(共54张PPT)
5.内 能
一、分子动能
1．定义：分子由于永不停息地做 而具有的能．
2．分子平均动能：所有分子运动动能的 ．
3．温度的微观意义：温度是分子热运动的 的标志．
无规则运动
平均值
平均动能
二、分子势能
1．定义：由分子间的分子力和分子间的 决定的势能．
2．分子势能的决定因素
(1)宏观上：分子势能的大小与物体的 有关．
(2)微观上：分子势能与分子之间的 有关；
①当r>r0时，分子力表现为 ，若r增大，需 做功，分子势能增加．
相对位置
体积
距离
引力
克服引力
②当r③当r＝r0时，分子势能 ．
3．结论：物体的体积变化时， 之间的距离会随之变化， 也会发生变化．因此，分子势能与物体的 有关．
斥力
最小
分子
分子势能
体积
三、内能
1．定义：物体中所有分子热运动的平均动能与 的总和叫物体的内能．
2．普遍性：物体中的分子永不停息地做 、分子间存在 ，所以任何物体都具有 ．
3．决定因素：物体所含的分子总数由物质的量决定．分子的热运动平均动能由 决定，分子势能与物体的 有关，故物体的内能由物质的量、 、 共同决定，同时受物态变化的影响．
分子势能
无规则运动
相互作用力
内能
温度
体积
温度
体积
一、分子动能与温度的关系
1．单个分子的动能
由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也是不同的，所以单个分子的动能没有意义．
2．分子的平均动能
(1)热现象研究的是大量分子运动的宏观表现，有意义的是物体内所有分子热运动的平均动能．
(2)温度是分子平均动能的标志，这是温度的微观意义，在相同温度下，各种物质分子的平均动能都相同，由于不同物质分子的质量不一定相同，因此相同温度时不同物质分子的平均速率不一定相同．
【特别提醒】 物体温度升高，分子热运动加剧．分子的平均动能增大，但并不是每一个分子的动能都变大．
下列说法中正确的是( )
A．只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同
B．分子动能指的是由于分子定向移动具有的动能
C．10个分子的动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能
D．温度高的物体中的每一个分子的运动速率一定大于温度低的物体中的每一个分子的运动速率
解析： 温度相同，物体分子平均动能相同，故A正确；分子动能指的是由于分子做无规则运动而具有的能，B错；物体内能是对大量分子而言，对于10个这样少的分子无意义，故C错；温度高的物体分子的平均速率大(相同物质)，但具体的每一个分子的速率是不确定的，可能大于平均速率，也可能小于平均速率，故D错．
答案： A
二、影响分子势能大小的因素
随着分子间距离的变化，分子力做功，分子势能发生变化，分子势能的变化微观上决定于分子间的距离，宏观上与物体的体积有关．
分子间距离 r＝r0 r＞r0 r＜r0
分子力做功 分子间距增大时，分子力做负功 分子间距减小时，分子力做负功
分子势能 最小 随分子间距的增大而增大 随分子间距的减小而增大
分子力 等于零 表现为引力 表现为斥力
1.分子势能为零和分子势能最小的含义不同，前者与选择的零势能点有关，而后者的位置确定在r＝r0处．
2．由于物体分子间距离变化的宏观表现为物体的体积变化，所以微观的分子势能变化对应于宏观的物体体积变化．但不能理解为物体体积越大，分子势能就越大，因为分子势能除了与物体的体积有关外，还与物态有关．同样是物体体积增大，有时体现为分子势能增大(在r＞r0范围内)，有时体现为分子势能减小(在r＜r0范围内)．例如，0 ℃的水结成0 ℃的冰后，体积变大，但分子势能却减小了．
下列关于分子势能的说法中正确的是( )
A．宏观上分子势能同体积无关
B．分子间距离增大时，分子势能增大
C．分子间距离增大时，分子势能减小
D．物体温度不变，而物体内能增加，则分子势能一定增加
解析： 当分子间距离r＞r0时，分子间作用力为引力，当分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增加；当分子间距离r＜r0时，分子间作用力为斥力，当分子间距离减小时，分子力做负功，分子势能增加，而分子间距变化宏观表现为体积的变化，故A、B、C选项错误．因为物体内能是物体内所有分子的动能与势能和．温度不变其分子总动能不变，所以内能增加，一定是分子势能增加．D选项正确．
答案： D
三、对物体内能的理解
1．内能是对大量分子而言的，对单个分子来说无意义．
2．物体的内能跟物体的机械运动状态无关．
3．决定因素
(1)在微观上，物体的内能取决于物体所含分子的总数、分子的平均动能和分子间的距离；
(2)在宏观上，物体的内能取决于物体所含物质的多少、温度和体积．
4．内能与机械能的区别和联系
项目 内能 机械能
对应的运动形式 微观分子热运动 宏观物体机械运动
能量常见形式 分子动能、分子势能 物体动能、重力或弹性势能
能量存在原因 由物体内大量分子的无规则热运动和分子间相对位置决定 由物体做机械运动和物体形变或与地球的相对位置决定
影响因素 物质的量、物体的温度和体积及物态 物体的机械运动的速度、离地高度(或相对于零势能面的高度或弹性形变)
是否为零 永远不能等于零 一定条件下可以等于零
联系 在一定条件下可以相互转化
下列关于物体内能的说法中正确的是( )
A．0 ℃的水比0 ℃的冰的内能大
B．物体运动的速度越大，则内能越大
C．水分子的内能比冰分子的内能大
D．100 g 0 ℃的冰比100 g 0 ℃的水的内能小
解析：
答案： D
选项 个性分析
A错误 物体的内能还与分子数有关，即与物质的量有关
B错误 宏观物体的速度与分子的动能无关，故与物体的内能也无关
C错误 讨论单个分子的内能没有意义
D正确 同样质量的冰变成水要吸收热量，物体的内能要增加
四、温度、内能、热量、热能这几个热学概念的区别
1．温度：温度的概念在前边已经具体地学过，其高低直接反映了物体内部分子热运动的情况，所以在热学中温度是描述物体热运动状态的基本参量之一．温度是大量分子热运动的集体表现．是含有统计意义的，对于单个分子来说，温度是没有意义的．
2．内能：物体内所有分子的动能和势能的总和．内能和机械能是截然不同的，内能是由大量分子的热运动和分子之间相对位置所决定的能量，机械能是物体做机械运动和物体的相对位置及形变所决定的能量，内能和机械能之间可以相互转化．
3．热量：是指热传递过程中内能的改变量．热量用来量度热传递过程中内能转移的数量．一个物体的内能是无法测定的，而在某种过程中物体内能的变化却是可以测定的，热量就是用来测定内能变化的一个物理量．
4．热能：是内能通俗的而不甚确切的说法．
对于热量、功、内能三个物理量，下列说法中正确的是( )
A．热量、功、内能三者的物理意义等同
B．热量、功都可以作为物体内能改变的量度
C．热量、功、内能的单位各不相同
D．热量和功由过程决定的，而内能是由物体状态决定的
解析： 热量、功为过程量，内能为状态量，且热量、功都可表示物体能量的变化，而内能是表示物体具有能量的一种表达方式，三者的国际制单位都为焦耳．
答案： BD
◎ 教材资料分析
〔思考与讨论〕——教材P15
假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为零，使一个分子固定，另一个分子从无穷远逐渐向它靠近，直至相距很近很近．两分子间距离为r0时分子间的引力与斥力平衡．把移动过程分为r>r0和r1．这两个阶段中分子间的力在做正功还是负功？分子势能各在怎样变化？
2．分子势能何时最低？
3．在图中画出分子势能Ep与分子间距离r关系的曲线，要求表现出Ep最小值的位置及Ep变化的大致趋势．
4．如果两个分子只受两者间分子力的作用，从力的角度讲，什么情况下两分子处于平衡状态？从分子势能的角度讲呢？
【点拨】 1.当分子间的距离大于r0时，分子间表现为引力，当分子间的距离小于r0时，分子间表现为斥力，当分子间距离大于10r0时，分子间作用力可视为零，所以当两分子靠近过程中，分子力先是做正功后做负功，外力先做负功后做正功，分子势能先减小后增大．
2．当两分子间距为r0时，分子势能最小．
3．如图所示．
4．如果两个分子只受两者间分子力的作用，当引力大小等于斥力时，分子处于平衡状态，从分子势能的角度讲分子的势能最小时，分子处于平衡状态.
