-2-1-2-----------------------1----------------3----------1------------一、物體是由大量分子組成的1．分子：把組成物體的微粒統(tǒng)稱為分子。2．1mol水中含有水分子的數(shù)量就達6.02×1023個。二、分子熱運動1．?dāng)U散擴散：不同的物質(zhì)能夠彼此進入對方的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：由物質(zhì)分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的。發(fā)生環(huán)境：物質(zhì)處于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)時，都能發(fā)生擴散現(xiàn)象。意義：證明了物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運動。規(guī)律：溫度越高，擴散現(xiàn)象越明顯。2．布朗運動概念：把懸浮微粒的這種無規(guī)則運動叫作布朗運動。產(chǎn)生的原因：大量液體氣體分子對懸浮微粒撞擊的不平衡造成的。布朗運動的特點：永不停息、無規(guī)則。影響因素：微粒越小，布朗運動越明顯，溫度越高，布朗運動越激烈。意義：布朗運動間接地反映了液體氣體分子運動的無規(guī)則性。3．熱運動定義：分子永不停息的無規(guī)則運動。宏觀表現(xiàn)：擴散現(xiàn)象和布朗運動。特點①永不停息；②運動無規(guī)則；③溫度越高，分子的熱運動越激烈。三、分子間的作用力1．分子間有空隙固體分子間的空隙：壓在一起的金片和鉛片，各自的分子能擴散到對方的內(nèi)部，說明固體分子間也存在著空隙。2．分子間作用力當(dāng)用力拉伸物體時，物體內(nèi)各部分之間要產(chǎn)生反抗拉伸的作用力，此時分子間的作用力表現(xiàn)為引力。當(dāng)用力壓縮物體時，物體內(nèi)各部分之間會產(chǎn)生反抗壓縮的作用力，此時分子間的作用力表現(xiàn)為斥力。說明：分子間的作用力指的是分子間相互作用引力和斥力的合力。四、分子動理論1間存在著相互作用力。2子的整體而言，表現(xiàn)出規(guī)律性。1．思考判斷正確的打“√”，錯誤的打“×”)冷紅墨水和熱紅墨水都能發(fā)生擴散，說明擴散快慢與溫度無關(guān)?！?微粒越小，溫度越高，布朗運動越激烈?！?×)√)布朗運動和擴散現(xiàn)象都是分子的熱運動。水的體積很難被壓縮，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)。2．下列關(guān)于熱運動的說法正確的是(．熱運動是物體受熱后所做的運動．0℃的物體中的分子不做無規(guī)則運動)C．熱運動是單個分子的永不停息的無規(guī)則運動．熱運動是大量分子的永不停息的無規(guī)則運動D[C錯誤，D正確；分子的熱運動永不停息，因此0℃的物體中的分子仍在做無規(guī)則運動，B錯誤。]3．多選關(guān)于分子動理論，下述說法正確的是(．物體是由大量分子組成的)．分子永不停息地做無規(guī)則運動C．分子間有相互作用的引力或斥力．分子動理論沒有實驗基礎(chǔ)AB[由分子動理論的內(nèi)容可知，BC錯誤；分子動理論是在擴散現(xiàn)象、布朗運動等實驗基礎(chǔ)上提出的，D錯誤。]分子熱運動教材P“思考與討論”答案提示：因為花粉微粒在各個瞬間受到較強撞擊的方4向是無規(guī)則的，所以花粉微粒的運動是無規(guī)則的，微粒越小，某時刻與它相撞的分子數(shù)越少，來自各方向的沖擊力越不易平衡，布朗運動越明顯。冬天在我國北方很多地方易出現(xiàn)霧霾天氣，如圖所示。霧霾極大地影響了人們的視線，也給交通帶來不便，你知道霾的小顆粒在做什么運動嗎？這種運動與小顆粒大小有關(guān)嗎？提示：霾的小顆粒做布朗運動。顆粒越小，布朗運動越明顯。1．對擴散的理解影響擴散現(xiàn)象明顯程度的因素①物態(tài)Ⅰ.氣態(tài)物質(zhì)的擴散最快、現(xiàn)象最顯著。Ⅱ.固態(tài)物質(zhì)的擴散最慢，短時間內(nèi)現(xiàn)象非常不明顯。Ⅲ.液態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象明顯程度介于氣態(tài)與固態(tài)之間。②溫度：在兩種物質(zhì)一定的前提下，擴散現(xiàn)象發(fā)生的顯著程度與物質(zhì)的溫度有關(guān)，溫度越高，擴散現(xiàn)象越顯著。③濃度差：兩種物質(zhì)的濃度差越大，擴散現(xiàn)象越顯著。分子運動的兩個特點①永不停息：不分季節(jié)，也不分白天和黑夜，分子每時每刻都在運動。②無規(guī)則：單個分子的運動無規(guī)則，但大量分子的運動又具有規(guī)律性，總體上分子由濃度大的地方向濃度小的地方運動。2．布朗運動無規(guī)則性懸浮微粒受到液體分子在各個方向上撞擊的不平衡是形成布朗運動的原因。由于液體分子的運動是無規(guī)則的，使微粒受到較強撞擊的方向也不確定，所以布朗運動是無規(guī)則的。影響因素來自各方向的沖擊力越不平衡；另外微粒越小，其質(zhì)量也就越小，相同沖擊力下產(chǎn)生的加速度越大。因此，微粒越小，布朗運動越明顯。②溫度越高，布朗運動越激烈：溫度越高，液體分子的運動(平均)速率越大，對懸浮于其中的微粒的撞擊作用也越大，產(chǎn)生的加速度也越大，因此溫度越高，布朗運動越激烈。實質(zhì)布朗運動不是分子的運動，而是懸浮微粒的運動。布朗運動的無規(guī)則性反映了液體分子運動的無規(guī)則性；布朗運動與溫度有關(guān)，表明液體分子運動的激烈程度與溫度有關(guān)。【例1】多選小顆粒在A點開始計時，每隔30s記下小顆粒的一個位置，得到BCEF、G等點，關(guān)于小顆粒在75s末時的位置，以下敘述中正確的是()．一定在CD連線的中點．一定不在CD連線的中點C．可能在CD連線靠近C的位置．可能在CD連線上，但不一定是CD連線的中點CD[布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動，從顆粒運動到A點計時，每隔30s，記下顆粒的一個位置，其連線并不是小顆粒運動的軌跡，所以在75s末時，其所在位置不能在圖中確定，故C、D正確。]布朗運動中微粒的運動是“無規(guī)則”的，即實驗中不同時刻微粒位置的連線并非其運動軌跡，而是人為畫出的，這是理解該實驗的關(guān)鍵。[跟進訓(xùn)練]訓(xùn)練角度1布朗運動1多選用顯微鏡觀察懸浮在液體中的花粉顆粒的運動，下面的哪些說法與觀察到的結(jié)果相符()．花粉顆粒在不停地做無規(guī)則運動，這就是所說的布朗運動．制成的懸浮液體靜置的時間越長，花粉顆粒的運動越微弱C．花粉的顆粒越大，運動越明顯．環(huán)境的溫度越高，花粉顆粒的運動越明顯AD[布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動，無論靜置多久都是如此。懸浮微粒越小，溫度越高，無規(guī)則運動越明顯。故、D正確，、C錯誤。]訓(xùn)練角度2擴散現(xiàn)象2.多選如圖所示，一個裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮氣體的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開，當(dāng)抽去玻璃板后所發(fā)生的現(xiàn)象，已知二氧化氮的密度比空氣密度大下列說法不正確的是()．當(dāng)過一段時間可以發(fā)現(xiàn)上面瓶中的氣體也變成了淡紅棕色B．由于二氧化氮密度較大，不會跑到上面的瓶中，所以上面瓶不會出現(xiàn)淡紅棕色C．由于下面二氧化氮的摩爾質(zhì)量大于上面空氣的平均摩爾質(zhì)量，二氧化氮不會跑到上面的瓶中，所以上面瓶不會出現(xiàn)淡紅棕色D．上面的空氣由于重力作用會到下面的瓶中，于是將下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以會發(fā)現(xiàn)上面瓶中的瓶口處顯淡紅棕色，但在瓶底處不會出現(xiàn)淡紅棕色BCD[對方，也就是擴散，最終空氣和二氧化氮分子均勻混合，整體是淡紅棕色。、C、D符合題意。]分子間的作用力把一塊洗干凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平接觸水面如圖所示，現(xiàn)在要想使玻璃板離開水面，所用的拉力比其重力大，還是相等？提示：大于重力。在玻璃板被提起時，要受到水面上的水分子的引力，所以拉力要大于玻璃板的重力。1分子力：來的分子力是分子引力和斥力的合力。2．分子力與分子間距離變化的關(guān)系：平衡位置：分子間距離r＝r時，引力與斥力大小相等，分子力為零。平衡0位置即分子間距離等于r數(shù)量級為10的位置。100分子間的引力和斥力隨分子間距離r的變化關(guān)系：分子間的引力和斥力都隨分子間距離r的增大而減小，但斥力減小得更快。分子力與分子間距離變化的關(guān)系及分子力模型分子力F隨分子間距離r分子間的變化關(guān)系圖像距離r＝r0分子力隨分子增大后減小【例2】如圖所示，設(shè)有一分子位于圖中的坐標(biāo)原點O處不動，另一分子可位于正x軸上不同位置處，圖中縱坐標(biāo)表示這兩個分子間分子力的大小，兩條曲線分別表示斥力或引力的大小隨兩分子間距離變化的關(guān)系，e為兩曲線的交點，則下列說法正確的是()．a(chǎn)b線表示引力，cd線表示斥力，e點的橫坐標(biāo)約為10m15－．a(chǎn)b線表示斥力，cd線表示引力，e點的橫坐標(biāo)約為10m10－C．a(chǎn)b線表示引力，cd線表示斥力，e點的橫坐標(biāo)約為10m10－．a(chǎn)b線表示斥力，cd線表示引力，e點的橫坐標(biāo)約為10m15－B[由于分子間斥力的大小隨兩分子間距離變化比引力快，所以圖中曲線ab表示斥力，cd表示引力，e點引力和斥力平衡，分子間距為r，數(shù)量級為10，10－0故選項B正確。]分子間作用力問題的分析方法首先要清楚分子間同時存在分子引力和分子斥力。