斥力减小的更快。

当分子间距离大于分子直径的10倍时，分子间的作用力可以忽略不计。

５．油膜法测分子直径:d=V/S 。

知识点一、分子动理论的内容：1、物质是由大量分子组成的；2、分子永不停息地做无规则运动；3、分子间存在相互的作用力；知识点二、物质是由大量分子组成的：1、分子概念：（1）分子概念：是构成物质并保持化学性质的最小微粒。

（2）它可由单个原子组成，也可能由多个原子组成。

（3）在热学中由于原子（构成金属的微粒）、离子（组成化合物的微粒）、或分子（组成有机物的微粒）做热运动时遵从相同的规律，所以统称为分子。

2、分子体积：（1）分子模型：分子的大小计算有两种模型：① 一是球形模型，对于固体和液体，可以认为它们的分子是一个个紧挨着的球，可用306πV d =直接估算出分子体积；② 二是立方体模型，对于气体，由于分子间空隙很大，可用30V d =估算出的是一个分子所占据的体积（活动的空间）．正方体的边长即为分子间的平均距离。

作为分子直径数量级的估算，利用两种模型均可，但我们一般取第一种模型． （2）单分子的油膜法：① 分子直径的估测——单分子油膜法：单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积V ，然后把它平摊在桌面上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积S ，从而计算出米粒的直径SVd =． 这只是一个物理模型，事实上，分子的形状非常复杂，并不真是个小球，而且分子间存在空隙。

所以仅是一种粗略的测定．② 用单分子油膜法测得分子直径的数量级为10-10m 。

物理学中测定分子大小的方法有许多种，用不同的方法测出的分子大小并不完全相同，但数量级是一样的，均为10-10m 。

③ 注意：除一些有机物质的大分子外，一般分子的直径数量级为10-10m ，以后无特别说明，我们就以10-10m 作为分子直径的数量级．3、分子质量：分子质量很小，一般分子质量数量级为：10-27～10-26kg 。

4、阿伏加德罗常数：（1）阿伏加德罗常数N A ：1摩尔（mol ）任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数。

N A = 6.02×1023mol -1．（2）阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁． ① 已知物质的摩尔质量M A ，可求出分子质量AAA A N V N M m ρ==0．（V A 为摩尔体积ρ为物质的密度）分子质量数量级为10-27～10-26kg 。

② 已知物质的量（摩尔数）n ，可求出物体所含分子数N ，N = n ×N A ．③ 已知物质的摩尔体积V A ，可求出分子的体积V 0,V 0 = V A /N A ．分子体积的数量级为10-30m ． ④ 在利用上述关系式进行计算时，有些数据的数字太大（如阿伏加德罗常数），有些数据的数字又太小（如分子的直径和质量等），为了书写方便，习惯上用科学计数法写作10的乘方，如3.0×10-10m 、6.02×1023mol -1等，我们称10的乘方（10-10、1023等）为“数量级”．对于分子的大小和质量，只要粗略地了解它的数量级就可以了．【释例1】只要知道下列哪组物理量，就可估算气体中分子间的平均距离？〖 B 〗A ．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和质量B ．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度C ．阿伏加德罗常数，该气体的质量和体积D ．该气体的密度，体积和摩尔质量 【解析】【点评】【变式】把冰分子看成球体，不计冰分子间空隙，则由冰的密度ρ= 9×102kg/m3可估算冰分子直径的数量级是〖B〗A．10-8m B．10-10mC．10-12m D．10-14m【解析】【点评】知识点三、分子的热运动：1、理论基础：各种物质的分子都永不停息地做无规则运动。

2、扩散现象：（1）扩散：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散；（2）扩散是物质分子的彼此迁移和物质分子运动的结果；（3）扩散的结果是使物质分布趋于均匀，分子的运动就是要打破一切不均衡性；（4）从浓度处向浓度小处扩散；（5）扩散快慢的决定因素：①扩散现象随温度的升高而日趋明显；②扩散快慢与物质本身结构性质有关：分子结构紧密、相互作用力大，扩散就慢；（6）扩散现象在气体、液体、固体中都能发生；（7）扩散现象直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动；（8）扩散现象说明分子间由间隙；（9）扩散现象具有不可逆性；（10）扩散现象的应用：在真空、高温条件下在半导体材料中掺入一些其他元素来制造各种元件等；【释例1】扩散现象说明了〖 C 〗A ．气体没有固定的形状和体积B ．分子间相互排斥C ．分子在不停地运动着D ．不同分子间可相互转换 【解析】 【点评】【释例2】装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开。