设r＝r0时分子间的作用力为零，则一个分子在从远处以某一动能向另一个固定的分子靠近的过程中，下列说法正确的是(不考虑其他分子的影响)( )
A．r＞r0时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小
B．r＝r0时，动能最大，势能最小
C．r＜r0时，分子力做负功，动能减小，势能增大
D．以上说法都不对
解析：
答案： ABC
选项 个性分析
A正确 r＞r0时，分子力为引力，靠近过程中，分子力做正功，分子势能减小，其动能增大
B正确 r＝r0时，分子动能最大，分子势能最小
C正确 r＜r0时，分子力为斥力，靠近过程中，分子力做负功，分子势能增大，其动能减小
D错误 见以上分析
【反思总结】 (1)分子势能与分子力做功有关，分子力做正功，分子势能减小，动能增大；克服分子力做功，分子势能增大，动能减小
(2)分子的受力方向与运动方向相同还是相反，决定分子力是做正功还是做负功，继而决定分子势能是减小还是增大．
【跟踪发散】 1－1：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时为斥力，F＜0时为引力．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，则( )
A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子从a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子从a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减少
D．乙分子从b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加
解析： 乙分子由a运动到达c的过程，一直受到甲分子的引力作用而做加速运动，到达c时速度达到最大，而后受甲的斥力减速运动，A错误，B正确；乙分子由a到b的过程，引力做正功，分子势能一直减小，C正确；而乙分子从b到d的过程，先是引力做正功至c点，分子势能减小，后来克服斥力做功，分子势能增加，故D错误．
答案： BC
关于物体的内能，下列说法中正确的是( )
A．水分子的内能比冰分子的内能大
B．物体所处的位置越高，分子势能就越大，内能越大
C．一定质量的0 ℃的水结成的0 ℃的冰，内能一定减少
D．相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能
解析： 因内能是指组成物体的所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，说单个分子的内能没有意义，故选项A错误．内能与机械能是两种不同性质的能，它们之间无直接联系，内能与“位置”高低、“运动”还是“静止”没有关系，故选项B、D错误．一定质量的0 ℃的水结成0 ℃的冰，放出热量，使得内能减小．
答案： C
【反思总结】 分析物体内能变化的基本方法有两种：
(1)根据内能的定义来分析，抓住三个方面：一看物质的量，二看温度，三看体积．
(2)从能量的观点分析(即根据热力学第一定律)，特别是遇到物态变化时，用第二种方法更优越．
【跟踪发散】 2－1：关于质量和温度均相同的一杯水和一个钢球，下列说法正确的是( )
A．它们的内能一定相等
B．它们的分子平均动能一定相等
C．它们的分子的平均速率一定相等
D．把钢球置于水中，它们各自的内能一定不变
解析： 水和钢球温度相同，分子的平均动能相同，故B对，但水分子、钢球分子质量不同，平均速率不同，C错；水和钢球分子势能不一定相同，内能可能不同，故A错，由于两者温度相等，不会发生热传递现象，所以它们的内能各自保持不变，D对．
答案： BD
1．对不同的物体而言，下列说法中正确的是( )
A．高温物体内分子的平均动能一定比低温物体内分子的平均动能大
B．高温物体内每一个分子的动能一定大于低温物体内每一个分子的动能
C．高温物体内分子运动的平均速率一定比低温物体内分子运动的平均速率大
D．高温物体内每一个分子运动的速率一定大于低温物体内每一个分子运动的速率
解析： 温度是分子平均动能的标志，温度高的物体，分子的平均动能一定大，但分子的平均速率不一定大，因为不同物质分子的质量不同；对单个分子的速率、动能讨论温度是没有意义的，因为温度是大量分子表现出的宏观规律．
答案： A
2．关于物体的内能，以下说法正确的是( )
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，两物体内能一定相等
解析： 物体内能包括分子动能和分子势能两部分，温度相等亦即分子平均动能相等，但分子势能不一定相等，即内能不一定相等，A错误，C正确；分子的势能增大，分子的平均动能变化情况不明，内能不一定增大，B错误；物体的内能由物体分子的势能、分子平均动能及物体所含分子数的多少决定，两物体质量相等，但物质的量不一定相等，即分子数不一定相等，D错误．
答案： C
3．(2011·四川高二检测)如图所示，小孩下滑过程中，从能量的转化和转移的角度可用下面三句话来概括
①小孩克服摩擦做功，动能转化为内能 ②小孩从滑梯上滑下时，重力势能转化为动能 ③小孩的臀部吸热，内能增加，温度升高
以下排序正确的是( )
A．①②③ B．②③①
C．②①③ D．③②①
解析： 小孩从高处由静止滑下，重力做功，重力势能转化为动能，在运动过程中，小孩要克服摩擦，消耗机械能(动能)转化为热能(内能)，部分被小孩臀部吸收，温度升高，故能量转化顺序为②①③，C对，A、B、D错．
答案： C
4．如图所示为物体分子势能与分子间距离之间的关系，下列判断正确的是( )
A．当rB．当r>r0时，r越小，则分子势能Ep越大
C．当r＝r0时，分子势能Ep最小
D．当r→∞时，分子势能Ep最小
解析： 当rr0时，分子力表现为引力，r减小时分子力做正功，分子势能减小；当r＝r0时，分子力为零，分子势能最小；当r→∞时，引力做负功，分子势能增加趋近于零，故本题应选A、C.
