高中物理選修33第七章分子動理論知識點

2021-03-04 07:14:45 字數 4950 閱讀 5957

物體是由大量分子組成的

(1)用油膜法粗略地估測分子的大小

把一滴油酸滴到水面上,油酸在水面上散開形成單分子油膜。如果把分子近似看成球形(近似模型),單分子油膜的厚度就可認為等於油酸分子的直徑,而油酸分子是乙個挨乙個地整齊排列的,這是簡化處理問題的方法。如果分子直徑為d,油滴體積是v,油膜面積為s,則d=v/s,根據估算得出分子直徑的數量級為10-10m。

例題:將1 cm3的油酸溶於酒精,製成200 cm3的油酸酒精溶液.已知1cm3溶液有50滴,一滴滴到水面上,酒精溶於水,油酸形成一單分子層,其面積為0.2 m2.

由此可知油酸分子大約為多少?

解:一滴油酸酒精溶液含油酸體積

油酸分子直徑約為:

(2)有關分子質量、體積、數量等微觀量的估算問題

阿伏加德羅常數na=6.02×1023mol-1,是聯絡微觀物理量和巨集觀物理量的橋梁,微觀物理量指的是分子的體積、分子的直徑d、分子的質量;巨集觀物理量指的是物質的體積v、摩爾體積、物質的質量m、摩爾質量、物質的密度。它們的關係如下:

①乙個分子的質量:;

②乙個分子的體積(只適用於固、液體,不適用於氣體);

③一摩爾物質的體積:;

④單位質量中所含分子數:;

⑤單位體積的固體或液體中所含分子數:;

⑥質量為的物質中所含的分子數:;

⑦體積為v的物質中所含的分子數:。

特別提醒:

1 阿伏加德羅常數na是微觀世界的乙個重要常數,是聯絡微觀物理量和巨集觀物理量的橋梁。

2 固體、液體分子可視為球形,分子間緊密排列可忽略間隙。

3 可以近似認為氣體分子是均勻分布的,每個氣體分子佔據乙個正方體,其邊長即為氣體分子間的距離。

例題:已知地球到月球的距離是3.84×105km,鐵的摩爾質量為56g,密度為7.9×103kg/m3,如果將鐵原子乙個乙個地排列起來,從地球到月亮需要多少個鐵原子?

a、1.4×105個 b、1.4×1010個

c、1.4×1018個 d、1.4×1021個

分析:本題可以先求出單個鐵原子的直徑:

所以需要的鐵原子個數為:

例題:銅的摩爾質量是6.35×10-2kg,密度是8.9×103kg/m3 。求(1)銅原子的質量和體積;(2)銅1m3所含的原子數目;(3)估算銅原子的直徑。

解:(1)銅原子的質量

銅原子的體積

(2)1銅的摩爾數為

1銅中含銅原子數個

(3)把銅原子看成球體,直徑

【練習】

1.用「油膜法」測算分子的直徑時,必須假設的前提是(  )

a.將油分子看成球形分子 b.認為油分子之間不存在間隙

c.把油膜看成單分子油膜 d.考慮相鄰油分子的相互作用力

2.某同學在「用油膜法估測分子的大小」的實驗中,計算結果明顯偏大,可能是由於(  )

a.油酸未完全散開 b.油酸中含有大量的酒精

c.計算油膜面積時不足1格的全部按1格計算

d.求每滴溶液的體積時,1ml的溶液的滴數多記了10滴

3.在用油膜法估測分子直徑大小的實驗中,若已知油滴的摩爾質量為m,密度為ρ,油滴質量為m,油滴在水面上擴散後的最大面積為s,阿伏加德羅常數為na,以上各量均採用國際單位,那麼(  )

a.油滴分子直徑db.油滴分子直徑d=

c.油滴所含分子數n=na d.油滴所含分子數n=na

4.阿伏加德羅常數是namol-1,銅的摩爾質量是μkg/mol,銅的密度是ρkg/m3,則下列說法不正確的是(  )

