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1、第1講分子動理論內能知識梳理知識梳理一、物體是由大量分子組成的一、物體是由大量分子組成的1.分子大小分子大小(1)分子的體積很小,它直徑的數量級是10-10m。(2)油膜法油膜法可粗測分子直徑。(3)分子大小計算有兩種模型:一是球體球體,二是立方體立方體,對氣體分子用上述模型只能估算出相鄰兩分子間平均距離相鄰兩分子間平均距離。2.分子質量分子質量分子質量很小,一般物質分子質量的數量級為10-26kg。3.分子數量分子數量(1)阿伏加德羅常數:1 mol的任何物質都含有相同的粒子數,這個數的測量值NA=6.02 1023mol-1。(2)阿伏加德羅常數聯系宏觀和微觀的公式NA= NA=(不適用于
2、氣體)(3)分子數量的計算N=Mm分子molVV分子mMM1.擴散現象是相互接觸的物質彼此進入對方的現象,溫度越高,擴散 越快越快。二、分子的熱運動二、分子的熱運動2.布朗運動布朗運動:在顯微鏡下看到懸浮在液體中的固體顆粒固體顆粒永不停息地做無規(guī)則運動,顆粒越小,運動越明顯明顯;溫度越高,運動越激烈激烈,布朗運動不是液體分子的運動。3.布朗運動是分子無規(guī)則無規(guī)則運動的宏觀表現。三、分子間的相互作用力三、分子間的相互作用力1.分子間同時存在著引力和斥力,實際表現出來的是分子引力和斥力的合力合力。2.分子力隨分子間距離變化的關系:(r0表示引力和斥力相等時的分子間距)(1)r=r0時,F引=F斥,
3、分子力表現為零零。(2)rr0時,F引F斥,分子力表現為引力引力。(3)rr0時,F引r0時,分子力為引力,當r增大時,分子力做負功,分子勢能增加。.當rr0時,隨著r變大,F變小,Ep變小B.當rr0時,隨著r變大,F變小,Ep變大C.當rr0時,隨著r變小,F變大,Ep變小D.當rr0時,r變大,則分子力F先變大后變小,分子力做負功而分子勢能變大,所以A、B選項錯誤;當rr0時,r變小,則分子力F變大,分子力做負功,分子勢能變大,所以C選項錯誤、D選項正確。D3-2由于分子間存在著分子力,而分子力做功與路徑無關,因此分子間存在與其相對距離有關的分子勢能。如圖所示為分子勢能Ep隨分子間距離r
4、變化的圖像,取r趨近于無窮大時Ep為零。通過功能關系可以從分子勢能的圖像中得到有關分子力的信息,則下列說法正確的是() A.假設將兩個分子從r=r2處釋放,它們將相互遠離B.假設將兩個分子從r=r2處釋放,它們將相互靠近C.假設將兩個分子從r=r1處釋放,它們的加速度先增大后減小D.假設將兩個分子從r=r1處釋放,當r=r2時它們的速度最大答案答案 D將兩個分子從r=r2處釋放,其相互作用的引力和斥力大小相等,方向相反,將靜止,A、B選項錯誤;分子由靜止釋放后,分子的動能跟分子勢能的總和保持不變,故分子應向勢能減少的方向運動,分子勢能最小時分子具有最大動能,故D選項正確;兩分子從r=r1處釋放
5、,加速度減小,當r=r2時減為0,故選項C錯誤。D考點四正確建立微觀模型考點四正確建立微觀模型,搭好宏觀與微觀的橋梁搭好宏觀與微觀的橋梁1.對液體、固體來說,微觀模型是:分子緊密排列,將物質的摩爾體積分成NA等份,每一等份就是一個分子;在估算分子直徑時,設想分子是一個一個緊挨的小球;在估算分子間距離時,設想每一個分子是一個正立方體,正立方體的邊長即分子間距離。2.氣體分子不是緊密排列的,所以上述模型對氣體不適用,但上述模型可以用來估算氣體分子間平均距離。 4-1已知地球大氣層的厚度h遠小于地球半徑R,空氣平均摩爾質量為M,阿伏加德羅常數為NA,地面大氣壓強為p0,重力加速度大小為g。由此可估算
6、得,地球大氣層空氣分子總數為 ,空氣分子之間的平均距離為 。答案答案 20A4 p N RMg30AMghp N20A4 p N RMg30AMghp N解析解析可認為地球大氣對地球表面的壓力是由其重力引起的,即mg=p0S=p04R2,故大氣層的空氣總質量m=,空氣分子總數N=NA=。由于hR,則大氣層的總體積V=4R2h,每個分子所占空間設為一個棱長為a的正方體,則有Na3=V,可得分子間的平均距離 a=。204 p RgmM20A4 p N RMg30AMghp N4-2已知大氣壓強是由于大氣的重力而產生的,某學校興趣小組的同學,通過查資料知道:月球半徑R=1.7106 m,月球表面重力
7、加速度g=1.6 m/s2。為開發(fā)月球的需要,設想在月球表面覆蓋一層厚度為h的大氣,使月球表面附近的大氣壓達到p0=1.0105 Pa,已知大氣層厚度h=1.3103 m,比月球半徑小得多,月球表面開始沒有任何氣體。試估算:(1)應在月球表面添加的大氣層的總質量m;(2)月球大氣層的分子數;(3)分子間的距離。(空氣的平均摩爾質量M=2.910-2 kg/mol,阿伏加德羅常數NA=6.01023 mol-1)答案答案(1)2.271018 kg(2)4.71043個(3)1.010-9 m解析解析(1)月球的表面積S=4R2,月球大氣的重力與大氣對月球表面壓力大小相等mg=p0S,所以大氣的總質量m=,代入數據可得m= kg2.271018 kg。(2)月球大氣層的分子數為N=NA=6.010234.71043(個)。(3)可以認為每一個氣體分子平均占據空間為一個立方體,小立方體緊密排列,其邊長即分子間的距離。設分子間距離為a,大氣層中氣體的體積為V,則有V=4R2h,a=,得a=1.010-9 m。204 R pg6254 3.14 (1.7 10 )1.0 101.6mM1822.27 102.9 103VN30AghMp N
物理第十四章 熱學 第1講 分子動理論 內能