答案： AC
5．一绝热容器内封闭着一些气体，容器在高速运输途中突然停下来，则( )
A．因气体温度与机械运动速度无关，故容器内气体温度不变
B．因容器是绝热的，故容器中气体内能不变
C．因容器突然停止运动，气体分子运动速度亦随之减小，故容器中气体温度降低
D．容器停止运动时，由于分子和容器壁的碰撞，机械运动的动能转化为分子热运动的动能，故容器中气体温度将升高
解析： 容器里的分子除做无规则的热运动外，还随容器做机械运动，当容器停止机械运动时，气体分子由于惯性与器壁或分子间的碰撞，使热运动加剧，气体的温度升高，故D选项正确．
答案： D
练考题、验能力、轻巧夺冠(共47张PPT)
2．分子的热运动
一、扩散现象
1．定义：不同的物质彼此 的现象．
2．产生原因：物质分子的 ．
3．应用：在高温条件下通过分子的 在纯净半导体材料中掺入其他元素．
4．发生环境：物质处于 、 、 时都能发生扩散现象．
5．意义：反映分子在做永不停息的 运动．
进入对方
无规则运动
扩散
固态
液态
气态
无规则
二、布朗运动
1．定义：悬浮在液体(或气体)中的 的不停的 运动．
它首先是由英国植物学家布朗在1827年用 观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的．
固体微粒
无规则
显微镜
2．特点：
(1)布朗运动 ．
(2)布朗运动 ．
(3)悬浮微粒 ，布朗运动 ．
(4)温度 ，布朗运动 ．
永不停息
无规则
越小
越明显
越高
越明显
3．产生原因及微观解释
(1)产生的原因：大量液体分子对悬浮微粒撞击的 造成的．
(2)布朗运动的微观解释：悬浮微粒虽然很小，但是它周围包围着大量的液体分子，这些分子做无规则运动，每一瞬间对微粒的碰撞作用力的大小和方向是不确定的(如图所示)，由于这种 ，导致微粒做无规则运动．
不平衡
碰撞的不平衡性
4．影响因素
(1)固体微粒的大小．悬浮在液体中的微粒越 ，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性就表现得越 ，因而布朗运动越显著．
(2)温度的高低．温度越 ，分子运动越激烈，液体分子对微粒的作用的不均衡性越显著，布朗运动越显著．
5．揭示的问题
悬浮微粒的无规则运动 分子的运动，但是它 地反映了 的无规则运动．
小
显著
高
不是
间接
液体分子
三、热运动
1．定义：大量分子 的 叫热运动．
2．影响因素：温度越高，热运动越 ．
3．宏观表现：布朗运动和 现象．
4．特点
(1)永不停息；
(2)运动 ；
(3)温度越高，分子的热运动越 ．
永不停息
无规则运动
激烈
扩散
无规则
激烈
【特别提醒】 机械运动指宏观物体的运动，与热运动是两种不同的运动形式，所以，机械运动与热运动的速率不存在对应关系．
一、布朗运动与扩散现象的比较
项目 扩散现象 布朗运动
定义 不同物质能够彼此进入对方的现象 悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动
原因 物质分子永不停息地做无规则运动 直接原因：大量液体(或气体)分子对悬浮微粒的撞击而导致的不平衡性
根本原因：液体分子的无规则运动
项目 扩散现象 布朗运动
影响因素 (1)温度：温度越高扩散越快(2)浓度：从浓度大处向浓度小处扩散
(3)还与物质的状态，物体的密度差有关 (1)温度：温度越高，布朗运动越显著
(2)固体微粒的大小：微粒越小，布朗运动越明显
微观机制 扩散现象说明了物质分子都在永不停息的做无规则运动 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，但不是分子的无规则运动，而是间接反映了液体分子的无规则运动
相同点：①产生的根本原因相同，也就是分子永不停息地做无规则运动；
②它们都随温度的升高而表现得越明显.
关于布朗运动和扩散现象的下列说法中正确的是( )
A．布朗运动和扩散现象都在气体、液体、固体中发生
B．布朗运动和扩散现象都是分子的运动
C．布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显
D．布朗运动和扩散现象都是永不停息的
解析： (1)布朗运动与扩散现象的研究对象不同：布朗运动研究对象是固体小颗粒，而扩散现象研究的是分子的运动．
(2)布朗运动与扩散现象条件不一样：布朗运动只能在气体、液体中发生．而扩散现象可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间．
(3)布朗运动与扩散现象的共同点是两者都是永不停息的，并且温度越高越明显．
由以上分析不难判断，正确选项为C、D.
答案： CD
二、对布朗运动的理解
1．布朗运动的产生
(1)布朗运动的无规则性．悬浮微粒受到液体分子撞击不平衡是形成布朗运动的原因，由于液体分子的运动是无规则的，使微粒受到较强撞击的方向也不确定，所以布朗运动是无规则的．
(2)微粒越小，布朗运动越明显．悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的冲击力越不平衡；另外微粒越小，其质量也就越小，相同冲击力下产生的加速度越大，因此微粒越小，布朗运动越明显．
(3)温度越高，布朗运动越激烈．温度越高，液体分子的运动(平均)速率越大，对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大，微粒越不易平衡，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越激烈．
2．布朗运动与热运动的区别与联系
布朗运动 热运动
不同点 研究对象 悬浮于流体中的微粒 分子
观察难易程度 可以在显微镜下看到 在显微镜下看不到
相同点 ①无规则，②永不停息，③与温度有关
联系 周围液体(或气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动反映了分子的热运动
用显微镜观察放在水中的花粉，追踪几粒花粉，每隔30 s记下它们的位置，用折线分别依次连接这些点，如图所示．图示折线是否为花粉的运动径迹？是否为水分子的运动径迹？
解析： 此图画出的是每隔30 s观察到的花粉微粒的位置用直线依次连接起来的图线，实际上在两位置间的短短30 s内，微粒的运动仍是极其复杂和无规则的，并非沿着两位置的连线运动．因此，图示折线并不是花粉的运动径迹，更不是水分子的运动径迹，这是因为花粉微粒每秒受到约1021次液体分子的碰撞，微粒运动的路线是在许许多多液体分子撞击下的平均效果的体现．
答案： 不是 不是
关于布朗运动，下列说法中正确的是( )
A．悬浮的微粒越大，布朗运动越明显
B．布朗运动是液体分子无规则运动的反映
C．强烈的阳光射入较暗的房间内，在光束中可以看到有悬浮在空中的微尘不停地做无规则运动，这也是一种布朗运动
D．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动
解析： 逐项分析如下
答案： B
选项 诊断 结论
A 布朗运动是悬浮微粒受到液体分子的冲击力不平衡造成的，微粒越大，在某一瞬时跟它相撞的分子数越多，各个方向撞击作用衡，故布朗运动越不明显 ×
B 布朗运动的规律反映了液体分子运动的规律 √
C 能做布朗运动的微粒都很小，一般数量级在10－6 m，人眼不可能直接观察到，只能借助光学显微镜观察，尘埃的运动是空气对流产生的，不是布朗运动 ×
D 热运动指分子的运动，布朗运动不是热运动 ×
【反思总结】 布朗运动不是分子运动，是液体(或气体)分子撞击固体微粒的结果，它反映了液体分子运动的无规则性．
【跟踪发散】 1－1：如图所示是布朗运动小颗粒的位置连线放大图，从小颗粒在A点开始计时，每隔30 s记下小颗粒的位置，得到B、C、D、E、F、G、I等点，则小颗粒在第75 s末时的位置，以下叙述中正确的是( )
A．一定在CD连线的中点
B．一定不在CD连线的中点
C．可能在CD连线上，但不一定在CD连线中点
D．可能在CD连线以外的某些点上