分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，斥力減小得更快。分子力是指分子間引力和斥力的合力。分子力比較復(fù)雜，要抓住兩個關(guān)鍵點：一是r＝r時，分子力為零，此時分0子間引力和斥力大小相等，均不為零；二是r≥10r時，分子力很小，引力、斥力均0可近似看作零。[跟進訓(xùn)練]訓(xùn)練角度1對分子力的理解3．多選關(guān)于分子間的相互作用力，以下說法中正確的是()．當(dāng)分子間距離r＝r時，分子力為零，說明此時分子間既不存在引力，也不0存在斥力．分子間既存在引力也存在斥力，分子力是它們的合力C．分子力隨分子間距離的變化而變化，當(dāng)rr時，隨著距離的增大，分子間0的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表現(xiàn)為引力．當(dāng)分子間的距離r<r時，隨著距離的減小，分子間的引力和斥力都增大，0但斥力比引力增大得快，故分子力表現(xiàn)為斥力BD[分子間距離為r時，分子力為零，并不是分子間無引力和斥力，A錯誤；0當(dāng)rr0故分子力表現(xiàn)為引力，C錯誤。]訓(xùn)練角度2分子力的Fr圖像4多選如圖所示是描述分子引力與斥力隨分子間距離r變化的關(guān)系曲線，根據(jù)曲線可知下列說法中正確的是()．F隨r增大而增大引．F隨r增大而減小斥C．r＝r時，F(xiàn)與F大小相等0斥引．F與F均隨r增大而減小引斥BCD[分子間引力和斥力均隨間距的增大而減小，當(dāng)r＝r時引力與斥力大小0相等，故BCD正確。]1．多選當(dāng)氫氣和氧氣的質(zhì)量和溫度都相同時，下列說法中正確的是(．兩種氣體分子的平均動能相等)．氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C．氫氣分子的平均動能大于氧氣分子的平均動能．兩種氣體分子熱運動的總動能不相等ABD[溫度相同，兩種氣體分子的平均動能相等，故A對，C錯；因兩種氣體分子的質(zhì)量不同，而分子的平均動能相等，所以分子質(zhì)量大的(氧氣)分子平均速率小，故B對；由于兩種氣體的摩爾質(zhì)量不同，物質(zhì)的量不同質(zhì)量相同，分子數(shù)目就不等，故總動能不相等，故D對．]2．多選下列所列詞句中，描述分子熱運動的是()．酒香不怕巷子深．踏花歸去馬蹄香．風(fēng)沙刮地塞云愁C．拂墻花影動，疑是玉人來AB[酒香在空氣中傳播，馬蹄上的花香在空氣中傳播都屬于擴散現(xiàn)象，是由分子無規(guī)則運動引起的，、B正確；影動是由光學(xué)因素造成的，與分子熱運動無關(guān)，C錯誤；風(fēng)沙刮地是沙子在自身重力和氣流的作用下所做的運動，不是分子熱運動，D錯誤。]3．多選關(guān)于擴散現(xiàn)象和布朗運動，下列說法正確的是(．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動都是分子的無規(guī)則運動．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動沒有本質(zhì)的區(qū)別)C．?dāng)U散現(xiàn)象宏觀上可以停止，但微觀上分子無規(guī)則運動依然存在．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動都與溫度有關(guān)CD[擴散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則熱運動而導(dǎo)致的物質(zhì)的群體遷移，當(dāng)物質(zhì)在某一能到達的空間內(nèi)達到均勻分布時，這種宏觀的遷移現(xiàn)象就結(jié)束了，但分子的無規(guī)則運動依然存在。布朗運動是由于分子對懸浮微粒的不均勻撞擊所致，它不會停止，這兩種現(xiàn)象都與溫度有關(guān)，溫度越高，現(xiàn)象越明顯；布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映。故C、D正確。]4．多選關(guān)于分子力，正確的說法是()．分子間的相互作用力是萬有引力的表現(xiàn)．分子間的作用力是由分子內(nèi)帶電粒子相互作用和運動所引起的C．當(dāng)分子間距離rr時，隨著r的增大，分子間斥力和引力都減小，但斥力0減小得更快，合力表現(xiàn)為引力．當(dāng)分子間的距離為r時，它們之間既沒有引力，也沒有斥力0BC[分子力是由于分子內(nèi)帶電粒子的相互作用和運動而引起的，由于分子的質(zhì)量非常小，分子間的萬有引力忽略不計，A錯誤，B正確；分子間同時存在著相互作用的斥力和引力，且斥力和引力都隨著分子間距離的增大而減小，且分子力為短程力，當(dāng)分子間距離rr時，分子間相互作用的斥力小于引力，分子力表現(xiàn)為引0力，Cr時，0每個分子受另一個分子的引力和斥力大小相等、方向相反、合力為零，而不是既無引力也無斥力，D錯誤。]5思維拓展在彈簧的彈性限度內(nèi)，彈力的大小跟彈簧伸長或縮短的長度成正比。分子間相互作用力跟分子間距離的關(guān)系圖如圖所示。請?zhí)骄浚簣D中哪個地方表示的含義類似彈簧的自然長度處？哪一段最能反映類似彈簧的規(guī)律？提示：曲線與r軸的交點類似彈簧的自然長度。由于bc段近似直線，分子間的作用力與分子間距離增大量或減少量成正比，故為bc段。一、實驗思路把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，使油酸在水面上形成單分子油膜，則油膜厚度即為油酸分子的直徑。二、實驗步驟1．在淺盤中倒入約2cm深的水，將爽身粉均勻撒在水面上。2．用注射器往小量筒中滴入1mL油酸酒精溶液，記下滴入的滴數(shù)n，算出一滴油酸酒精溶液的體積V。03．將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上。4．待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃放在淺盤上，用水彩筆或鋼筆)畫出油酸薄膜的形狀。5S1cm的方格，則也可通過數(shù)方格數(shù)，算出油酸薄膜的面積S。6V。V7．計算油酸薄膜的厚度d＝，即為油酸分子直徑的大小。S三、注意事項1移液管要分別專用，不能混用，否則會增大誤差，影響實驗結(jié)果。2一是水面受油酸液滴的沖擊凹陷后又恢復(fù)；二是酒精揮發(fā)后液面收縮。3．本實驗只要求估算分子大小，實驗結(jié)果的數(shù)量級符合要求即可。14．爽身粉不宜撒得過厚，油酸酒精溶液的濃度以小于1000為宜。5以形成。四、數(shù)據(jù)分析計算方法：1．一滴油酸溶液的平均體積—V＝N滴油酸溶液的體積。N2．一滴油酸溶液中含純油酸的體積—純油酸體積V＝V×油酸溶液的體積比。體積比＝溶液的體積)3．油膜的面積S＝n×1cm。n為有效格數(shù)，小方格的邊長為1cm)V4．分子直徑d＝代入數(shù)據(jù)時注意統(tǒng)一單位。S【例1】配制好的油酸酒精溶液為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6。用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加1。若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示。若每一小方格的邊長為30mm，則油酸薄膜的面積為多少平方米？每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為多少立方米？根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑為多少米。思路點撥：[解析]數(shù)出在油膜范圍內(nèi)的格數(shù)面積大于半個方格的算一個不足半個的舍去為85個，油膜面積約為S＝85×(3.0×10)m＝7.65×10m。2222－2－因50滴油酸酒精溶液的體積為1，且溶液含純油酸的濃度為ρ＝0.06%，ρV0.06%故每滴油酸酒精溶液含純油酸的體積為V＝＝×1×10m＝×1063－11－500Nm。3V把油酸薄膜的厚度視為油酸分子的直徑，可估算出油酸分子的直徑為d＝0S1.2×10－117.65×10－2＝m≈1.57×10。10－[答案](1)7.65×10m(2)1.2×10m32211－－(3)1.57×10m10－【例2】在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中，按照油酸與酒精的體積比為∶n配制油酸酒精溶液，用注射器滴取該溶液，測得k滴溶液的總體積為V，將一滴溶液滴入淺盤，穩(wěn)定后將油酸膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上，如圖所示。已知坐標(biāo)紙上每個小正方形的邊長為a。求油膜的面積；估算油酸分子的直徑。[解析](1)估算油膜面積時以超過半格按一格計算，小于半格就舍去的原則，估算出31格，則油酸薄膜面積為S＝31a。2VmV根據(jù)公式V＝dS可得d＝油酸＝油酸。31a＋n)S2mV[答案](1)31a(2)231a＋n)2油膜法估測分子大小的解題思路首先要按比例關(guān)系計算出1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V。其次采用“互補法”計算出油膜的面積S。V最后利用公式d＝求出分子的直徑。S計算時注意單位要統(tǒng)一。1．多選“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗的科學(xué)依據(jù)是(．將油酸形成的膜看成單分子油膜．不考慮各油酸分子間的間隙)C．考慮了各油酸分子間的間隙．將油酸分子看成球形ABD[實驗中油酸的直徑是用油酸的體積除以油膜的面積來計算所以實驗的科學(xué)依據(jù)是將油膜看成單分子油膜層，不考慮油酸分子間的間隙，并把油酸分子看成球形，油酸分子直徑的數(shù)量級為10m故、、D正確，C錯誤。]10－2．多選用油膜法估測分子直徑的理想條件是()．將油酸分子看成球體．考慮各油酸分子間的間隙C．