a.1m3銅中所含的原子數為 b.乙個銅原子的質量是

c.乙個銅原子所佔的體積是 d.1kg銅所含有的原子數目

分子的熱運動

物體裡的分子永不停息地做無規則運動,這種運動跟溫度有關,所以通常把分子的這種運動叫做熱運動。

(1)擴散現象:不同物質能夠彼此進入對方的現象,說明了物質分子在不停地運動,同時還說明分子間有間隙,溫度越高擴散越快

(2)布朗運動:它是懸浮在液體中的固體微粒的無規則運動,是在顯微鏡下觀察到的。

布朗運動的三個主要特點:永不停息地無規則運動;顆粒越小,布朗運動越明顯;溫度越高,布朗運動越明顯。

產生布朗運動的原因:它是由於液體分子無規則運動對固體微小顆粒各個方向撞擊的不均勻性造成的。

布朗運動間接地反映了液體分子的無規則運動,布朗運動、擴散現象都有力地說明物體內大量的分子都在永不停息地做無規則運動。

(3)熱運動:分子的無規則運動與溫度有關,簡稱熱運動,溫度越高,運動越劇烈

關於布朗運動,要注意以下幾點:

① 形成條件是:只要微粒足夠小;② 溫度越高,布朗運動越激烈;③ 觀察到的是固體微粒(不是液體,不是固體分子)的無規則運動,反映的是液體分子運動的無規則性;④ 實驗中描繪出的是某固體微粒每隔一定時間(如10秒或30秒等)的位置的連線,不是該微粒的運動軌跡。

例2(北京理綜卷)做布朗運動實驗,得到某個觀測記錄如圖。圖中記錄的是( )

a.分子無規則運動的情況 b.某個微粒做布朗運動的軌跡

c.某個微粒做布朗運動的速度—時間圖線

d.按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線

分子間的作用力

一、分子間的作用力

(一)分子間同時存在相互作用的引力和斥力

物體在被拉伸時需要一定的外力,這表明組成物質的分子之間存在著相互的引力作用;同時物體在被壓縮時也需要一定的外力,這表明組成物質的分子之間還存在著相互的斥力作用.

(二)分子之間的作用力及其變化

1.分子力:分子之間同時存在著相互的引力與斥力,分子力是指這兩個力的相互作用。

2.分子間作用力的變化:

①當分子間距離時(為)引力和斥力相等,此時二力的合力為零,即分子間呈現出沒有作用力,此時分子所處的位置稱為平衡位置.

②當分子之間距離時,分子之間的引力和斥力同時增大,但斥力增大得更快一些,故斥力大於引力,此時分子之間呈現出相互的排斥作用.

③當分子之間距離時,分子之間的引力和斥力同時減小 ,但斥力減小得更快一些,故引力大於斥力,此時分子之間呈現出相互的吸引作用.

總結:分子之間的引力和斥力總是同時存在的,且當分子之間距離變化時,引力和斥力同時發生變化

3.分子之間發生相互作用力的距離很小 ,當分子之間的距離超過分子直徑的10倍時,可認為分子之間的作用力為 0 .

(三)圖象法分析分子力

分子力隨分子間距離變化的情況如圖11-3-1所示,其中虛線分別表示分子引力和分子斥力隨分子間距離的變化情況,實線表示它們的合力隨分子間距離的變化情況。

二、分子動理論

物體是由大量分子組成的,分子在做永不停息的無規則運動 ,分子之間存在著引力和斥力。

這些分子並沒有統一的運動步調,單獨來看,各個分子的運動都是無規則的、帶有偶然性的,但從總體來看,大量分子的運動卻有一定的規律,這種規律叫做分子動理論。

【典型例題】知識點1:分子間的作用力

1.甲分子固定在座標的原點,乙分子位於橫軸上,甲分子和乙分子之間的相互作用力如圖11-3-2所示,a、b、c、d為橫軸上的四個特殊的位置.現把乙分子從a處由靜止釋放,則(    )