解析： 布朗运动是无规则的运动，每隔30 s记下颗粒的一个位置，其连线不是运动轨迹，其实在这30 s内运动也是杂乱无章的，不是沿直线运动的．在75 s末小颗粒可能在CD连线上，也可能在CD的中点，也可能在CD连线外的任一位置，故C、D正确．
答案： CD
关于扩散现象和布朗运动，下列说法中正确的是( )
A．扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动
B．扩散现象和布朗运动没有本质的区别
C．扩散现象可以停止，说明分子的热运动可以停止
D．扩散现象和布朗运动都与温度有关
解析： 扩散现象是指分子的无规则热运动，而布朗运动是指悬浮微粒的无规则运动，二者本质不同，A、B错误；布朗运动是由于分子热运动对悬浮微粒的不均衡撞击所致，所以分子热运动不会停止，C错误；这两种现象都与温度有关，温度越高，现象越明显，D正确．
答案： D
【跟踪发散】 2－1：对以下物理现象的正确分析是( )
①从射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞 ②上升的水蒸气的运动 ③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动 ④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动
A．①②③属于布朗运动
B．④属于扩散现象
C．只有③属于布朗运动
D．以上结论均不正确
解析： 扩散现象是指分子从浓度大的地方运动到浓度小的地方，而布朗运动是固体小颗粒的无规则运动．观察布朗运动，必须在高倍显微镜下，肉眼看到的不属于做布朗运动的颗粒，它做的运动也不是布朗运动，由以上分析不难判断B、C选项正确．
答案： BC
关于热运动的说法中，正确的是( )
A．热运动是物体受热后所做的运动
B．温度高的物体中的分子做无规则运动
C．单个分子做永不停息的无规则运动
D．大量分子做永不停息的无规则运动
解析： 热运动是指物体内大量分子做无规则运动，不是单个分子做无规则运动，在物体内的分子运动速度不同，即使是同一个分子在不同时刻其速度也不同，热运动在宏观上表现的是温度，当分子的平均速率变化时，物体的温度变化，不仅高温物体中的分子在做无规则运动，低温物体内的分子也同样做无规则运动，只是其平均速率不同而已，A、B、C是错误的．答案为D
答案： D
【反思总结】 要正确理解热运动的实质，不能从字面上去分析问题．温度高分子无规则运动剧烈程度高，是对大量分子而言的，对单个分子没有意义．
【跟踪发散】 3－1：对下列物理现象的解释，正确的是( )
A．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙
B．液体中较大的悬浮颗粒不做布朗运动，而较小的颗粒做布朗运动，说明分子的体积很小
C．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子和混凝土分子都在做无规则的热运动
D．高压下的油会透过钢罐壁渗出，只能说明分子是不停运动着的
解析： 颗粒做布朗运动是由于液体分子对颗粒有力的作用．大颗粒接触的分子数多，各个方向受的分子作用力相互平衡，所以不做布朗运动，但它说明不了分子体积的大小，A对，B错；扩散现象说明了分子是运动的，因此C对；而高压下油渗出钢罐壁，也说明了分子之间有间隙，D错．
答案： AC
1．关于布朗运动下列说法正确的是( )
A．布朗运动是液体分子的运动
B．布朗运动反映了固体分子的运动
C．布朗微粒做无规则运动的原因是由于它受到水分子有时吸引、有时排斥的结果
D．温度越高，布朗运动越显著
解析： 布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动，不是液体分子的运动，是液体分子无规则运动的反映，这个小颗粒不是固体分子，故A、B错；
布朗微粒做无规则运动的原因是由于周围液体分子撞击的不平衡造成的，故C错；
温度越高，布朗运动越显著，D正确．
答案： D
2．关于扩散现象，下列说法中正确的是( )
A．扩散现象是指相互接触的物体彼此进入对方的现象
B．扩散现象只能在液体中进行
C．扩散现象说明分子在做无规则运动且分子之间是有空隙的
D．扩散的快慢与温度无关
解析： 扩散现象是指相互接触的物体，彼此进入对方的现象，且温度越高，扩散进行得越快，扩散现象说明了分子在做无规则运动且分子间是有空隙的，故A、C正确．
答案： AC
3．(2011·苏州高二检测)物体内分子运动的快慢与温度有关，在0 ℃时物体内的分子的运动状态是( )
A．仍然是运动的
B．处于静止状态
C．处于相对静止状态
D．大部分分子处于静止状态
解析： 分子的运动虽然受温度影响，但永不停息，A对，B、C、D错．
答案： A
4．如图所示，一个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．对于抽去玻璃板后所发生的现象，(已知二氧化氮的密度比空气的密度大)下列说法正确的是( )
A．当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色
B．二氧化氮由于密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色
C．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色
D．由于气体分子在运动着，所以上面的空气会到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致
解析： 抽去玻璃板后，空气与二氧化氮两种气体接触，由于气体分子的运动，过一段时间空气、二氧化氮气体会均匀分布在上下两广口瓶当中，颜色均匀一致，都呈淡红棕色，A、D对，B、C错．
答案： AD
5．如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅，铅中有金，对此现象说法正确的是( )
A．属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的相互吸引
B．属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的运动
C．属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中
D．属布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中
解析： 属扩散现象，是由于两种不同物质分子运动引起的，B对．
答案： B
练考题、验能力、轻巧夺冠(共50张PPT)
3.分子间的作用力
一、分子间的作用力
1．分子间有空隙
(1)气体分子的空隙：气体很容易被压缩，表明气体分子间有很大的 ．
(2)液体分子间的空隙：水和酒精混合后总体积会 ，说明液体分子间有 ．
(3)固体分子间的空隙：压在一起的金片和铅片，各自的分子能 到对方的内部说明固体分子间也存在着 ．
空隙
变小
间(空)隙
彼此进入
空隙
2．分子间的作用力
(1)分子间同时存在着相互作用的 和 ．分子间实际表现出的作用力是引力和斥力的 ．
(2)分子间作用力与分子间距离变化的关系(如图所示)：分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而 ，随分子间距离的减小而 ．但斥力比引力变化得 ．
引力
斥力
合力
减小
增大
快
①当r＝r0时， ，此时分子所受合力为 ．
②当r③当r＞r0时， ，作用力的合力表现为 ．
④当r＞10r0(即大于10－9 m)时，分子间的作用力变得很微弱可忽略不计．
【特别提醒】 分子间的引力和斥力是同时存在的，当分子间距离大于r0时，分子力为引力，但分子间的斥力仍然存在．
F斥＝F引
零
F斥>F引
斥力
F引＞F斥
引力
二、分子动理论
1．内容：物体是由 分子组成的，分子在做 的无规则运动，分子之间存在着 和 ．
2．统计规律
(1)微观方面：各个分子的运动都是 的，带有偶然性．
(2)宏观方面： 的运动有一定的规律，叫做统计规律．大量分子的运动受 的支配.