認為油酸分子是緊密排列的．將油膜看成單分子油膜ACD[用油膜法測油酸分子直徑的三個前提條件：①將油酸分子視為球體模型；②忽略油酸分子之間的間隙，認為分子是緊密排列的；③油酸分子在水面是單分子油膜層。只有在上述三個理想條件下油酸的厚度才能視為油酸分子的直徑。故、C、D正確。]3．多選在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中所用的油酸酒精溶液為每1000mL溶液中有純油酸0.61mL上述溶液為801滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開，測得油膜的輪廓形狀如圖所示。圖中每個小正方形方格的邊長均為1cm，下列說法正確的是()．實驗時將油酸分子看成球體模型．實驗時不考慮各油酸分子間的間隙C．測出分子直徑后，就可以根據(jù)已知條件算出阿伏加德羅常數(shù)．該實驗測出油酸分子的直徑約是6.5×10m8－AB[在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中，把一滴油酸酒精溶液滴到水面上油酸在水面上要盡可能地散開形成單分子油膜把分子看成球體模型，單分子油膜的厚度就可以認為等于油酸分子的直徑，故、B正確；1滴油酸酒精10.6溶液中含純油酸的體積為＝×801000＝7.5×10油膜所占格數(shù)約為1156－V個則面積S＝×1cm分子直徑d＝≈6.5×10cm＝6.5×10m故D錯2810－－S摩爾體積誤；而N＝，故C錯誤。]A分子體積4．利用油膜法估測油酸分子的直徑，實驗器材有：濃度為0.05%(體積分數(shù)的油酸酒精溶液、分度值為0.1mL的量筒、盛有適量清水的45×50cm的淺盤、痱2子粉、橡皮頭滴管、玻璃管、彩筆、坐標(biāo)紙。下面是實驗步驟，請?zhí)顚懰钡牟襟EC。0.05%1mL油酸酒精溶液時的滴數(shù)N；0.05%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n；C．_________________________________________________；．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長為1cm的正方形為單位，數(shù)得輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，算出油酸薄膜的面積S。用已給的和測得的物理量表示單個油酸分子的直徑為________(單位：。[解析](1)待油酸薄膜穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上。1每滴油酸酒精溶液的體積為cm3Nn滴油酸酒精溶液所含純油酸的體積為nV＝×0.05%N×0.05%0.05%Vn所以單個油酸分子的直徑為＝n＝。SNSNS0.05%n[答案]見解析(2)NS5．(1)某同學(xué)在“用油膜法估測分子直徑”的實驗中，計算結(jié)果明顯偏大，可能是由于___________。．油酸未完全散開．油酸中含有大量的酒精C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格．求每滴體積時，1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴在做“用油膜法估測分子大小”實驗中，油酸酒精溶液的濃度為10mL溶4液中有純油酸61mL上述溶液中有液滴501滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，然后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖所示，坐標(biāo)中正方形小方格的邊長為20mm。①求油酸膜的面積；②求每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積；③根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑。結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)V[解析]油酸分子的直徑d＝可能是V取大了或S取S所測S偏小d變大A，不影響結(jié)果B會使S變小d變大，C項正確；求每滴體積時，1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴，使V變小，d變小，D項錯誤。故正確答案為AC。①用填補法數(shù)出在油膜輪廓內(nèi)的格數(shù)面積大于半個方格的算一個不足半格的舍去不算為58個，油膜面積約為S＝58×(20×10m)＝2.32×10m。322－2－②因為50滴油酸酒精溶液的體積為1且溶液含純油酸的濃度為ρ＝0.06%，V150故每滴油酸酒精溶液含純油酸的體積為V＝ρ＝×0.06%×10m1.2×1063－11－0Nm。3V③把油酸薄膜的厚度視為油酸分子的直徑，可估算出油酸分子的直徑為d＝0S1.2×10－112.32×10－2＝m≈5.2×10。10－[答案](1)AC①2.32×10m②1.2×10m③5.2×10m2211310－－－一、氣體分子運動的特點1．隨機事件與統(tǒng)計規(guī)律必然事件：在一定條件下，若某事件必然出現(xiàn)，這個事件叫作必然事件。不可能事件：若某事件不可能出現(xiàn)，這個事件叫作不可能事件。隨機事件：若在一定條件下某事件可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)，這個事件叫作隨機事件。統(tǒng)計規(guī)律：大量隨機事件的整體往往會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，這種規(guī)律叫作統(tǒng)計規(guī)律。2．氣體分子運動的特點運動的自由性：由于氣體分子間的距離比較大，分子間作用力很弱，通常認為，氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做勻速直線運動，氣體充滿它能達到的整個空間。運動的無序性：分子的運動雜亂無章，在某一時刻，向著任何一個方向運動的分子都有，而且向各個方向運動的氣體分子數(shù)目幾乎相等。說明：常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達到數(shù)百米每秒，在數(shù)量級上相當(dāng)于子彈的速率。二、分子運動速率分布圖像1．圖像如圖所示。2兩頭少”的分布規(guī)律不變，氣體分子的速率增大，分布曲線的峰值向速率大的一方移動。3．溫度越高，分子的熱運動越劇烈。說明：溫度升高不是每個分子的速率都變大，而是速率大的占的百分比變大。三、氣體壓強的微觀解釋1．產(chǎn)生原因氣體的壓強是由氣體中大量做無規(guī)則熱運動的分子對器壁不斷地碰撞產(chǎn)生的。壓強就是在器壁單位面積上受到的壓力。2．從微觀角度來看，氣體壓強的決定因素一方面是氣體分子的平均速率。另一方面是氣體分子的數(shù)密度。1．思考判斷正確的打“√”，錯誤的打“×”)大多數(shù)氣體分子的速率處于中間值，少數(shù)分子的速率較大或較小?！?溫度越高，分子的熱運動越激烈，是指溫度升高時，所有分子運動的速率都增大了。氣體的分子平均動能越大，氣體的壓強就越大?！?×)×)氣體的壓強是由氣體分子的重力而產(chǎn)生的。2．關(guān)于氣體分子的運動情況，下列說法中正確的是(．某一時刻具有某一速率的分子數(shù)目是相等的．某一時刻一個分子速度的大小和方向是偶然的C．某一溫度下，大多數(shù)氣體分子的速率不會發(fā)生變化．分子的速率分布毫無規(guī)律)B[具有某一速率的分子數(shù)目并不是相等的，呈“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計規(guī)律分布，故、D錯誤；由于分子之間不斷地碰撞，分子隨時都會改變自己的運動情況因此在某一時刻一個分子速度的大小和方向完全是偶然的故B正確；某一溫度下，每個分子的速率仍然是隨時變化的，只是分子運動的平均速率不變，故C錯誤。]3．有關(guān)氣體壓強，下列說法正確的是()．氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強一定增大．氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強有可能減小C．氣體分子的數(shù)密度增大，則氣體的壓強一定增大．氣體分子的平均動能增大，則氣體的壓強一定增大B[氣體的壓強與兩個因素有關(guān)：一是氣體分子的平均速率，二是氣體分子的都只強調(diào)問題的一方面，也就是說，平均速率增大的同時，氣體的體積可能增大，使得分子的數(shù)密度減小，所以壓強可能增大，也可能減小或不變。同理，當(dāng)分子數(shù)密度增大時，分子平均速率也可能減小，壓強的變化不能確定。故、C、D錯誤，B正確。]氣體分子運動的特點1859年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律后來有許多實驗驗證了這一規(guī)律。若以橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱坐標(biāo)fv表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，試作出圖像。從圖像中可以看出什么分布規(guī)律？提示：圖像：分布規(guī)律：“中間多，兩頭少”1分子間的距離較大：撞外不存在相互作用力，分子在兩次碰撞之間做勻速直線運動。2分子間的碰撞十分頻繁：頻繁的碰撞使每個分子速度的大小和方向頻繁地發(fā)生改變，造成氣體分子做雜亂無章的熱運動。3．分子的速率分布規(guī)律：大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)中間多(占有分子數(shù)目多兩頭少速率大或小的分子數(shù)目少峰”向速率大的一方移動。即速率大的分子數(shù)目增多，速率小的分子數(shù)目減少，分子的平均速率增大，分子的熱運動劇烈。