a.乙分子從a到b做加速運動,由b到c做減速運動

b.乙分子從a到c做加速運動,到達c時速度最大

c.乙分子從由b到d做減速運動

d.乙分子從a到c做加速運動,由c到d做減速運動

2如圖11-3-3所示,縱座標表示兩個分間引力、斥力的大小,橫座標表示兩個分子的距離,圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關係,e為兩曲線的交點,則下列說法正確的是( )

a.ab為斥力曲線,cd為引力曲線,e點橫座標的數量級為10—15m

b.ab為引力曲線,cd為斥力曲線,e點橫座標的數量級為10—10m

c.ab為斥力曲線,cd為引力曲線,e點橫座標的數量級為10—10m

d.ab為引力曲線,cd為斥力曲線,e點橫座標的數量級為10—15m友情

知識點2:分子動理論

3.對下列現象的解釋正確的是( )

a.兩塊鐵經過高溫加壓將連成一整塊,這說明鐵分子間有吸引力

b.一定質量的氣體能充滿整個容器,這說明在一般情況下,氣體分子間的作用力很微弱

c.電焊能把二塊金屬連線成一整塊是分子間的引力起作用

d.破碎的玻璃不能把它們拼接在一起是因為其分子間斥力作用的結果

請用自己的語言給自己的同桌再講一遍吧!加油!

溫度與溫標

一、 狀態參量與平衡態

1、熱力學系統

熱力學的研究物件,由大量微觀粒子組成,並與其周圍環境以任意方式相互作用著的巨集觀客體。簡稱系統。

2、狀態參量:描述系統狀態的物理量。例如體積、壓強、溫度

3、平衡態:對於乙個不受外界影響的系統,無論其初始狀態如何,經過足夠長的時間,必須達到狀態參量不再隨時間變化的狀態

4、注意:①平衡態是一種理想情況,因為任何系統完全不受外界影響是不可能的。

②類似於化學平衡,熱力學系統達到的平衡態也是一種動態平衡。

③系統內部沒有物質流動和能量流動。

④處於平衡態的系統各處溫度相等,但溫度各處相等的系統未必處於平衡態。

二、熱平衡和溫度

1、熱平衡:若兩個熱力學系統彼此接觸,而其狀態參量都不變化(即沒有發生熱傳遞),我們就說這兩個系統達到了熱平衡。

2、熱平衡定律(熱力學第零定律):若兩個系統分別與第三個系統達到熱平衡,那麼這兩個系統彼此之間也必定處於熱平衡。

3、溫度:兩個系統處於熱平衡時所具有的共同的熱學性質

它是表示物體冷熱程度的物理量,微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度

注意:互為熱平衡的各系統具有相同的溫度。同樣,具有相同溫度的系統也必然處於熱平衡狀態。

3、溫度計與溫標

1、溫度計的熱力學原理

溫度計若與物體a處於熱平衡,同時與物體b熱平衡,則a與b溫度相同

2、溫標:描述溫度的方法

說明:建立一種溫標的三要素:

①首先要確定物質

②其次,確定該測溫物質隨溫度變化物理量

③第三,選定參考點(即規定分度的方法)。

3、攝氏溫標:定義在乙個標準大氣壓下,冰水共存物(冰水混合物)的溫度為零攝氏度(0℃),乙個標準大氣壓下,沸水的溫度為 100攝氏度(100℃)。

第七章分子動理論複習與練習

第七章分子動理論 1 單分子油膜法測分子直徑 v 一滴純油酸體積 計算法 s 為單層油膜面積 數格仔法 結論 分子大小數量級為10 10m 2 對微觀量的估算 分子的兩種模型 球形和立方體 固體液體通常看成球形,空氣分子佔據的空間看成立方體 利用阿伏伽德羅常數聯絡巨集觀量與微觀量 注意 氣體v0表示...

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