大量
永不停息
引力
斥力
无规则
大量分子
统计规律
一、分子间同时存在相互作用的引力和斥力的解释
1．从宏观上解释
(1)以固体物质为例，物体在被拉伸时需要一定的外力，这表明组成物体的分子之间存在着相互作用的引力，所以要使物体被拉伸，一定需要有外力来克服分子之间的引力．
(2)同样，物体在被压缩时也需要一定的外力，这表明组成物体的分子之间还存在着相互作用的斥力，因此要使物体被压缩，一定需要有外力来克服分子之间的斥力．
2．从微观上解释
(1)分子间虽然有空隙，但大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子之间存在着引力．
(2)分子间有引力，而分子间又有空隙，没有紧紧吸在一起，这说明分子间还存在着斥力．
下列说法正确的是( )
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
解析：
答案： AD
二、如何借助弹簧小球模型理解分子力？
分子间距离 分子间引力与斥力的关系 分子力 分子力模型
r＝r0 引力等于斥力 零
r＜r0 引力小于斥力，随着分子间距离的减小，分子间的引力和斥力同时增大，但是斥力增大得快 表现为斥力，且分子力随分子间距的减小而增大
分子间距离 分子间引力与斥力的关系 分子力 分子力模型
r＞r0 引力大于斥力，随着分子间距离的增大，分子间的引力和斥力同时减小，但是斥力减小得快 表现为引力，且分子力随分子间距的增大，先增大后减小
分子甲和分子乙距离较远，设分子甲固定不动，分子乙逐渐向分子甲靠近，直到不能再靠近．在这一过程中( )
A．分子力总是对分子乙做正功
B．分子乙总是克服分子力做功
C．先是分子乙克服分子力做功，然后分子力对分子乙做功
D．先是分子力对分子乙做正功，然后分子乙克服分子力做功
解析： 由于分子间距大于r0时，分子力表现为引力，因此分子乙从远处移到距分子甲r0处的过程中分子力做正功；由于分子间距离小于r0时分子力表现为斥力，因此分子乙从距分子甲r0处继续移近分子甲时要克服分子力做功，故D正确．
答案： D
三、根据分子力解释物体三种状态的宏观特征
分子间的距离不同，分子间的作用力表现也就不一样．
1．固体：固体分子间的距离小，分子之间的作用力表现明显，其分子只能在平衡位置附近做范围很小的无规则振动．因此，固体不但具有一定的体积，还具有一定的形状．
2．液态：液体分子间的距离也很小，分子之间的作用力也能体现得比较明显，但与固体分子相比，液体分子可以在平衡位置附近做范围较大的无规则振动，而且液体分子的平衡位置不是固定的，是不断移动的，因此液体虽然具有一定的体积，却没有固定的形状．
3．气体：气体分子间的距离较大，分子之间的作用力极小，可认为气体分子除了与其他气体分子或器壁碰撞时有相互作用外，分子力可忽略．因而气体分子总是做匀速直线运动，直到碰撞时才改变方向．所以气体没有一定的体积，也没有一定的形状，总是充满整个空间．
◎ 教材资料分析
〔思考与讨论〕——教材P9
请在图中作出一个分子所受另一个分子的斥力与引力的合力随分子间距离r变化的图象．例如，当r＝OP时，这个分子所受斥力的大小可用线段PC的长度表示，所受引力的大小用PD的长度表示，从C向下作CQ＝PD，于是线段PQ的长度就代表了合力F的大小：F＝F斥－F引，再作出r取其他大约10个值时代表合力的点，连成平滑曲线，这条曲线将在第5节用到，因此作图时要尽可能准确，讨论这条曲线的含义．
【点拨】 从图中看出引力和斥力都随分子间距的增大而减小，但斥力减小得快，分子间的作用力(合力)随分子间距离的增大先减小到零，再增大到某一值，再减小.
(2011·苏州联考)如图，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引力的大小随两分子间距离变化的关系，e为两曲线的交点，则( )
A．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标数量级为10－15 m
B．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标数量级为10－10 m
C．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标数量级为10－10 m
D．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标数量级为10－15 m
解析： 表示引力的线与表示斥力的线的交点，横坐标表示分子间距r0，r0大约10－10 m，由分子力特点可知r＞r0时，引力大于斥力，分子力表现为引力；r＜r0时，引力小于斥力，分子力表现为斥力，由此可知ab线表示引力，cd线表示斥力，C对，A、B、D错．
答案： C
【反思总结】 分子力问题的分析方法
(1)平衡位置时，引力与斥力大小相等合力为零．
(2)r＞r0时，表现为引力；r＜r0时表现为斥力．
(3)引力、斥力均随距离变大而变小，斥力变化更快一些．
【跟踪发散】 1－1：如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲．图中b点是引力最大处，d点是两分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是( )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
解析： 由分子力与分子之间距离的图象可以看出，在a、b、c、d四点中，乙分子在d点时分子力最大，根据牛顿第二定律知在d点时乙分子的加速度最大．
答案： D
下列说法中正确的是( )
A．往一杯水里放几粒盐，盐粒沉在水底，逐渐溶解，过一段时间，上面的水也咸了，是食盐分子做布朗运动的结果
B．把一块铅和一块金表面磨光后紧压在一起，在常温下放置四五年，结果金和铅互相渗入，这是两种金属分子做布朗运动的结果
C．扩散现象不但说明分子永不停息地做无规则运动，同时也说明了分子间是有空隙的
D．压缩气体比压缩固体和液体容易得多，这是因为气体分子间的距离远大于液体和固体分子间的距离
解析：
答案： CD
选项 个性分析
A错误 上面的水变咸是食盐分子扩散的结果
B错误 两种金属互相渗入是它们的分子相互扩散的结果
C正确 扩散现象中不同物质的分子相互渗透，说明分子间有空隙
D正确 气体极易被压缩，是因为气体分子之间的距离是分子直径的10倍以上，分子间的作用力很小，可忽略不计，而固体、液体分子之间的距离很小，压缩时分子间斥力较大，不易被压缩
【跟踪发散】 2－1：将下列实验事实与产生的原因对应起来
A．水与酒精混合体积变小
B．固体很难被压缩
C．细绳不易拉断
D．糖在热水中溶解得快
E．冰冻食品也会变干
a．固体分子也在不停地运动
b．分子运动的剧烈程度与温度有关
c．分子间存在着空隙
d．分子间存在着引力
e．分子间存在着斥力
它们的对应关系分别是：A—________；B—________；C—________；D—________；E—________.(在横线上填上与实验事实产生原因前后对应的符号)
答案： c e d b a
分子甲和分子乙距离较远，设甲分子固定不动，乙分子逐渐向甲分子靠近，直到不能再近的这一过程中( )
A．分子力总是对乙分子做正功
B．乙分子总是克服分子力做功
C．先是乙分子克服分子力做功，然后分子力对乙分子做正功
D．先是分子力对乙分子做正功，然后乙分子克服分子力做功
解析： 由于分子间距大于r0时，分子力表现为引力，因此分子乙从远处移到距分子甲r0处的过程中如图分子力做正功；由于分子间距离小于r0时分子力表现为斥力，因此分子乙从距分子甲r0处继续移近甲时要克服分子力做功．
答案： D
【反思总结】 (1)判断分子力是做正功还是负功，依据分子力的方向与位移方向的关系．
(2)由于分子力做功，引起分子能量的改变是我们以后要学习的内容．
答案： ABD
1．如图所示是描述分子引力与斥力随分子间距离r变化的关系曲线，根据曲线可知下列说法中正确的是( )
A．F引随r的增大而增大
B．F斥随r的增大而减小
C．r＝r0时，F斥与F引大小相等
D．F引和F斥随r的增大而减小
解析： F引和F斥均随r的增大而减小，当r＝r0时，F引＝F斥，方向相反，合力F＝0.