【例1】多選根據(jù)氣體分子動理論，氣體分子運動的劇烈程度與溫度有關(guān)，下列表格中的數(shù)據(jù)是研究氧氣分子速率分布規(guī)律而列出的。按速率大小劃各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分分的區(qū)間比(%)(m/s)100以下100～200200～300300～400400～500500～600600～700700～800800～900900以上0.93.9依據(jù)表格內(nèi)容，以下四位同學(xué)所總結(jié)的規(guī)律正確的是(．不論溫度多高，速率很大和很小的分子總是少數(shù))．溫度變化，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律要改變C．某一溫度下，速率都在某一數(shù)值附近，離開這個數(shù)值越遠，分子越少．溫度增加時，速率小的分子數(shù)減少了ACD[溫度變化“”的分布規(guī)律是不會改變的選項B錯誤；由氣體分子運動的特點和統(tǒng)計規(guī)律可知，選項、C、D正確。]氣體分子速率分布規(guī)律在一定溫度下，所有氣體分子的速率都呈“中間多、兩頭少”的分布。溫度越高，速率大的分子所占比例越大。溫度升高氣體分子的平均速率變大但具體到某一個氣體分子速率可能變大也可能變小，無法確定?！疽活}多變】試作出例題中的分子運動速率分布圖像。[解析]分子運動速率分布圖像如圖所示：橫坐標(biāo)：表示分子的速率縱坐標(biāo)：表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。[跟進訓(xùn)練]1．某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示，圖中fv表示v處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率，所對應(yīng)的溫度為TTT，它們的大小關(guān)系ⅠⅡⅢ為__________。[解析]溫度越高、分子熱運動越劇烈，分子平均動能越大，故分子平均速率越大，溫度越高，速率大的分子所占比例越多，氣體分子速率“中間多”的部分在fvv圖像上向右移動。所以由圖中可看出T＞T＞T。ⅢⅡⅠ[答案]TT<TⅠⅡⅢ氣體壓強的微觀解釋借助鉛筆，把氣球塞進一只瓶子里，并拉大氣球的吹氣口，反扣在瓶口上，如右圖所示，然后給氣球吹氣，無論怎么吹，氣球不過大了一點，想把氣球吹大，非常困難，為什么？提示：由題意“吹氣口反扣在瓶口上”可知瓶內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣。當(dāng)氣球稍吹大時，瓶內(nèi)空氣的體積縮小，空氣分子的數(shù)密度變大，壓強變大，阻礙了氣球的膨脹，因而再要吹大氣球是很困難的。1．氣體壓強的產(chǎn)生大量氣體分子不斷地和器壁碰撞，對器壁產(chǎn)生持續(xù)的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力就是氣體的壓強。2．氣體壓強的決定因素單位體積內(nèi)分子數(shù)越多，單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)就越多，壓強越大；溫度越高，則分子的平均速率越大，分子運動越劇烈，一方面使單位時間內(nèi)碰到器壁單位面積上的分子數(shù)增多，另一方面也使一個分子與器壁碰撞一次時對器壁的平均沖擊力增大，使壓強增大。所以氣體壓強的大小宏觀上看跟溫度和氣體分子的數(shù)密度有關(guān)；微觀上看跟單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率有關(guān)。3．大氣壓強的產(chǎn)生及影響因素大氣壓強由氣體的重力產(chǎn)生，如果沒有地球引力的作用，地球表面上就沒有大氣，也就沒有大氣壓強。由于地球引力與距離的平方成反比，所以大氣壓力與氣體的高度、密度有關(guān)，在地面上空不同高度處，大氣壓強不相等?！纠?】關(guān)于密閉容器中氣體的壓強，下列說法正確的是(．是由氣體受到的重力產(chǎn)生的)．是由大量氣體分子不斷地碰撞器壁而產(chǎn)生的C．壓強的大小只取決于氣體分子數(shù)量的多少．容器運動的速度越大，氣體的壓強也越大B[氣體的壓強是大量氣體分子不斷地碰撞器壁而產(chǎn)生的，A錯誤，B正確；壓強的大小取決于氣體分子的平均動能和分子的數(shù)密度，與物體的宏觀運動無關(guān)，C、D錯誤。]氣體壓強的分析方法明確氣體壓強產(chǎn)生的原因——碰撞。壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。明確氣體壓強的決定因素——氣體分子的數(shù)密度與平均速率。只有知道了兩個因素的變化才能確定壓強的變化任何單個因素的變化都不能決定壓強是否變化。[跟進訓(xùn)練]2．多選在某一容積不變的容器中封閉著一定質(zhì)量的氣體，對此氣體的壓強，下列說法中正確的是()A．氣體壓強是由重力引起的，容器底部所受的壓力等于容器內(nèi)氣體所受的重力．氣體壓強是由大量氣體分子對器壁的不斷碰撞引起的C．容器以9.8m/s2的加速度向下運動時，容器內(nèi)氣體壓強不變．由于分子運動無規(guī)則，所以容器內(nèi)壁各處所受的氣體壓強相等BCD[氣體壓強是由大量氣體分子對器壁的不斷碰撞引起的它由氣體的溫度和單位體積內(nèi)的分子數(shù)決定A錯誤BCD正確。]1．多選大量氣體分子運動的特點是()．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，還可在空間內(nèi)自由移動．分子的不斷碰撞致使它做雜亂無章的熱運動C．分子沿各方向運動的機會均等．分子的速率分布毫無規(guī)律ABC[用，故可在空間內(nèi)自由移動，A正確；分子間不斷的碰撞使分子的運動雜亂無章，且向各方向運動的機會均等，B、C正確；氣體分子速率呈“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布，D錯誤。]2多選如圖所示為一定質(zhì)量的氧氣分子在0℃和100℃兩種不同情況下的速率分布情況，由圖可以判斷以下說法正確的是()．溫度升高，所有分子的運動速率均變大．溫度越高，分子的平均速率越小C．0℃和100℃時氧氣分子的速率都呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布特點．100℃的氧氣與0℃的氧氣相比，速率大的分子所占的比例較大CD[溫度升高，氣體分子的平均運動速率增大，但有些分子的運動速率可能減小，從圖中可以看出溫度高時，速率大的分子所占比例較大，、B錯誤，C、D正確。]3．多選如圖所示，封閉在汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體，如果保持體積不變，當(dāng)溫度升高時，以下說法正確的是()．氣體的密度增大．氣體的壓強增大C．氣體分子的平均動能減?。棵胱矒魡挝幻娣e器壁的氣體分子數(shù)增多BD[當(dāng)溫度T升高時，分子平均速率變大，壓強增大，B正確；由于質(zhì)量不變，體積不變，則分子密度不變，而溫度升高，分子的平均速率增大，所以單位時間內(nèi)氣體分子對器壁碰撞次數(shù)增多，D正確，、C錯誤。]4思維拓展2g的H氣體，乙內(nèi)有2g的O氣體，試判斷兩個容器壁所受壓強的大小關(guān)系。22甲乙[解析]由于H的摩爾質(zhì)量小于O的摩爾質(zhì)量，質(zhì)量相同的H比O的分子2222數(shù)多，溫度相同，分子的平均動能相同，由于氣體的壓強由分子的平均速率與單位體積內(nèi)的分子數(shù)決定，可見甲容器中器壁所受壓強大。[答案]p＞p甲乙一、分子動能1．分子動能做熱運動的分子也具有動能，這就是分子動能。2．分子的平均動能熱現(xiàn)象研究的是大量分子運動的整體表現(xiàn)，重要的不是系統(tǒng)中某個分子的動能大小，而是所有分子的動能的平均值，叫作分子熱運動的平均動能。3．溫度的微觀解釋溫度是物體分子熱運動平均動能的標(biāo)志。說明：溫度相同，分子平均動能相等，而不同種類的分子平均速率不相等。二、分子勢能1定義：關(guān)，分子組成的系統(tǒng)具有分子勢能。2．決定因素宏觀上：分子勢能的大小與物體的體積有關(guān)。微觀上：分子勢能與分子間的距離有關(guān)。3．分子勢能與分子間距離的關(guān)系當(dāng)rrr0當(dāng)rrr0當(dāng)r＝r時，分子力為零，分子勢能最小。0三、內(nèi)能1．定義：物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和。2內(nèi)能的普遍性：都具有內(nèi)能。3．決定因素物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定。分子的熱運動平均動能由溫度決定。分子勢能與物體的體積有關(guān)，故物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定，同時受物態(tài)變化的影響。注意：物體的內(nèi)能與機械能無關(guān)。1．思考判斷正確的打“√”，錯誤的打“×”)物體的溫度升高時，物體每個分子的動能都增大。當(dāng)分子力做正功時，分子勢能一定減小?！?√)當(dāng)分子間距離為rr時，分子力為斥力，這時減小分子間的距離，分子勢能0增大。物體的溫度和體積變化時，內(nèi)能一般會發(fā)生改變。2．多選下列說法中正確的是(√)√))．只要溫度相同，任何物體分子的平均動能都相同．分子動能指的是由于分子做無規(guī)則運動而具有的能C．物體中10個分子的動能很大，這10個分子的溫度很高D．溫度低的物體中的每一個分子的運動速率一定小于溫度高的物體中的每一個分子的運動速率AB[溫度相同，物體分子平均動能相同，故A正確；分子動能指的是由于分子做無規(guī)則運動而具有的能，故B正確；物體溫度是對大量分子而言，對于10個這樣少數(shù)的分子無意義，故C錯誤；溫度低的物體分子的平均速率小相同物質(zhì)，但具體到每一個分子的速率是不確定的可能大于平均速率也可能小于平均速率，故D錯誤。]