抽去玻璃板，过一段时间后，发现上下两瓶气体的颜色变得均匀一致。

设环境温度不变，抽去玻璃板后两个广口瓶接触严密不漏气。

有关这个实验现象的下列说法中不正确．．．的是（ B ） A.该实验可以证明分子在做永不停息的无规则运动 B.该过程瓶内气体的分子平均动能不变C.该过程外界对瓶内气体不做功，瓶内气体对外界也不做功D.该实验证明扩散现象是有方向性的 【解析】 【点评】【释例3】观察图中的四组图片，能说明分子间有空隙的图是( )A ．1cm 3水中有3.35×1022个水分子B ．肥皂膜实验空气NO 2【解析】 【点评】【释例4】图中展示了两个物理实验，写出它们所反映的物理原理或规律．甲图： ； 乙图： 。

【解析】 【点评】甲3、布朗运动：（1）布朗运动：悬浮在液体（或气体）中的固体微粒永不停息的无规则运动叫做布朗运动．它首先是由英国植物学家布朗在1827年用显微镜观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的．（2）布朗运动产生的原因：大量液体分子永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因．简言之：液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因．（3）影响布朗运动激烈程度的因素：固体微粒的大小和液体的温度．固体微粒越小，液体分子对它各部分碰撞的不均匀性越明显；质量越小，它的惯性越小，越容易改变运动状态，所以运动越激烈；液体的温度越高，固体微粒周围的流体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不均匀性越强，布朗运动越激烈．（4）布朗运动本身不是分子的无规则运动，但它反映了液体分子永不停息地做无规则运动．【注意】（1）任何固体微粒悬浮在液体内，在任何温度下都会做布朗运动．（2）悬浮在气体中的微粒（足够小，一般数量级在10-6m）也存在布朗运动，它是由大量气体分子撞击微粒的不平衡性所造成的，反映了气体分子永不停息地做无规则运动．（3）布朗运动中固体微粒的运动极不规则．实验得出的每隔一定时间微粒所处位置的连线，不是固体微粒的运动轨迹．布朗运动和扩散现象的区别：（1）产生的条件：①布朗运动：固体微粒（足够小）悬浮在液体中，也可在气体中；②扩散现象：两物质相互接触，在固、液、气中都可发生（2）影响快慢的因素：①布朗运动：温度的高低和微粒的大小；②扩散现象：温度的高低；（3）现象的本质：①布朗运动：固体微粒的运动，是液体分子无规则运动的反映；②扩散现象：是分子的运动；（4）共同点和不同点：①共同点：它们都证实了分子在永不停息地做无规则运动；②不同点：布朗运动永不停止，扩散现象会停止；【释例1】布朗运动是说明分子运动的重要实验事实，则布朗运动是指〖C〗A．液体分子的运动B．悬浮在液体中的固体分子的运动C．固体颗粒的运动D．液体分子与固体分子的共同运动【解析】【点评】【释例2】有关布朗运动的说法中，正确．．的是（ADE）A.布朗运动反映了大量分子的无规律运动B.布朗通过显微镜观察到了分子的运动C .液体的温度越低，布朗运动越显著D.液体的温度越高，布朗运动越显著E.悬浮微粒越小，布朗运动越显著F.悬浮微粒越大，布朗运动越显著【解析】【点评】【例题3】下面两种关于布朗运动的说法都是错误的，试分析它们各错在哪里.（1）大风天常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，有时在室内也能看到漂浮在空气中尘埃的运动，这些都是布朗运动?（2）布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的，固体小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著?【解析】(1)能在液体或气体中做布朗运动的微粒都是很小的，一般数量级在10-6m，这种微粒是肉眼看不到的，必须借助于显微镜，风天看到的灰沙尘土都是较大的颗粒；另外，它们的运动基本上属于在气流作用下的定向移动，而布朗运动是受气体分子撞击引起的无规则运动.所以，它们的运动不能称为布朗运动.(2)布朗运动的确是由于液体(或气体)分子对固体微粒的碰撞引起的，但只有在固体微粒很小，各个方向的液体分子对它的碰撞不均匀才引起它做布朗运动.因此正确的说法是：固体微粒体积越小，布朗运动就越显著，如果固体微粒过大，液体分子对它的碰撞在各个方向上接近均匀的，微粒就不会做布朗运动了. 【点评】对基本知识要认真理解牢固掌握，这也是高考的基本要求.生活中应多观察、多思考，灵活应用所学知识，抓住物理现象的本质联系，分析实际问题，这样既能巩固所学知识，也培养了分析能力.【释例4】（2009北京理综·13）做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。