答案： BCD
2．关于分子动理论，下述说法不正确的是( )
A．物质是由大量分子组成的
B．分子永不停息地做无规则运动
C．分子间有相互作用的引力或斥力
D．分子动理论是在一定实验基础上提出的
解析： 由分子动理论可知A、B对，分子间有相互作用的引力和斥力，C错．分子动理论的提出是在扩散现象、布朗运动等实验基础上提出的，D对．
答案： C
3．(2011·广州高二检测)表面平滑的太空飞行器在太空中飞行与灰尘互相摩擦时，很容易发生“黏合”现象，这是由于( )
A．摩擦生热的作用 B．化学反应的作用
C．分子力的作用 D．万有引力的作用
解析： 当表面平滑的飞行器在太空中与灰尘相互摩擦时，可以使飞行器表面与灰尘的距离达到分子力的作用范围，而发生“黏合”，因此是分子力的作用．C项正确．
答案： C
4．下列说法正确的是( )
A．用打气筒打气很费劲，这是气体分子间存在斥力的宏观表现
B．水的体积很难被压缩，这是水分子间存在斥力的宏观表现
C．气缸中的气体膨胀推动活塞，这是分子间的斥力对外做功的宏观表现
D．夏天轮胎容易爆裂，说明温度越高，气体分子间的斥力越大
解析： 用打气筒打气费劲，是由于气体压强的原因，气体分子间距离很大，分子斥力很小且小于分子引力，气体分子由于热运动而对容器壁产生了压强，因此通过活塞压缩气体时就会感到有很大的压力，A错；水的分子间距在平衡距离r0附近，因此在压缩水时，水分子间的斥力增大比引力增大得快，对外呈斥力，这就是水很难压缩的原因，B正确；C、D同A项一样，气缸和轮胎中的气体对活塞或轮胎产生压力，C、D错．
答案： B
5．(2010·四川卷)下列现象中不能说明分子间存在分子力的是( )
A．两铅块能被压合在一起
B．钢绳不易被拉断
C．水不容易被压缩
D．空气容易被压缩
\解析： 钢绳不易被拉断，说明钢绳分子间存在相互作用的引力．水不易被压缩，因为压缩使水分子间距离比平衡距离减小，分子间斥力比引力增加的快，因此分子力表现为斥力．两铅块能被压合在一起，是分子间距离达到引力距离，分子力表现为引力的结果．空气容易被压缩，是因为气体分子距离远大于r0，绝大部分空间是间隙，分子力可忽略不计．因此正确选项为D.
答案： D
6. (2011·广东卷·13)如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是( )
A．铅分子做无规则热运动
B．铅柱受到大气压力作用
C．铅柱间存在万有引力作用
D．铅柱间存在分子引力作用
解析： 当两个接触面平滑的铅柱压紧时，接触面上的分子与分子间的距离非常小，分子之间的作用力表现为引力，使铅柱不脱落．
答案： D
练考题、验能力、轻巧夺冠(共61张PPT)
1．物体是由大量分子组成的
一、分子的大小
1．用油膜法估测分子的大小
(1)实验原理
①理想化：认为油酸薄膜是由 紧密排列组成．如图所示．
②模型化：把油酸分子简化成 ．
③估算：油膜的厚度就等于油酸分子的 ，即d＝ .
单层油酸分子
小球
直径
(2)实验器材：注射器(或滴管)、 、浅盘、 、痱子粉或细石膏粉、水、酒精、油酸、彩笔、 ．
(3)由实验得到油酸分子大小的数量级是 m.
小量筒
玻璃板
坐标纸
10－10
【特别提醒】 用油膜法估测油酸分子的大小时，在水面上滴上一滴油酸酒精溶液，形成的油膜面积会先变大；随着酒精的挥发，油膜面积又会变小，所以要等油膜面积变化稳定后再测油膜面积．
2．分子的大小
(1)除了一些有机物质的大分子外，多数分子尺寸的数量约为 m.
(2)分子的质量的数量级一般为10－26 kg.
(3)分子的数目很多，1 mol物质含有 个分子．
10－10
阿伏加德罗常数
二、阿伏加德罗常数
1．定义：1 mol的任何物质都含有 ，这个数量可以用 来表示．
2．数值：阿伏加德罗常数通常取NA＝ ，粗略计算中可取NA＝ .
3．意义：阿伏加德罗常数是一个重要常数．它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与 、 等微观物理量联系起来了，即阿伏加德罗常数NA是联系宏观世界与微观世界的桥梁.
相同的粒子数
阿伏加德罗常数
6.02×1023mol－1
6.0×1023 mol－1
分子质量
分子大小
一、用油膜法估测分子的大小
1．实验目的：用油膜法估测油酸分子的大小．
初步学会用统计的方法求物理量．
2．实验原理
当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中并很快挥发，在水面上形成一层纯油酸的单分子层薄膜，如图所示．如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径．
3．实验器材
清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约为30 cm～40 cm)、注射器(或滴管)、玻璃板、彩笔、痱子粉(或石膏粉)、坐标纸、容量瓶(500 mL)．
4．实验步骤
(1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以减少实验误差；
(2)配制油酸酒精溶液：取油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸分子充分与酒精分子结合，这样就得到了浓度为0.2%的油酸酒精溶液；
(3)用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积时的滴数；
(4)向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上；
(5)用注射器或滴管将油酸酒精溶液滴在水面上一滴；
6．注意事项
(1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度产生实验误差．
(2)实验前应练习好滴法．
(3)待测油酸扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：第一是水面受到油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩．
(4)当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧面上会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱棉擦干，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁．
(5)从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，比在水面上撒粉效果好．
(6)本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可．
(2011·大纲全国卷·22)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．
完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确的顺序是________．(填写步骤前面的数字)
(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为________m．(结果保留1位有效数字)
二、分子模型
分子的实际结构是很复杂的，可以把单个分子看成一个立方体，也可以看成是一个个小球.
分子模型 意义 分子大小 图例
球形模型 固体和液体可看成是一个个紧挨着的球形分子排列而成的，忽略分子间的空隙
立方体模型 气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是平均每个分子占有的活动空间，这时忽略空气分子的大小
试估算氢气分子在标准状态下的平均距离．(保留一位有效数字)
答案： 7×10－10 m
三、阿伏加德罗常数的应用
1．宏观物理量：物质的质量M，体积V，密度ρ，摩尔质量MA，摩尔体积VA.
2．微观物理量：分子质量m0，分子体积V0，分子直径d.
3．宏观量与微观量的桥梁：阿伏加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，可算出阿伏加德罗常数；反过来，已知阿伏加德罗常数，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)．
(2010·江苏高考)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1.若潜水员呼吸一次吸入2 L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．(结果保留一位有效数字)．
答案： 3×1022个
◎ 教材资料分析
〔思考与讨论〕——教材P4
以水分子为例，知道水分子的大小，不难估算阿伏加德罗常数．
(1)如果知道每个水分子的直径是4×10－10 m，那么每个水分子的体积约为多少？
(2)我们还知道水的摩尔体积是1.8×10－5 m3/mol.如果水分子是一个挨一个地排列的，那么1 mol水所含水分子数是多少？
把你的估算结果和化学课本中的阿伏加德罗常数相比较．
油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示：
(1)若每一小方格的边长为30 mm，则油酸薄膜的面积为________m2；
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为________m2；
(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为________m.
思路点拨：
答案： (1)4.95×10－2 (2)1.2×10－11 (3)2.4×10－10
【跟踪发散】 1－1：将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液，已知1 cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为 0.2 m2.由此可估算油酸分子的直径为多大？
1 mol铜的质量为63.5 g，铜的密度为8.9×103 kg/m3，试估算一个铜原子的质量和体积．
答案： 1.05×10－25 kg 1.18×10－29 m3
【反思总结】 估算法是解答物理问题的一种常用方法，不要求精确的求解，但要求合理的近似．由其特点是：
(1)建立必要的理想模型(如把分子看成球体)；
(2)寻找估算依据，建立估算式；
(3)对数值进行合理取舍(如π≈3，重力加速度g取10 m/s2等)．
【跟踪发散】 2－1：钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ，(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为NA，请写出a克拉钻石所含有的分子数和每个钻石分子直径的表达式．(1克拉＝0.2克)
1．关于分子，下列说法中正确的是( )
A．把分子看做球形是对分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是球形
B．所有分子的直径都相同
C．不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致
D．不同分子的质量一般不同，但数量级基本一致
解析： 把分子看做球形是将实际问题的理想化，A对．不同分子直径大小不同，但数量级除有机物的大分子外，一般都是10－10 m，B错，C对．同理知D对．
答案： ACD
2．采用油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是( )
A．1滴油酸的质量和它的密度
B．1滴油酸的体积和它的密度
C．1滴油酸的体积和它散成油膜的最大面积
D．所散成的油膜的厚度和它的密度
答案： C
3．2010年4月20日夜间，位于墨西哥湾的“深水地平线”钻井平台发生爆炸，造成大量原油泄漏．假设密度为9×102 kg/m3的原油泄漏出9 t，则这9 t原油造成的最大可能污染面积约为( )
A．1011 m2 B．1012 m2
C．108 m2 D．109 m2
解析： 在最大污染面积的情况下，泄漏的原油在海面形成单分子油膜，油分子直径约为10－10 m，所以10－10 m×S×9×102 kg/m3＝9×103 kg，解得S＝1011 m2.
