第十三章-热学(选修3-3)(讲义).docVIP

第1节分子动理论内能

一、分子动理论

1．物体是由大量分子组成的

(1)分子模型：主要有两种模型，固体与液体分子通常用球体模型，气体分子通常用立方体模型．

(2)分子的大小①分子直径：数量级是10－10m；②分子质量：数量级是10－26kg；

③测量方法：油膜法．

(3)阿伏加德罗常数1mol任何物质所含有的粒子数，NA＝6.02×1023mol－1.

2．分子热运动分子永不停息的无规那么运动．

(1)扩散现象

相互接触的不同物质彼此进入对方的现象．温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行．

(2)布朗运动

悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规那么运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著．

3．分子力

分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快．

二、内能

1．分子平均动能(1)所有分子动能的平均值．(2)温度是分子平均动能的标志．

2．分子势能

由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关．

3．物体的内能

(1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．

(2)决定因素：温度、体积和物质的量．

三、温度

1．意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小)．

2．两种温标

(1)摄氏温标t：单位℃，在1个标准大气压下，水的冰点作为0℃，沸点作为100℃，在0℃～100

(2)热力学温标T：单位K，把－273.15

(3)就每一度表示的冷热差异来说，两种温度是相同的，即ΔT＝Δt.只是零值的起点不同，所以二者关系式为T＝t＋273.15.

(4)绝对零度(0K)，是低温极限，只能接近不能到达，所以热力学温度无负值．

[自我诊断]

1．判断正误

(1)质量相等的物体含有的分子个数不一定相等．(√)

(2)组成物体的每一个分子运动是有规律的．(×)

(3)布朗运动是液体分子的运动．(×)

(4)分子间斥力随分子间距离的减小而增大，但分子间引力却随分子间距离的减小而减小．(×)

(5)内能相同的物体，温度不一定相同．(√)

(6)分子间无空隙，分子紧密排列．(×)

2．(多项选择)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的选项是()

A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用

B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规那么运动

C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速

D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反响引起的

3．关于物体的内能，以下说法正确的选项是()

A．不同物体，温度相等，内能也相等B．所有分子的势能增大，物体内能也增大

C．温度升高，分子平均动能增大，但内能不一定增大

D．只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等

考点一宏观量与微观量的计算

1．微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.

2．宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.

3．关系(1)分子的质量：m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(ρVm,NA).(2)分子的体积：V0＝eq\f(Vm,NA)＝eq\f(M,ρNA).

(3)物体所含的分子数：N＝eq\f(V,Vm)·NA＝eq\f(m,ρVm)·NA或N＝eq\f(m,M)·NA＝eq\f(ρV,M)·NA.

4．分子的两种模型

(1)球体模型直径d＝eq\r(3,\f(6V0,π)).(常用于固体和液体)(2)立方体模型边长d＝eq\r(3,V0).(常用于气体)

对于气体分子，d＝eq\r(3,V0)的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离．

1．(多项选择)假设以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m、v分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的选项是()

A．NA＝eq\f(ρV,m) B．ρ＝eq\f(μ,NAv)C．ρ＜eq\f(μ,NAv) D．m＝eq\f(μ,NA)

2．(多项选择)铜的摩尔质量为M(kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m3)，阿伏加德罗常数为NA(mol－1)．以下判断正确的选项是()

A．1kg铜所含的原子数为eq\f(NA,M)B．1m3铜所含的原子数为eq\f(MNA,ρ)

C．1个铜原子的质量为eq\f(M,NA)(kg)D．1个铜原子的体积为eq\f(M,ρNA)(m3)

3．