2014-2015学年人教版选修3-3 第七章：分子动理论 课件（24张）

课件25张PPT。阶段复习课
第七章　　对所学知识及时总结,将其构建成知识网络,既有助于整体把握知识结构,又利于加深对知识间内在联系的理解。下面是本阶段的知识结构图,请要求学生认真填一填吧!10-10 m 6.02×1023 mol-1扩散现象布朗运动永不停息，无规则温度越高，运动越激烈零斥力引力零温度相同热力学温标摄氏温标温度分子质量平均速率物体的体积减小增大增大减小最小物质的量温度体积分子数分子的平均动能分子势能一、微观量的计算问题
估算法是根据日常生活和生产中的一些物理数据对所求的物理
量的数值和数量级大致推算的一种近似方法。估算时应注意：
(1)对于固体和液体，分子间距离比较小，可以认为分子是一
个个紧挨着的，设分子体积为V0，则分子直径d= (球体模型)
或d= (立方体模型)。
(2)对于气体，分子间距离比较大，可用d= 估算出两个气体
分子之间的平均间距，远比气体分子本身直径大。
(3)估算时，要灵活地用好阿伏加德罗常数这个桥梁。【典例1】最近发现的纳米材料具有很多优越性,在生产、生活
实践和高科技中有广泛的应用,边长为1nm的立方体可容纳液态
氢分子(直径约10-10m)的个数最接近于 ( )
A.102个 B.103个 C.106个 D.109个
【解析】选B。1nm=10-9m,则边长为1 nm的立方体的体积为
V=(10-9)3m3=10-27m3,由于液态氢分子是一个挨一个的,每个
分子所占的体积为一个正方体,即V0=(10-10)3m3=10-30m3,故
边长为1nm的立方体可容纳液态氢分子的个数N＝ =103。 【变式训练】(2013·松原高二检测)一艘油轮装载着密度为
9×102kg/m3的原油在海上航行,由于故障而发生原油泄漏。
如果泄漏的原油有9 t,海面上风平浪静时,这些原油造成的
污染面积最大可达到 ( )
A.108m2 B.109m2
C.1010m2 D.1011m2
【解析】选D。泄漏的原油的体积为V= =10 m3，而油分子
直径的数量级为10-10 m，所以这些原油造成的污染总面积为
S= =1011 m2。二、分子热运动、扩散现象和布朗运动
1.分子热运动：我们把分子永不停息的无规则运动叫做分子热运动,热运动与温度有关,温度越高,热运动越激烈,大量分子的热运动受统计规律支配。
2.扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象叫做扩散现象。 产生扩散现象是由于分子的无规则运动，是分子运动的具体体现之一。3.布朗运动：悬浮在液体或气体中的小颗粒所做的无规则运动叫做布朗运动,是由于液体或气体分子对小颗粒撞击的不平衡产生的,是分子热运动的宏观表现,间接地反映了分子的无规则运动。布朗运动也是分子热运动的具体体现之一。4.布朗运动与热运动的关系：【典例2】关于分子的热运动,下列说法正确的是 ( )
A.石子和沙子混合在一起,总体积减小,是由于发生了扩散现象
B.扩散现象和布朗运动的激烈程度都和温度有关,所以两种运动都是分子的热运动
C.布朗运动不能发生在固体中,是由于固体分子不运动
D.扩散现象和布朗运动都是分子热运动的具体体现【解析】选D。扩散是不同物质的分子彼此进入对方,石子和沙子不是分子,A错误;扩散现象是分子的运动,布朗运动是固体小颗粒的运动,B错误;布朗运动不能发生在固体中,是由于固体分子不能对小颗粒有撞击作用,但固体分子也在不停地做无规则运动,C错误;扩散现象直接地反映了分子的无规则运动,布朗运动间接地反映了分子的无规则运动,所以都是分子热运动的具体体现,D正确。【变式训练】关于布朗运动的实验,下列说法正确的是 ( )
A.图中记录的是分子无规则运动的情况
B.图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹
C.实验中可以看到,微粒越大,布朗运动越明显
D.实验中可以看到,温度越高,布朗运动越激烈【解析】选D。布朗运动是指悬浮在液体中的微粒不停地做无规则的运动,它是分子无规则热运动的反映,而分子无规则热运动是产生布朗运动的原因,温度越高,分子运动越激烈,因而布朗运动也就越激烈,可见A错误,D正确;微粒越小,某一瞬间,跟它相撞的分子数越少,撞击作用的不平衡表现得越明显,即布朗运动越显著,故C错误;图中每个拐点记录的是微粒每隔30 s的位置,在30 s内微粒做的也是无规则运动,而不是直线运动,故B错误,正确答案为D。三、分子力、分子势能和物体的内能
1.分子力是分子引力和分子斥力的合力,分子势能是由分子间的分子力和分子间的相对位置决定的能,分子力F和分子势能Ep都与分子间的距离有关,二者随分子间距离r变化的关系如图所示。(1)分子间同时存在着引力和斥力,它们都随分子间距离的增大(减小)而减小(增大),但斥力比引力变化得快。
(2)在r(3)在r>r0的范围内,随着分子间距离的增大,分子力F先增大后减小,而分子势能Ep一直增大。
(4)当r=r0时,分子力F为零,分子势能Ep最小。但不一定等于零。2.内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和。温度升高时物体分子的平均动能增加;体积变化时,分子势能变化。内能也与物体的物态有关。解答有关“内能”的题目,应把握以下四点:
(1)温度是分子平均动能的标志,而不是分子平均速率的标志。
(2)当分子间距离发生变化时,若分子力做正功,则分子势能减小;若分子力做负功,则分子势能增加。
(3)内能是物体内所有分子动能与分子势能的总和,它取决于物质的量、温度、体积及物态。
(4)理想气体就是分子间没有相互作用力的气体,这是一种理想模型。理想气体分子内无分子势能变化,因此一定质量理想气体的内能的变化只跟温度有关。【典例3】(2013·长宁区高二检测)如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力,a、b、c、d为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从a处由静止释放,若规定无限远处分子势能为零,则 ( )A.乙分子在b处势能最小,且势能为负值
B.乙分子在c处势能最小,且势能为负值
C.乙分子在d处势能一定为正值
D.乙分子在d处势能一定小于在a处势能【解析】选B。由于乙分子由静止开始,在ac间一直受到甲分子的引力而做加速运动,引力做正功,分子势能一直在减小,到达c点时所受分子力为零,加速度为零,速度最大,动能最大,分子势能最小,为负值。由于惯性,到达c点后乙分子继续向甲分子靠近,由于分子力为斥力,故乙分子做减速运动,直到速度减为零,设到达d点后返回,故乙分子运动范围在ad之间。在分子力表现为斥力的那一段cd上,随分子间距的减小,乙分子克服斥力做功,分子力、分子势能随间距的减小一直增加。本题只有B正确。【变式训练】当两个分子间的距离r=r0时,分子处于平衡状态,设r1A.分子力先减小后增大
B.分子力有可能先减小再增大最后再减小
C.分子势能先减小后增大
D.分子势能先增大后减小【解析】选B、C。当r >r0时,分子力表现为引力,其大小随r增加先增大后减小且整个过程分子力做负功,分子势能增大;当r