分子动理论 热和功
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1.理解分子动理论及气体做功问题。 2.学会用油膜法测量分子的大小。
分子动理论的基本内容:
分子理论是认识微观世界的基本理论,主要内容有三点。 1.物质是由大量分子组成的。 2.分子永不停息地做无规则运动。
①布朗运动间接地说明了分子永不停息地做无规则运动。
②热运动:分子的无规则运动与温度有关,因此分子的无规则运动又叫做热运动。 3.分子间存在着相互作用的引力和斥力。
①分子间同时存在着引力和斥力,实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。 ②分子间相互作用的引力和斥力的大小都跟分子间的距离有关。
r10m时,分子间的引力和斥力相等,分子间不显示作用力;当分子当分子间的距离r?0??10间距离从r0增大时,分子间的引力和斥力都减小,但斥力小得快,分子间
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作用力表现为引力;当分子间距离从r0减小时,斥力、引力都增在大,但斥力增大得快,分子间作用力表现为斥力。
?9 ③分子力相互作用的距离很短,一般说来,当分子间距离超过它们直径10倍以上,即r?1m0时,分子力已非常微弱,通常认为这时分子间已无相互作用。
内能:
1.分子的动能:
①分子无规则热运动的动能叫做分子的动能。一切分子都具有动能。 ②温度是物体分子平均动能的标志。 2.分子的势能:
①分子间存在着由相对位置决定的势能叫分子势能。
物体的内能:
定义:构成物体所有分子动能与势能的总和,叫物体的内能。
热和功:
⒈通过做功可以改变物体的内能。 ⒉热传递可以改变物体的内能。
类型一:分子间作用力级分子势能
例1.下列四幅图中,能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是________。(填选图下方的字母)
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解析:本题考查分子间作用力以及分子势能随分子间距离变化关系,意在考查考生对该部分知识的了解情况。当r=r0时,分子间作用力f=0,分子势能Ep最小,排除A、C、D,选B。 答案:B
类型二:内能
例 2.(2014·北京高考)下列说法中正确的是( ) A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大 B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大 C.物体温度降低,其内能一定增大 D.物体温度不变,其内能一定不变
解析:选B 根据温度是分子平均动能的标志知,温度升高,分子热运动的平均动能增大;温度降低,分子热运动的平均动能减小,选项A错误,B正确。理想气体的温度升高,内能增大;温度降低,内能减小,选项C错误。晶体熔化或凝固时温度不变,但是内能变化,熔化时吸收热量,内能增大;凝固时放出热量,内能减小,选项D错误。 答案:B
类型三:做功问题
例3. (2014·上海高考)如图,在水平放置的刚性气缸内用活塞封闭两部分气体A和B,质量一定的两活塞用杆连接。气缸内两活塞之间保持真空,活塞与气缸壁之间无摩擦,左侧活塞面积较大,A、
B的初始温度相同。略抬高气缸左端使之倾斜,再使A、B升高相同温度,气
体最终达到稳定状态。若始末状态A、B的压强变化量ΔpA、ΔpB均大于零,对活塞压力的变化量为ΔFA、ΔFB,则( ) A.A体积增大 C.ΔFA>ΔFB
B.A体积减小 D.ΔpA<ΔpB
解析:选AD 设气体A、B对活塞的压力分别为FA、FB,初状态FA=FB,最终的稳定状态FA′+mg·sin
α=FB′,所以ΔFA<ΔFB,选项C错误;而ΔFA=ΔpA·SA,ΔFB=ΔpB·SB,又SA>SB,所以ΔpA<ΔpAvApA+ΔpAvA′pBvBpB+ΔpBvB′pB,选项D正确;根据理想气体状态方程有=,=,
TT+ΔTTT+ΔT 3