3．多選關(guān)于分子勢能，下列說法正確的是()．分子間表現(xiàn)為引力時，分子間距離越小，分子勢能越?。肿娱g表現(xiàn)為斥力時，分子間距離越小，分子勢能越小C．物體在熱脹冷縮時，分子勢能發(fā)生變化．物體在做自由落體運動時，分子勢能越來越小AC[分子間的作用力表現(xiàn)為引力，分子間的距離減小時，分子力做正功，分子勢能隨分子間距離的減小而減小A分子間的距離減小時，分子力做負功分子勢能隨分子間距離的減小而增大B，物體體積發(fā)生變化，說明分子勢能發(fā)生變化，C正確；物體在做自由落體運動時，物體重力勢能減小，但分子勢能與重力勢能無關(guān)，D錯誤。]分子動能提示：溫度是分子熱運動平均動能的標(biāo)志，溫度相同，任何物體分子的平均動12能都相等。由E＝mv可知氫氣分子的平均速率大些。2k1．單個分子的動能物體由大量分子組成，每個分子都有分子動能且不為零。(2)分子在永不停息地做無規(guī)則熱運動，每個分子動能大小不同并且時刻在變化。(3)熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運動的統(tǒng)計規(guī)律，對個別分子的動能沒有實際意義。2．分子的平均動能溫度是大量分子無規(guī)則熱運動的宏觀表現(xiàn)，具有統(tǒng)計意義。溫度升高，分子平均動能增大，但不是每一個分子的動能都增大。個別分子動能可能增大也可能減小，個別分子甚至幾萬個分子熱運動的動能大小不受溫度影響，但總體上所有分子的動能之和一定是增加的。只要溫度相同，任何分子的平均動能都相同。由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不一定相同，所以同一溫度下，不同物質(zhì)分子運動的平均速率大小一般不相同?！纠?】對不同的物體而言，下列說法中正確的是()．高溫物體內(nèi)分子的平均動能一定比低溫物體內(nèi)分子的平均動能大．高溫物體內(nèi)每一個分子的動能一定大于低溫物體內(nèi)每一個分子的動能C．高溫物體內(nèi)分子運動的平均速率一定比低溫物體內(nèi)分子運動的平均速率大D．高溫物體內(nèi)每一個分子運動的速率一定大于低溫物體內(nèi)每一個分子運動的速率A[溫度是分子平均動能的標(biāo)志溫度高的物體分子的平均動能一定大但分子的平均速率不一定大，因為不同物質(zhì)分子的質(zhì)量不同；對單個分子的速率、動能討論溫度是沒有意義的因為溫度是大量分子表現(xiàn)出的宏觀規(guī)律；CD錯誤，A正確。]理解分子動能的三點注意溫度是分子平均動能的“標(biāo)志”或者說“量度”，溫度只與物體內(nèi)大量分子熱運動的統(tǒng)計意義上的平均動能相對應(yīng)，與單個分子的動能沒有關(guān)系。(2)每個分子都有分子動能且不為零，熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運動的統(tǒng)計規(guī)律，對個別分子動能沒有實際意義。溫度高的物體，分子的平均速率不一定大，還與分子質(zhì)量有關(guān)。[跟進訓(xùn)練]1．相同質(zhì)量的氧氣和氫氣溫度相同，下列說法正確的是(．每個氧分子的動能都比氫分子的動能大．每個氫分子的速率都比氧分子的速率大C．兩種氣體的分子平均動能一定相等)．兩種氣體的分子平均速率一定相等C[溫度是分子平均動能的標(biāo)志，氧氣和氫氣的溫度相同，其分子的平均動能應(yīng)相同；但分子的運動速率有的大、有的小，各個分子的動能并不相同，只是所有分子的動能的平均值相同；兩種分子的分子質(zhì)量不同，則平均速率不同，因氫氣分子質(zhì)量小于氧氣分子質(zhì)量平均動能相等D錯誤，C正確。]分子勢能教材Pr為無窮遠時的分子勢能14E為0，則當(dāng)r＝r時，分子勢能最小。p0分子力FE與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示取無窮遠處分子勢p能E＝。p當(dāng)rr時，分子間表現(xiàn)為什么力？若r增大，分子力做什么功？分子勢能怎0么變化？當(dāng)rr時，分子間表現(xiàn)為什么力？若r減小，分子力做什么功？分子勢能怎0當(dāng)r＝r時，分子勢能有什么特點？0提示：分子力為引力，若r增大，分子力做負功，分子勢能增大。分子力為斥力，若r減小，分子力做負功，分子勢能增大。分子勢能最小。1．分子勢能的變化規(guī)律及判斷依據(jù)分子力做正功，分子勢能減少，分子力做了多少正功，分子勢能就減少多少；分子力做負功，分子勢能增加，克服分子力做了多少功，分子勢能就增加多少。rr時，r增大，分子勢能增加，反之，減少。0rr時，r增大，分子勢能減少，反之，增加。0r→∞時，分子勢能為零；r＝r時，分子勢能最小。02．分子勢能的“彈簧—小球”模型分子勢能隨分子間距離的變化類似于彈簧—小球模型，彈簧的原長相當(dāng)于分子間的距離r。彈簧在原長的基礎(chǔ)上無論拉伸還是壓縮，勢能都會增加。03．分子勢能曲線分子勢能曲線如圖所示，規(guī)定無窮遠處分子勢能為0的合力為引力，合力做正功，分子勢能不斷減小，其數(shù)值將比零還小，為負值。當(dāng)分子間距離到達r以后再繼0續(xù)減小，分子作用的合力為斥力，在分子間距離減小過程中，合力做負功，分子勢能增大，其數(shù)值將從負值逐漸變大至零，甚至為正值，故r＝r時分子勢能最小。0(1)在rr處，曲線比較陡，這是因為分子間的斥力隨分子間0在rr處，曲線比較緩，這是因0為分子間的引力隨分子間距的增大而變化得慢，分子勢能的增加也就變慢。在r＝r處，分子勢能最小，但不一定為零，因為零勢能的位置是任意選定的。一般取0r＝r0最小與分子勢能為零絕不是一回事。4．分子勢能與體積的關(guān)系由于物體分子間距離變化的宏觀表現(xiàn)為物體的體積變化，所以微觀的分子勢能變化對應(yīng)于宏觀的物體體積變化。例如，同樣是物體體積增大，有時體現(xiàn)為分子勢能增加在rr范圍內(nèi)在rr范圍內(nèi)00體體積變化了，其對應(yīng)的分子勢能也變化了。但分析與判定的關(guān)鍵要看體積變化過程中分子力是做正功，還是做負功?！纠?】多選如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間的距離的關(guān)系如圖中曲線所示。F＞0為斥力，F(xiàn)＜0為引力。abd為x軸上四個特定的位置?，F(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則()．乙分子由a到b做加速運動，由b到c做減速運動．乙分子由a到c做加速運動，到達c時速度最大C．乙分子由a到b的過程中，兩分子間的分子勢能一直減?。曳肿佑蒪到d的過程中，兩分子間的分子勢能一直增大思路點撥：分子在平衡位置時分子勢能最小分子力為零分子加速度為零。根據(jù)分子力做功的正負分析判斷分子勢能的變化。BC[乙分子由a運動到c的過程一直受到甲分子的引力作用而做加速運動，到c時速度達到最大，而后受甲的斥力作用做減速運動，A錯誤，B正確；乙分子由a到b的過程所受引力做正功，分子勢能一直減小，C正確；而乙分子從b到d的過程，先是引力做正功，分子勢能減少，后克服斥力做功，分子勢能增加，D錯誤。]分子勢能圖像問題的解題技巧首先要明確分子勢能、分子力與分子間距離關(guān)系圖像中拐點意義的不同。分子勢能圖像的最低點(最小值對應(yīng)的距離是分子平衡距離r，而分子力圖像的最低0點引力最大值對應(yīng)的距離大于r。0分子勢能圖像與r軸交點的距離小于r，分子力圖像與r軸交點表示平衡距離0r。0其次要把圖像上的信息轉(zhuǎn)化為分子間距離，再求解其他問題。[跟進訓(xùn)練]2多選如圖為兩分子系統(tǒng)的勢能E與兩分子間距離rp正確的是()．當(dāng)r大于r時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力1．當(dāng)r小于r時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力1C．當(dāng)r等于r時，分子間的作用力為零2．在r由r變到r的過程中，分子間的作用力做負功12BC[分子間距等于r時，分子勢能最小，即r＝r。當(dāng)r小于r時，分子力0201表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r大于r小于r時分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r大于r時分子力表122現(xiàn)為引力，A錯誤，B、C正確；在r由r變到r的過程中，分12子勢能減小，D錯誤。]內(nèi)能教材P16能。小孩從滑梯上滑下來，感覺屁股熱。試探究：小孩為什么有這種感覺？從能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的角度解釋一下？提示：小孩的臀部，內(nèi)能增加，溫度升高，感覺熱。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。1．內(nèi)能的決定因素從微觀上看：物體的內(nèi)能由組成物體的分子總數(shù)、分子熱運動的平均動能和分子勢能三個因素決定。2．內(nèi)能與機械能的區(qū)別和聯(lián)系物體動能、重力勢能或彈性勢能由于物體做機械運動和物體發(fā)生彈性形變或被舉高和分子間存在相互作用力物體的機械運動的速度、離地高度或相對于參考平面的高度或彈性形變量能否為零聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化3．物態(tài)變化對內(nèi)能的影響一些物質(zhì)在物態(tài)發(fā)生變化時，例如冰的熔化、水在沸騰時變?yōu)樗魵?，溫度不變，此過程中分子的平均動能不變，由于分子間的距離變化，分子勢能變化，所以物體的內(nèi)能變化?！纠?】多選下列有關(guān)溫度與分子動能、物體內(nèi)能的說法中正確的是()．溫度升高，每個分子的動能一定都變大．溫度升高，分子的平均速率一定變大C．溫度升高時，分子的平均動能一定變大．溫度降低，物體的內(nèi)能必然變小思路點撥：物體的內(nèi)能由溫度、體積、物質(zhì)的量及物態(tài)共同決定。