答案： A
4．(2011·上海单科，27)在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，
(1)某同学操作步骤如下：
①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；
②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；
③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；
④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．
改正其中的错误：___________________________ _____________________________________________
(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为________m.
解析： (1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差．
③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败．
答案： (1)②在量筒中滴入N滴溶液 ③在水面上先撒上痱子粉 (2)1.2×10－9
练考题、验能力、轻巧夺冠(共24张PPT)
阿伏加德罗常数是微观世界的一个重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁．可用阿伏加德罗常数进行有关微观量(分子的体积V0、直径d和质量m0)和宏观量(物质的体积V、摩尔体积Vmol、物质的质量m、摩尔质量M和物质的密度ρ)之间联系的计算．
(2011·济南高二检测)在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求：
(1)说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系；
(2)它们中各有多少水分子？
(3)它们中相邻两个水分子之间的平均距离．
每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状所示．
(1)若每一小方格的边长为30 mm，则油酸薄膜的面积为________m2；
(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为________m3；
(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为________m.
1．分子运动：分子的运动是不规则的，受温度影响．温度越高，运动越剧烈．大量分子运动受统计规律支配．
2．扩散现象：两种不同物质接触，能够彼此进入对方即为扩散现象，扩散现象的原因是分子的无规则运动，扩散现象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即为布朗运动，布朗运动产生的原因是分子的无规则运动，布朗运动是分子热运动的具体体现之一．
下列说法中不正确的是( )
A．沙子、水泥及水搅拌成沙浆是扩散现象
B．布朗运动是液体分子无规则运动的反映
C．扩散现象和布朗运动都不是分子运动，也不能反映分子的运动
D．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动
解析： 扩散现象是指两种不同物质分子彼此进入对方的现象，沙子水泥混合是物质颗粒进入对方，不是扩散现象，A错．布朗运动的确不是分子运动，但布朗运动的原因是分子运动引起的，所以能反映分子的运动，C错．虽然布朗运动的激烈程度跟温度有关，但它是指悬浮微粒的无规则运动，而热运动是分子永不停息的无规则运动，D错．B对．
答案： ACD
1．分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系如图所示(取无穷远处分子势能为0)
(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．
对外表现的分子力F是分子间引力和斥力的合力．
(2)在rr0的范围内，随着分子间距离r的增大，分子力F是先增大后减小，而分子势能Ep一直增大．
(3)当r＝r0时分子处于平衡状态，此时分子间的引力、斥力同样存在，分子力F为零，分子势能Ep最小．
2．物体的内能
定义 微观 宏观 量值
分子的动能 物体的分子不停地运动着，运动着的分子所具有的能 分子永不停息地做无规则运动 与温度有关 永远不等于零
分子的势能 物体的分子由它们的相对位置所决定的能 分子间存在相互作用的引力和斥力所决定的能 与物体的体积 有关可能等于零
物体的内能 物体内所有分子动能与势能的总和 分子热运动和分子间存在作用力 与分子数、温度、体积有关 永远不等于零
若某种气体分子之间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体的体积和温度的关系是( )
A．如果保持其体积不变，温度升高，内能不变
B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减少
C．如果保持其温度不变， 体积增大，内能增大
D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减小
解析： 对一定质量的某种实际气体，分子总数一定，则若保持体积不变，则分子间距离不变，分子势能不变．温度升高，则分子的平均动能增大，而分子总数一定，故所有分子的总动能增大，即内能增大；若保持温度不变，则所有分子的总动能不变．体积增大，则分子间的距离增大，分子引力做负功，分子势能增加，所以气体的内能增大．
答案： C
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知能综合检测卷(共41张PPT)
4.温度和温标
一、状态参量与平衡态
1．系统和外界
(1)系统：在热学中，把某个范围内大量分子组成的研究对象叫做 ，简称系统．
(2)外界：系统之外与系统发生 的其他物体统称为外界．
热力学系统
相互作用
2．状态参量：在热学中，为确定系统的状态，需要用到的一些物理量，如 、 、 等．
3．平衡态：对于一个不受外界影响的系统，无论其初始状态如何，经过足够长的时间后，必将达到一个 不再随时间变化的 状态，这种状态叫平衡态．
温度
体积
压强
宏观性质
稳定
二、热平衡与温度
1．热平衡
两个系统相互接触，它们之间没有 材料，或通过导热性能好的材料接触，这两个系统的 不再变化，此时的状态叫热平衡状态，我们说两系统达到了 ．
隔热
状态参量
热平衡
2．热平衡定律
如果两个系统分别与第三个系统达到 ，那么这两个系统彼此之间也必定处于 ，这个结论称为热平衡定律，又叫热力学第零定律．
3．温度
处于热平衡的两个系统必定具有某个 性质，我们用 来表征这个“共同性质”．温度也可理解为物体的 程度．
热平衡
热平衡
共同
温度
冷热
三、温度计和温标
1．温度计的测温原理
(1)水银温度计是根据物体 的性质来测量温度的．
(2)金属电阻温度计是根据金属的 随 的变化来测量温度的．
(3)气体温度计是根据 与 的关系来测量温度的．
(4)热电偶温度计是根据不同导体，因 产生电动势的大小来测量温度的．
热胀冷缩
电阻率
温度
气体压强
温度
温差
2．温标：定量描述温度的方法
(1)摄氏温标
一种表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为 ，水的沸点为 .在0 ℃和100 ℃之间分成100等份，每一份就是1 ℃.
(2)热力学温标
现代科学中常用的表示温度的方法，规定摄氏温度的－273.15 ℃为零值，它的一度 摄氏温度的一度．
0 ℃
100 ℃
等于
(3)摄氏温度与热力学温度
①摄氏温度： 温标表示的温度，用符号t表示，单位 ，符号表示为 ℃.
②热力学温度： 温标表示的温度，用符号T表示，单位 ，符号表示为K.
③换算关系：T＝ K
【特别提醒】 在用热力学温标和摄氏温标表示温度变化时，每变化1 ℃等于每变化1 K，即两种温标表示的温度差是相等的.
