第07 讲：分子动理论、气体、固体和液体 解析版【十四大考点+十四大题型】-2024-2025学年高二下学期物理期末《考点 题型 密卷》精讲精练高效复习讲义（人教版2019）.docx

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第07讲：分子动理论、气体、固体和液体

【考点归纳】

考点一：分子大小的计算

考点二：扩散现象和布朗运动

考点三：分子运动速率分布规律

考点四：分子间的相互作用力

考点五：分子动理论

考点六：用油膜法估测分子的直径”的实验

考点七：固体、液体的基础概念

考点八：晶体、非晶体

考点九：表面张力、浸润和不浸润

考点十：等温变化

考点十一：等容变化

考点十二：等压变化

考点十三：气体的图像问题

考点十四：理想气体方程的综合应用

【知识梳理】

知识点一、微观量估算的两种“模型”

1．分子的大小

(1)分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10m；

(2)分子的质量：数量级为10－26kg.

2．阿伏加德罗常数

(1)1mol的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取NA＝6.02×1023mol－1；

(2)阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．

2．分子的两种模型

(1)球模型：V0＝eq\f(1,6)πd3，得直径d＝eq\r(3,\f(6V0,π))(常用于固体和液体)．

(2)立方体模型：V0＝d3，得边长d＝eq\r(3,V0)(常用于气体)．

3．几个重要关系

(1)一个分子的质量：m0＝eq\f(M,NA).

(2)一个分子的体积：V0＝eq\f(Vmol,NA)(注意：对于气体，V0表示一个气体分子占有的空间)．

(3)1mol物体的体积：Vmol＝eq\f(M,ρ).

知识点二布朗运动与分子热运动

1．分子热运动：分子做永不停息的无规则运动．

2．扩散现象

(1)扩散现象是相互接触的不同物质彼此进入对方的现象．

(2)扩散现象就是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间．

(3)温度越高，扩散越快．

3．布朗运动

(1)布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动．

(2)布朗运动不是分子的运动，但它反映了液体(或气体)分子的无规则运动．

(3)微粒越小，温度越高，布朗运动越明显．

知识点三、分子间作用力、分子势能和内能

1．分子间的作用力

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，但斥力变化得较快．

2．分子动能

(1)分子动能是分子热运动所具有的动能．

(2)分子热运动的平均动能

①所有分子动能的平均值．

②温度是分子热运动的平均动能的标志．

3．分子势能

(1)分子势能的定义

由分子间的相对位置决定的能，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．

(2)分子势能与分子间距离的关系

分子间的作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)．

①当r＞r0时，分子间的作用力表现为引力，当r增大时，分子间的作用力做负功，分子势能增大．

②当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，当r减小时，分子间的作用力做负功，分子势能增大．

③当r＝r0时，分子势能最小．

4．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．

(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关．

(4)改变物体内能的两种方式：做功和传热．

5．温度

(1)一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．

(2)两种温标

摄氏温标和热力学温标．摄氏温度与热力学温度的关系：T＝t＋273.15K.

知识点四：固体和液体性质的理解

1．固体

(1)分类：固体分为晶体和非晶体两类．晶体又分为单晶体和多晶体．

(2)晶体和非晶体的比较

分类

比较

晶体

非晶体

单晶体

多晶体

外形

有规则的几何形状

无确定的几何形状

无确定的几何外形

熔点

确定

确定

不确定

物理性质

各向异性

各向同性

各向同性

典型物质

石英、云母、明矾、食盐

各种金属

玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青

转化

晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化

2.液体

(1)液体的表面张力

①作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小．

②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．

③形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力．

(2)浸润和不浸润

①当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固定．反之，液体不浸润固体．

②毛细现象：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降．

3．液晶

(1)液晶的物理性质

①具有液体的流动性．

②具有晶体的光学各向异性．

(2)液晶的微观结构

从某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．

知识点五：气体压强的计算

1．气体压强的计算

(1)活塞模型：如图所示是最常见的封闭气体的两种方式