BC[溫度升高時，分子的平均動能一定變大，即平均速率增大，但每個分子的動能不一定變大，故A錯誤、、C正確；決定物體內(nèi)能的是組成物體的分子總數(shù)、溫度和體積三個因素。溫度降低，內(nèi)能可能減小，還有可能不變，甚至增加，故D錯誤。]對內(nèi)能的幾點理解內(nèi)能是一種與分子熱運動及分子間相互作用相關(guān)的能量形式與物體宏觀有序運動狀態(tài)無關(guān)，它取決于物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)。(2)研究熱現(xiàn)象時，一般不考慮機械能，在機械運動中有摩擦?xí)r，有可能發(fā)生機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。物體溫度升高內(nèi)能可能增加。[跟進訓(xùn)練]3多選一輛運輸瓶裝氧氣的貨車，由于某種原因，司機緊急剎車，最后停下來，則下列說法不正確的是()．汽車機械能減小，氧氣內(nèi)能增加．汽車機械能減小，氧氣內(nèi)能減小C．汽車機械能減小，氧氣內(nèi)能不變．汽車機械能減小，汽車輪胎內(nèi)能增加AB[氧氣溫度不變體積沒變內(nèi)能不變B錯誤C正確；汽車輪胎與地面摩擦機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，D正確。]1．多選關(guān)于分子動能，下列說法正確的是(．物體運動速度大，物體內(nèi)分子的動能一定大)．物體的溫度升高，物體內(nèi)每個分子的動能都增大C．物體的溫度降低，物體內(nèi)大量分子的平均動能一定減?。矬w內(nèi)分子的平均動能與物體做機械運動的速度大小無關(guān)CD[分子的平均動能與機械運動的速度無關(guān)；溫度升高，分子的平均動能一定增大但對單個分子而言其動能可能增大也可能減小B錯誤CD正確。]2多選分子間有相互作用而具有勢能，規(guī)定兩分子相距無窮遠時兩分子間的勢能為零。設(shè)分子a固定不動，分子b以某一初速度從無窮遠處向a運動，直至它們之間的距離最小。此過程中的下列說法正確的是(．a(chǎn)、b之間的勢能先減小，后增大，再減小．a(chǎn)、b之間的勢能先增大，后減小，再增大C．a(chǎn)、b間的勢能先減小，后增大)．分子b的加速度先增大，后減小，再增大CD[此過程由兩個階段組成：相距無窮遠到r，r到距離最小。第一階段分00子引力先增大后減小則加速度先增大后減小引力對b做正功ab之間的勢分子b的加速度一直增大斥力對b做負功，a、b之間的勢能增大。a、b之間的勢能先減小，后增大；分子b的加速度先增大，后減小，再增大。A、B錯誤，C、D正確。]3．多選關(guān)于內(nèi)能和機械能的下列說法，正確的是(．物體的機械能增大，其內(nèi)能一定增大．物體的機械能損失時，內(nèi)能卻可能增加C．物體的內(nèi)能損失時，機械能必然會減小．物體的機械能可以為零，內(nèi)能不可以為零)BD[內(nèi)能和機械能是兩種不同形式的能，內(nèi)能由物體分子狀態(tài)決定，而機械能由物體的質(zhì)量、宏觀速度、相對地面高度或彈性形變程度決定，二者決定因素是機械能增大若溫度降低內(nèi)能可能減小故A錯誤；物體克服空氣阻力勻速下降，機械能減小，而摩擦生熱，物體溫度升高，內(nèi)能會增大，故B正確；物體靜止時，溫度降低，內(nèi)能減小，而物體的機械能不變，故C錯誤；物體內(nèi)分子永不停息地做無規(guī)則運動，內(nèi)能不可能為零，故D正確。]4有人說：“隨著物體運動加快，物體內(nèi)分子的運動也加快，因此分子的平均動能增大，物體的溫度升高。”這種說法是否正確？為什么？[解析]這種說法是錯誤的。熱運動是物體內(nèi)分子的無規(guī)則運動，這種無規(guī)則運動是相對于物體本身的運動。物體運動時，物體內(nèi)所有分子在無規(guī)則運動的基礎(chǔ)上又疊加了一個“整體有序”的運動，這個“整體有序”的運動就是物體的機械運動。而物體的無規(guī)則運動跟溫度有關(guān)，物體的溫度越高，無規(guī)則運動越劇烈，所以把這種運動叫熱運動，物體的機械運動不會影響物體的溫度，所以物體的溫度不會因物體的運動速率增大而升高。分子的熱運動和物體的機械運動是兩種不同形式的運動，簡單說，熱運動是物體內(nèi)大量分子的無序運動，而機械運動則是由大量分子組成的整體的有序運動，這兩種運動形式可以相互轉(zhuǎn)化，這對應(yīng)于與它們相聯(lián)系的兩種形式的能量之間的轉(zhuǎn)化，即內(nèi)能和機械能之間的轉(zhuǎn)化。[答案]見解析[提升層·能力強化]分子微觀量的計算方法阿伏加德羅常數(shù)N是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁，在已知宏觀物理A量的基礎(chǔ)上往往可借助N計算出某些微觀物理量，有關(guān)計算主要有：A1．已知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，借助于阿伏加德羅常數(shù)N，可以求得這種物質(zhì)的AM分子質(zhì)量m＝。0NA2．已知物質(zhì)的摩爾體積V，借助于阿伏加德羅常數(shù)N，可以計算出這種物質(zhì)AAV的一個分子所占據(jù)的體積V＝A。0NA336VN徑d＝A。A4．依據(jù)求得的一個分子占據(jù)的體積V，可估算分子間距，此時把每個分子占03據(jù)的空間看作一個小立方體模型，所以分子間距d＝V，這時氣體、固體、液體0均適用。NV5．已知物體的體積V和摩爾體積V，求物體的分子數(shù)N，則N＝A。AVAm6．已知物體的質(zhì)量m和摩爾質(zhì)量，求物體的分子數(shù)N，則N＝N。MA【例1】已知水的密度ρ＝1.0×10kg/m，水的摩爾質(zhì)量M＝1.8×1033－2kg/mol。求：(1)1g水中所含水分子數(shù)目；水分子的質(zhì)量；水分子的直徑。保留兩位有效數(shù)字)[解析]因為1mol任何物質(zhì)中含有分子數(shù)都是N，所以只要知道了1g水A的物質(zhì)的量n，就可求得其分子總數(shù)N。1×10－31.8×10－mN＝nN＝N＝×6.02×1023個＝3.3×1022個。AMA水分子質(zhì)量1.8×10－26.02×1023Mm＝＝＝3.0×1026。－0NAM水的摩爾體積＝，設(shè)水分子是一個挨一個緊密排列的，則一個水分子的ρV體積V＝＝M16。將水分子視為球形，則V＝π，即d3ρNA0N0A16Md＝3ρNA336M6×1.8×10－23.14×1.0×103×6.021023解得d＝＝Am＝3.9×10。10－[答案](1)3.3×10個(2)3.0×10kg(3)3.9×10m222610－－[一語通關(guān)]分子動理論中宏觀量與微觀量之間的關(guān)系由宏觀量計算微觀量，或由微觀量計算宏觀量，都要通過阿伏加德羅常數(shù)建立聯(lián)系。所以說，阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量與微觀量的橋梁。用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子直徑的實驗原理是：油酸是一種脂肪酸，它的分子的一部分和水分子的親和力很強。當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，酒精溶于水或揮發(fā)，在水面上形成一層油酸薄膜，薄膜可認為是單分子油膜，如圖所示。將水面上形成的油膜形狀畫到坐標(biāo)紙上，可以計算出油膜的面積，根據(jù)純油酸的體積VV和油膜的面積S，可以計算出油膜的厚度d＝，即油酸分子的直徑。S【例2】“用油膜法估測分子的大小”的實驗的方法及步驟如下：①向體積V＝1mL的油酸中加酒精，直至總量達到V＝500；油總②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳雗＝100滴時，測得其體積恰好是V1；0③先往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm________均勻地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個數(shù)N，小方格的邊長l＝20mm。根據(jù)以上信息，回答下列問題：步驟③中應(yīng)填寫：_____________________________。(2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V是___________mL。油酸分子直徑是________m。[解析]為了顯示單分子油膜的形狀，需要在水面上撒爽身粉。(2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積VV110nVV＝＝×＝2×10。油5－100500總根據(jù)大于半個方格的算一個小于半個方格的舍去油膜形狀占據(jù)方格數(shù)大約為115個，故面積S＝×20×20mm4.6×10mm242V′2×10×10S53－油酸分子直徑d＝＝mm≈4.3×10mm＝×10。710－－4.6×104[答案]爽身粉(2)2×10(3)4.3×105－10－油膜法估測分子直徑，關(guān)鍵是獲得一滴油酸酒精溶液的體積，并由配制濃度求出其中所含純油酸的體積再就是用數(shù)格數(shù)法對外圍小格采用“填補法”即“四舍V五入”法求出油膜面積，再由公式d＝計算結(jié)果。S能和物體的內(nèi)能1間的相對位置決定的能，分子力F和分子勢能E都與分子間的距離有關(guān)，二者隨p分子間距離r變化的關(guān)系如圖所示。減小)而減小增大，但斥力比引力變化得快。在rr范圍內(nèi)，分子力F、分子勢能E都隨分子間距離r的減小而增大。0p在rrF0勢能E一直增大。p當(dāng)r＝r時，分子力F為零，分子勢能E最小，但不一定等于零。0p2子的平均動能增加；體積變化時，分子勢能變化。內(nèi)能也與物體的物態(tài)有關(guān)。解答有關(guān)“內(nèi)能”的題目，應(yīng)把握以下四點：溫度是分子平均動能的標(biāo)志，而不是分子平均速率的標(biāo)志。