备考2019年高考物理一轮复习文档:第十四章 第1讲 分子动理论 内能 讲义 Word版含解析 下载本文

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第1讲 分子动理论 内能

板块一 主干梳理·夯实基础

【知识点1】 分子动理论 Ⅰ 1.物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小

①分子直径:数量级是10②分子质量:数量级是10③测量方法:油膜法。 (2)阿伏加德罗常数

1 mol任何物质所含有的粒子数,NA=6.02×1023mol1。

-10-26

m; kg;

2.分子做永不停息的无规则运动 (1)扩散现象

①定义:不同物质能够彼此进入对方的现象。

②实质:不是外界作用引起的,也不是化学反应的结果,而是由物质分子的无规则运动产生的。 (2)布朗运动

①定义:悬浮在液体中的微粒的永不停息的无规则运动。

②成因:液体分子无规则运动,对固体微粒撞击作用不平衡造成的。 ③特点:永不停息,无规则;微粒越小,温度越高,布朗运动越显著。 ④结论:反映了液体分子的无规则运动。 (3)热运动

①定义:分子永不停息的无规则运动。 ②特点:温度越高,分子无规则运动越激烈。 3.分子间的相互作用力

(1)引力和斥力同时存在,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,斥力比引力变化更快。

(2)分子力随分子间距离的变化图象如图所示。

(3)分子力的特点

①r=r0时(r0的数量级为10

-10

m),F引=F斥,分子力F=0;

②r

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③r>r0时,F引>F斥,分子力F表现为引力; ④r>10r0时,F引、F斥迅速减为零,分子力F=0。 【知识点2】 温度是分子平均动能的标志、内能 Ⅰ 1.温度

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。 关系:T=t+273.15 K。 3.分子的动能

(1)分子动能是分子热运动所具有的动能;

(2)平均动能是所有分子热运动的动能的平均值,温度是分子热运动的平均动能的标志; (3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。 4.分子的势能

(1)定义:由于分子间存在着引力和斥力,所以分子具有由它们的相对位置决定的能。 (2)分子势能的决定因素 微观上——决定于分子间距离; 宏观上——决定于物体的体积。 5.物体的内能

(1)物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫物体的内能,内能是状态量。 (2)对于给定的物体,其内能大小与物体的温度和体积有关。 (3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。 (4)决定内能的因素

微观上:分子动能、分子势能、分子个数。 宏观上:温度、体积、物质的量(摩尔数)。 (5)改变物体的内能有两种方式

做功:当做功使物体的内能发生改变时,外界对物体做了多少功,物体内能就增加多少;物体对外界做了多少功,物体内能就减少多少。

热传递:当热传递使物体的内能发生改变时,物体吸收了多少热量,物体内能就增加多少;物体放出了多少热量,物体内能就减少多少。 【知识点3】 实验:用油膜法估测分子的大小 实验目的

1.了解本实验的实验原理及所需要的器材,了解实验的注意事项; 2.会正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜的面积; 3.会计算分子的大小,正确处理实验数据。 实验原理

如图所示,测出一滴油酸酒精溶液在水面上形成的单分子油膜面积,将油酸分子看作球形,V

用d=计算出油膜的厚度,其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,S为油膜面积,

S这个厚度d就是油酸分子的直径。

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实验器材

清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约30~40 cm)、注射器(或滴管)、玻璃板(或有机玻璃板)、彩笔、痱子粉(石膏粉)、坐标纸、容量瓶(500 mL)。 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,以免给实验带来误差。

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刻线为止,摇动容量瓶,使油酸充分在酒精中溶解,这样就得到了500 mL含1 mL纯油酸的油酸酒精溶液。

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VN时的滴数N。 4.根据V0=

VN算出每滴油酸酒精溶液的体积V0。 N

5.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。 6.用注射器或滴管在水面上滴一滴油酸酒精溶液。

7.待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板(或有机玻璃板)放在浅盘上,并用彩笔在玻璃板上描画出油酸薄膜的形状。

8.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个)。

V9.根据油酸酒精溶液的配制比例,算出一滴溶液中纯油酸的体积V,并代入公式d=算出

S油酸薄膜的厚度d。

10.重复以上实验步骤,多测几次油酸薄膜的厚度,求平均值,即为油酸分子的直径大小。 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,产生误差;

2.注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内,当针头靠水面很近(油酸酒精溶液未滴下之前)时,会发现针头下方的粉层已被排开,这是由于针头中酒精挥发所致,不影响实验效果; 3.实验之前要训练好滴法;

4.待测油酸面扩散后又收缩,要在稳定后再画轮廓,扩散后又收缩有两个原因:一是水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复,二是酒精挥发后液面收缩;

5.当重做实验时,水从浅盘的一侧边缘倒出,在这侧边缘会残留油酸,可用少量酒精清洗,并用脱脂棉擦去,再用清水冲洗,这样可保持浅盘的清洁;

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