摄氏
摄氏度
热力学
开尔文
t＋273.15
一、平衡态
1．平衡态的理解
(1)热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，表现为系统的宏观性质不随时间变化，而力学中的平衡态是指物体的运动状态处于静止或匀速直线运动的状态．
(2)平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的．系统处于平衡态时，由于涨落，仍可能发生偏离平衡状态的微小变化．
(3)两个系统达到热平衡后再把它们分开，如果分开后它们都不受外界影响，再把它们重新接触，它们的状态不会发生新的变化．因此，热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统．因此可以说，只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，我们就说这两个系统原来是处于热平衡的．
2．热平衡定律的意义
热平衡定律又叫热力学第零定律，为温度的测量提供了理论依据．因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以比较各物体温度时，不需要将各个物体直接接触，只需将作为标准物体的温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低．
下列状态中处于热平衡态的是( )
A．将一金属块放在沸水中加热足够长的时间
B．冰水混合物处在0 ℃环境中
C．突然被压缩的气体
D．开空调2分钟内教室内的气体
解析： 系统处于热平衡态时，其状态参量稳定不变，金属块放在沸水中加热足够长的时间，冰水混合物在0 ℃环境中，其温度、压强、体积都不再变化，是平衡状态，故A、B对；突然被压缩的气体温度升高，压强变大，故其不是平衡状态，C错；开空调2分钟内教室内的气体温度、体积均要变化，故其不是平衡状态，D错．
答案： AB
二、温度与温标
1．对温度的理解应注意
(1)宏观上，表示物体的冷热程度．
(2)微观上，反映分子热运动的激烈程度．
(3)一切达到热平衡的物体都具有相同的温度．
(4)若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度便等于B的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理．
2．温度计测量原理：一切互为热平衡的系统都具有相同的温度．温度计与待测物体接触，达到热平衡，其温度与待测物体的温度相同．
3．温标
(1)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标．
(2)温标要素：第一选择某种具有测温属性的测温物质；第二了解测温物质随温度变化的函数关系；第三确定温度零点和分度的方法．
(3)温度的两种数值表示法：摄氏温标和热力学温标
摄氏温标 热力学温标
提出者 摄氏修斯和施勒默尔 英国物理学家开尔文
零度的规定 一个标准大气压下冰水混合物的温度 －273.15 ℃
温度名称 摄氏温度 热力学温度
温度符号 t T
单位名称 摄氏度 开尔文
单位符号 ℃ K
关系 (1)T＝t＋273.15 K，粗略表示：T＝t＋273 K
(2)每一开尔文的大小与每一摄氏度的大小相等
关于温度的物理意义，下列说法中正确的是( )
A．温度是物体冷热程度的客观反映
B．人如果感觉到某个物体很冷，就说明这个物体的温度很低
C．热量会自发地从含热量多的物体传向含热量少的物体
D．热量会自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体
解析： 温度是表示物体冷热程度的物理量，但人们对物体冷热程度的感觉具有相对性，A正确，B错误；热传递的方向是热量自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体，而热量是过程量，不能说物体含有热量，C错误，D正确．
答案： AD
关于热力学温标的说法正确是( )
A．热力学温标是一种更为科学的温标
B．热力学温标的零度为－273.15 K
C．气体温度趋近于绝对零度时其体积为零
D．在绝对零度附近气体已液化，所以它的压强不会为零
解析： 本题考查热力学温标的性质．热力学温标在科学计算中特别体现在热力学方程中，使方程更简单，更科学，故A对；B是热力学温标的常识，错误；气体趋近于绝对零度时，已液化，但有体积，故其压强不为零，C错，D对．
答案： AD
关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的是( )
A．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态
B．两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统原来的温度是相同的
C．热平衡就是平衡态
D．处于热平衡的几个系统的温度一定相等
解析： 一般来说，描述系统的状态参量不止一个，根据平衡态的定义可以确定A错．根据热平衡的定义可知B和D是正确的．平衡态是针对某一系统而言的，热平衡是两个系统相互影响的最终结果，可见C错．正确选项为B、D.
答案： BD
【反思总结】 平衡状态时各状态参量都保持稳定．热平衡指温度相同，热平衡时，不一定处于平衡态．
【跟踪发散】 1－1：下列有关热平衡的说法正确的是( )
A．如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态
B．热平衡定律只能研究三个系统的问题
C．如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，且这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态
D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小差别
解析：
答案： C
关于热力学温度下列说法中正确的是( )
A．－33 ℃＝240 K
B．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K
C．摄氏温度与热力学温度都可能取负值
D．温度由t ℃升至2t ℃，对应的热力学温度升高了273 K＋t
思路点拨： 热力学温标和摄氏温标是温度的两种不同的表示方法，对同一温度来说，用不同的温标表示数值不同，这是因为它们零值的选取不同，但两种温标表示的温差一定相同．
解析： 由T＝t＋273 K知，A项正确；由ΔT＝Δt知B项正确；摄氏温度可取负值，但热力学温度没有负值，C错；温度由t ℃升高到2t ℃，摄氏温度升高了t，热力学温度也升高了t，D错．答案为A、B.
答案： AB
【反思总结】 解决热力学温度与摄氏温度的关系问题的关键：
(1)T＝t＋273.15 K是解决有关摄氏温度与热力学温度问题的基础．
(2)温度变化1 ℃与变化1 K是等效的，即ΔT＝Δt，但ΔT≠Δt＋273.15.
(3)绝对零度是低温的极限，永远达不到，只能接近，故热力学温度不能出现负值．
【跟踪发散】 2－1：一个系统的温度由200 K升高到300 K，另一个系统的温度由200 ℃升高到300 ℃，则有关这两个温度及其变化的说法正确的是( )
A．它们升高了相同的温度
B．它们升高的温度不同
C．它们后来的温度相同
D．它们后来的温度不同
解析： 由T＝t＋273.15 K和两种温标下温度的变化特点Δt＝ΔT判断，可知A、D正确．
答案： AD
1．下列物体中处于热平衡状态的是( )
A．冰水混合物处在1 ℃的环境中
B．将一铝块放入沸水中加热足够长的时间
C．冬天刚打开空调的教室内的气体
D．一个装有气体的密闭绝热容器匀速运动，容器突然停止运动时，容器内的气体
解析： 冰水混合物在1 ℃的环境中要吸收热量，温度升高，不是热平衡状态，A错误；当一个系统经足够长的时间，系统内各部分温度相等时，系统就达到了热平衡状态，B正确；冬天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不相等，未处于平衡状态，C错误；匀速运动的容器突然停止运动时，机械能转化为气体的内能，容器内的气体分子未达到平衡态，D错误．
答案： B
2．下图是四种测液体温度的方法，其中正确的是( )
解析： 用温度计测量液体温度时，温度计必须置于液体中，而且不能与器壁接触，只有D正确．
答案： D
3．下列有关温标的说法正确的是( )
A．温标不同，测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的
B．不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同
C．温标都是人为规定的，没有什么理论依据
D．热力学温标是从理论上规定的
解析： 温标是温度的测量标准，在不同温标下，同一温度在数值表示上可能不同，A正确，B错误；热力学温标是从理论上做出的规定，C错误，D正确．
答案： AD
4．关于热力学温标和摄氏温标，下列说法中正确的是( )
A．热力学温标中的每1 K与摄氏温标中的每1 ℃大小相等
B．热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃
C．热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃
D．某物体摄氏温度10 ℃，即热力学温度10 K
解析： 热力学温标和摄氏温标尽管是不同标准的计数方式，但仅是起点不同，热力学温标中变化1 K与摄氏温标中变化1 ℃是相同的，故A、C对B错；摄氏温度为10 ℃的物体，热力学温度为283 K，D错．
答案： AC
5．根据图判断，温度计中人们选择的测温物质及其依据是( )
A．水，水的密度小
B．水，水的密度出现异常现象
C．汞，汞的密度大
D．汞，汞的密度与温度呈规则的线性关系
解析： 由于水的密度和温度的关系曲线是不规则曲线，并且不是单调的，如果选水为测温物质，则温度计刻度不均匀．汞的密度与温度呈规则的线性关系，选汞作为测温物质，温度计刻度是均匀的．
答案： D
练考题、验能力、轻巧夺冠