當(dāng)分子間距離發(fā)生變化時，若分子力做正功，則分子勢能減?。蝗舴肿恿ψ鲐摴?，則分子勢能增加。內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子動能與分子勢能的總和，它宏觀上取決于物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)。理想氣體就是分子間沒有相互作用力的氣體，這是一種理想模型。理想氣體無分子勢能變化，因此一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能的變化只與溫度有關(guān)?！纠?】如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，F(xiàn)>0為斥力，F(xiàn)<0為引abd為x軸上四個特定的位置，現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，若規(guī)定無限遠處分子勢能為零，則下列說法正確的是()．乙分子在b處勢能最小，且勢能為負值．乙分子在c處勢能最小，且勢能為負值C．乙分子在d處勢能一定為正值．乙分子在d處勢能一定小于在a處勢能B[由于乙分子由靜止釋放在ac間一直受到甲分子的引力而做加速運動引力做正功，分子勢能一直在減小，到達c點時所受分子力為零，加速度為零，速度最大，動能最大，分子勢能最小，為負值。由于慣性，到達c點后乙分子繼續(xù)向甲分子靠近，由于分子力為斥力，故乙分子做減速運動，直到速度減為零，設(shè)到達d點后返回，故乙分子運動范圍在ad之間。在分子力表現(xiàn)為斥力的那一段cd上，隨分子間距的減小乙分子克服斥力做功故B正確，、C、D錯誤。][一語通關(guān)]當(dāng)r＝r時，分子力F為零，分子勢能最小為負值。0溫度越高越劇烈大量分子的運動符合統(tǒng)計規(guī)律，例如，溫度升高，分子的平均動能增加，單個分子的運動無規(guī)律也沒有實際意義。[培養(yǎng)層·素養(yǎng)升華]如圖所示為某實驗器材的結(jié)構(gòu)示意圖，金屬內(nèi)筒和隔熱外筒間封閉一定體積的氣體，內(nèi)筒中有水，在水加熱升溫的過程中(忽略液體和氣體的體積變化。[設(shè)問探究]1．氣體分子間引力、斥力怎樣變化？2．是不是所有氣體分子運動速率都增大了？3．氣體的內(nèi)能怎樣變化？提示：1封閉氣體分子數(shù)與體積不變，所以分子間平均距離不變，所以分子間斥力與引力都不變，分子勢能也不變。2增大，并不是所有分子速率都增大。3．氣體的分子勢能沒有變，平均動能增大，所以氣體的內(nèi)能增大。[深度思考]多選下列敘述正確的是()．若分子間距離r＝r時，兩分子間分子力＝0，則當(dāng)兩分子間距離由小于0r逐漸增大到10r過程中，分子間相互作用的勢能先減小后增大00．對一定質(zhì)量氣體加熱，其內(nèi)能一定增加C．物體的溫度越高，其分子的平均動能越大．布朗運動就是液體分子的熱運動AC[當(dāng)rr增大到r的過程中，分子力表現(xiàn)為斥力，分子力做正功，分子勢00能減?。划?dāng)r由r增大到10r分子力表現(xiàn)為引力分子力做負功分子勢能增00大，A正確；在對氣體加熱的同時，如果氣體體積變大，其內(nèi)能的變化情況不能確定B物體溫度越高其分子的平均動能越大，C正確；布朗運動是懸浮微粒在液體分子撞擊下的無規(guī)則運動，而不是液體分子的熱運動，D錯誤。]1.一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)1．熱力學(xué)系統(tǒng)：由大量分子組成的系統(tǒng)。2．外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體。3．狀態(tài)參量：為確定系統(tǒng)的狀態(tài)所需要的一些量，如：體積、壓強、溫度等。4．平衡態(tài)：無外界影響，狀態(tài)參量穩(wěn)定的狀態(tài)。說明：平衡態(tài)是狀態(tài)參量，不是過程量，處于平衡態(tài)的系統(tǒng)，狀態(tài)參量在較長時間內(nèi)不發(fā)生變化。二、熱平衡與溫度1熱平衡：響而分別改變。經(jīng)過一段時間，各自的狀態(tài)參量不再變化了，即這兩個系統(tǒng)達到了熱平衡。2熱平衡定律：彼此之間也必定處于熱平衡。3溫度：計能夠用來測量溫度的基本原理。三、溫度計與溫標(biāo)1．溫度計水銀溫度計金屬電阻溫度計氣體溫度計熱電偶溫度計根據(jù)水銀的熱膨脹的性質(zhì)來測量溫度根據(jù)金屬鉑的電阻隨溫度的變化來測量溫度根據(jù)氣體壓強隨溫度的變化來測量溫度根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動勢的大小來測量溫度2.溫標(biāo)：定量描述溫度的方法。0℃，水的沸點為100℃。在0℃刻度與100℃刻度之間均勻分成100等份，每一份算作1℃。熱力學(xué)溫標(biāo)：現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法，熱力學(xué)溫度。攝氏溫度與熱力學(xué)溫度：攝氏溫度熱力學(xué)溫度換算關(guān)系攝氏溫標(biāo)表示的溫度，用符號t表示，單位是攝氏度，符號為℃熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，用符號T表示，單位是開爾文，符號為KT＝t＋273.15K注意：變化1℃與變化1K是相等的。1．思考判斷正確的打“√”，錯誤的打“×”)當(dāng)系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，系統(tǒng)的溫度、壓強、體積等都不隨時間變化?！?平衡態(tài)是一種理想情況?！?√)溫度是決定兩個系統(tǒng)是否達到熱平衡狀態(tài)的唯一物理量。態(tài)平衡。√)2．多選下列物體中處于非平衡態(tài)的是(．冰水混合物處在1℃的環(huán)境中)．將一鋁塊放入沸水中加熱較長的時間C．冬天剛打開空調(diào)的教室內(nèi)的氣體．用玻璃杯盛著的開水放在室內(nèi)足夠長時間AC[冰水混合物在1℃的環(huán)境中要吸收熱量，溫度升高，不是平衡態(tài)，A正確；當(dāng)鋁塊放在沸水中足夠長的時間，鋁塊各部分的溫度與沸水的溫度相同，達到平衡態(tài)B錯誤；同理可知D錯誤；冬天剛打開空調(diào)的教室內(nèi)的氣體各部分溫度不同，不是平衡態(tài)，C正確。]3多選下列關(guān)于它們后來是否能處于熱平衡狀態(tài)的說法，正確的是()．不能．可能C．要看它們后來的溫度是否相同．取決于其他狀態(tài)參量是否相同BC[只要兩個系統(tǒng)的溫度相同，兩個系統(tǒng)就處于熱平衡狀態(tài)，而與其他參量是否相同無關(guān)，故、C正確。]狀態(tài)參量與平衡態(tài)如圖，將雞蛋放在沸水中加熱足夠長的時間，雞蛋處于平衡態(tài)嗎？提示：雞蛋放在沸水中加熱足夠長的時間其溫度、壓強、體積都不再變化，是平衡狀態(tài)。1只是分子運動的平均效果不隨時間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化，而力學(xué)中的平衡態(tài)是指物體的運動狀態(tài)處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)。2處于平衡態(tài)時，仍可能發(fā)生偏離平衡態(tài)的微小變化。3把它們重新接觸，它們的狀態(tài)不會發(fā)生新的變化。因此，熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)。因此可以說，只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說這兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的。【例1】多選下列說法中正確的是(A．狀態(tài)參量是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，故當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)變化時，其各個狀態(tài)參量都會改變B．當(dāng)系統(tǒng)不受外界影響，且經(jīng)過足夠長的時間，其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量將會達到穩(wěn)定)C．只有處于平衡態(tài)的系統(tǒng)才有狀態(tài)參量．兩個物體間發(fā)生熱傳遞時，它們組成的系統(tǒng)處于非平衡態(tài)思路點撥：各個系統(tǒng)都有狀態(tài)參量。當(dāng)處于平衡態(tài)時，狀態(tài)參量不再變化，非平衡時，狀態(tài)參量要變化。BD[由于描述系統(tǒng)的各種性質(zhì)需要不同的物理量，只要其中某個量變化，系統(tǒng)的狀態(tài)就會發(fā)生變化不一定各個狀態(tài)參量都發(fā)生變化選項A錯誤；系統(tǒng)處于平衡態(tài)或非平衡態(tài)只是狀態(tài)參量有無變化選項C，系統(tǒng)總要趨于平衡其內(nèi)部各部分狀態(tài)參量趨于穩(wěn)定選項B正確；兩個物體間發(fā)生熱傳遞時，兩個物體組成的系統(tǒng)內(nèi)部仍存在溫差，故系統(tǒng)處于非平衡態(tài)，選項D正確。]處理平衡態(tài)的問題要注意以下三點平衡態(tài)與熱平衡不同，平衡態(tài)指的是一個系統(tǒng)內(nèi)部達到的一種動態(tài)平衡。必須要經(jīng)過較長一段時間，直到系統(tǒng)內(nèi)所有性質(zhì)都不隨時間變化為止。系統(tǒng)與外界沒有能量的交換。[跟進訓(xùn)練]1．下列關(guān)于系統(tǒng)是否處于平衡態(tài)的說法正確的是(．開空調(diào)2min內(nèi)教室內(nèi)的氣體處于平衡態(tài))．兩個溫度不同的物體相互接觸，這兩個物體組成的系統(tǒng)處于非平衡態(tài)C．0℃的冰水混合物放入1℃的環(huán)境中，冰水混合物處于平衡態(tài)．壓縮密閉容器中的空氣，空氣處于平衡態(tài)B[開空調(diào)2min內(nèi)教室內(nèi)的氣體溫度要變化，故不是平衡狀態(tài)，A錯誤；兩物體溫度不同，接觸后高溫物體會向低溫物體傳熱，是非平衡態(tài)，B正確；0℃的冰水混合物放入1℃的環(huán)境中，周圍環(huán)境會向冰水混合物傳熱，不是平衡態(tài)，C錯誤；壓縮密閉容器中的空氣，要對空氣做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不是平衡態(tài)，D錯誤。本題選。]熱平衡與溫度某工人在拿鐵棒和木頭時感覺到鐵棒明顯比木頭涼，由于表示物體冷熱程度的是溫度，于是這位工人得出當(dāng)時“鐵棒比木頭溫度低”的結(jié)論，你認為他的結(jié)論對嗎？請說明理由。提示：不對。由于鐵棒和木頭都與周圍的環(huán)境達到熱平衡，故它們的溫度是一樣的。之所以感覺到鐵棒特別涼，是因為這位工人在單位時間內(nèi)傳遞給鐵棒的熱量比較多。1．溫度宏觀上①溫度的物理意義：表示物體冷熱程度的物理量。②與熱平衡的關(guān)系：各自處于熱平衡狀態(tài)的兩個系統(tǒng)，相互接觸時，它們相互之間發(fā)生了熱量的傳遞，熱量從高溫系統(tǒng)傳遞給低溫系統(tǒng)，經(jīng)過一段時間后兩系統(tǒng)溫度相同，達到一個新的平衡狀態(tài)。微觀上①反映物體內(nèi)分子熱運動的劇烈程度，是大量分子熱運動平均動能的標(biāo)志。②溫度是大量分子熱運動的集體表現(xiàn)，是含有統(tǒng)計意義的，對個別分子來說溫度是沒有意義的。2．熱平衡一切達到熱平衡的物體都具有相同的溫度。若物體與A處于熱平衡，它同時也與B達到熱平衡，則A的溫度等于B的溫度，這就是溫度計用來測量溫度的基本原理。3．熱平衡定律的意義熱平衡定律又叫熱力學(xué)第零定律，為溫度的測量提供了理論依據(jù)。因為互為熱只需將作為標(biāo)準(zhǔn)物體的溫度計分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低?！纠?】關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說法中正確的有(．只要溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài))B．兩個系統(tǒng)在接觸時，它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，說明這兩個系統(tǒng)原來的溫度是相等的C．熱平衡就是平衡態(tài)．處于熱平衡的幾個系統(tǒng)的壓強一定相等思路點撥：平衡態(tài)的各個參量都不變化。熱平衡時必有相等的溫度。B[一般來說，描述系統(tǒng)的狀態(tài)參量不只一個，根據(jù)平衡態(tài)的定義知所有性質(zhì)都不隨時間變化，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)，A錯誤；根據(jù)熱平衡的定義知，處于熱平衡的兩個系統(tǒng)溫度相同，B正確，D錯誤；平衡態(tài)是針對某一系統(tǒng)而言的，熱平衡是兩個系統(tǒng)相互影響的最終結(jié)果，C錯誤。]熱平衡與溫度理解的兩個誤區(qū)誤區(qū)1：誤認為只要溫度不變，系統(tǒng)就處于平衡態(tài)產(chǎn)生誤區(qū)的原因是沒有正確理解平衡態(tài)的概念，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)包括溫度在內(nèi)的所有狀態(tài)參量都不隨時間變化時，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)。誤區(qū)2：誤認為平衡態(tài)就是熱平衡產(chǎn)生誤區(qū)的原因是由于不理解熱平衡與平衡態(tài)的關(guān)系，錯誤地認為處于平衡態(tài)的兩個物體之間一定會處于熱平衡。其實各自處于平衡態(tài)的兩個物體溫度不一定相同，它們接觸后各自的狀態(tài)會發(fā)生變化，直到達到熱平衡為止。[跟進訓(xùn)練]2．下列有關(guān)熱平衡的說法，正確的是()A．如果兩個系統(tǒng)在某時刻處于熱平衡狀態(tài)，則這兩個系統(tǒng)永遠處于熱平衡狀態(tài)．熱平衡定律只能研究三個系統(tǒng)的問題C．如果兩個系統(tǒng)彼此接觸而不發(fā)生狀態(tài)參量的變化，這兩個系統(tǒng)又不受外界影響，那么這兩個系統(tǒng)一定處于熱平衡狀態(tài)．兩個處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，溫度可以有微小的差別C[處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，如果受到外界的影響，狀態(tài)參量會隨之變化，溫度也會變化故A故B錯誤；由熱平衡的意義，故C正確；溫度相同是熱平衡的標(biāo)志，必須相同，故D錯誤。]溫度計與溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)(以前稱為百分溫標(biāo))是由瑞典天文學(xué)家攝爾修斯設(shè)計的。如圖所示，在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把冰點定為0℃，汽化點定為100℃，因此在這兩個固定點之間共為100℃，即100等份，每等份代表1攝氏度，用1℃表示，用℃標(biāo)表示的溫度叫作攝氏溫度，常用t表示。攝氏溫標(biāo)用攝氏度做單位。熱力學(xué)溫標(biāo)由英國科學(xué)家威廉·湯姆孫開爾文)創(chuàng)立，它表示的溫度叫熱力學(xué)溫度，常用T表示，用K做單位。試探究：1．熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)之間的關(guān)系是什么？2273℃為絕對零度，在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點是多少攝氏度，為多少開？水的沸點又是多少攝氏度，為多少開?2．冰的熔點為0℃，為273；水的沸點為100℃，即373。1．“溫度”含義的兩種說法宏觀角的感覺器官比較得到的，往往是不準(zhǔn)確的溫度，這樣的定義更具有科學(xué)性2.溫度計測量原理一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。使溫度計與待測物體接觸，達到熱平衡，其溫度與待測物體的溫度相同。3．溫標(biāo)常見的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)。比較攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。攝氏溫標(biāo)攝爾修斯和施勒默爾一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度提出者tT＝t＋273.15K粗略表示：T＝t＋273K關(guān)系【例3】仿照實驗室使用的液體溫度計的原理，某同學(xué)設(shè)計了一個簡易的氣體溫度計，如圖所示，瓶中裝的是氣體，瓶塞密封不漏氣，瓶塞上面細彎管中有一段液柱。當(dāng)溫度升高時，液柱將向哪邊移動？此溫度計如何標(biāo)上刻度呢？思路點撥：此溫度計是根據(jù)氣體熱脹冷縮原理制成的。必定是左邊溫度高，右邊溫度低。[解析](1)當(dāng)溫度升高時，瓶內(nèi)的氣體受熱膨脹擠壓上方的液柱，液柱就會向左移動；將此裝置放在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的冰水混合物中在液柱正中間處標(biāo)上0℃，將它放在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸水中，在液柱正中間處標(biāo)上100℃，然后將以上兩個刻度之間的部分進行100等分，標(biāo)上刻度就成了一個溫度計。[答案]見解析熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系是T＝t＋273.15K，因此對于同一溫度來說，用不同的溫標(biāo)表示，數(shù)值不同，這是因為零值選取不同?；蚪档?1高或降低)1℃?！疽活}多變】你能說出這個溫度計的測溫原理嗎？為了提高此溫度計的靈敏度，便于讀數(shù)，可采取什么措施？[解析]這個溫度計的測溫原理是測溫氣體的熱脹冷縮。細彎管再細一些瓶子再大一些且氣體再多些細彎管內(nèi)的液體盡可能少些等，都可以提高靈敏度。[答案]見解析[跟進訓(xùn)練]3．多選關(guān)于熱力學(xué)溫度，下列說法中正確的是(．－33℃＝240K)．溫度變化1℃，也就是溫度變化1KC．?dāng)z氏溫度與熱力學(xué)溫度都可能取負值．溫度由t℃升至2t℃，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了273＋tAB[T＝273K＋t，由此可知：－33℃＝240K，A正確，同時B正確；D中初態(tài)熱力學(xué)溫度為273K＋t，末態(tài)為273K＋2t，溫度變化tK，D錯誤；攝氏溫度可取負值，但因絕對零度達不到，故熱力學(xué)溫度不可能取負值，C錯誤。]1．多選下列說法正確的是()．兩個系統(tǒng)處于熱平衡時，它們一定具有相同的熱量B．如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)也必定處于熱平衡C．溫度是決定兩個系統(tǒng)是否達到熱平衡狀態(tài)的唯一物理量．熱平衡定律是溫度計能夠用來測量溫度的基本原理BCD[熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的狀態(tài)參量——溫度，故選項A錯誤