【知识点】一张图看懂“分子动理论”

分子动力学理论的内能、热量和做功的关系 气体压力、体积和温度的关系 本周教学内容：分子动力学理论；内能、热量和功；气体压力、体积和温度的关系——分子动力学理论物质是由大量分子组成的。 (1）分子体积很小，质量很小。分子直径在数量级，数量级的分子质量为1010 10 10 27 26 kg (2）油膜法测得的分子直径：：水面上单层分子油膜的面积（3）阿伏伽德罗常数：60210 23 mol 固体、液体：球形气体：立方molmol分子永不停歇地做随机热运动：(1）实验依据：扩散现象。(2）布朗运动：指悬浮在液体中的粒子的随机运动。布朗运动的原因：液体分子随机运动。影响布朗运动强度：小粒子，高温，强烈的布朗运动。分子之间同时存在相互作用（1）分子力：分子间吸引力和排斥力的合力，即分子之间的力. (2）分子间作用力变化: 1010 chan ges 和反转相位）变化，但排斥力的变化比重力快。主题2 内能、热和功 内能：物体内所有分子热运动的动能和相互作用势能的总和。 （1）分子动能：分子热运动有（单个分子的动能无意义）综合考虑：分子平均动能：符号，温度T，温度越高，分子平均动能越大. (2）分子势能：由分子间相互作用决定，分子间距离决定能量。

分子间距离变化时增加条件：分子力做负功，分子势能增加；条件：分子力做正功，分子势能减小，分子势能增大。分子势能在宏观尺度上与物体的体积有关。 (3）物体的内能：综合考虑：分子数N、温度T、体积V。物体的温度相同，内能必须相同()内部理想气体的能量：理想气体的分子之间没有相互作用力，没有分子势能，其内能只是分子动能之和，与分子数N和温度T有关。对于一定质量的理想气体，其内能只由温度T决定。（4）内能与机械能之差：物体的内能是物体的动能和势能之和）物体中分子的数量取决于宏观分子数N、温度和体积，物体的机械能是物体整体运动的动能和势能之和，取决于质量米, 速度 v, 高度 h, 变形。 ) 两种方式的区别： 热传递：物体之间在高温和低温下传递内能。内能传递的量是热功：其他形式可以相当于内能相互转换的结果，可以改变内能。 (2）内能不同于热：内能态量，热是一个过程量，只有当发生热传递时，内能才会发生变化以吸收或放出热量。内能变化——热力学第一定律状态变化过程通常与做功和传热同时发生，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功与热量传递的热量之和。公式： E符号规定：内能的增加减少外界对系统所做的功，系统对外界做功，吸热系统，放热主题，气体的压力和体积、之间的关系温度气体状态参数：（1）Volume V（气体几何参数）一定质量气体所占据的容器体积。

(不是气体分子体积的总和)(2）温度T(t)(气体热参数)摄氏温标分子热运动和内能，热力学温标关系：T=273+t绝对零无法达到(3）压力(Aerodynamic parameters) 宏观：气体作用在容器壁单位面积上的压力，大小取决于分子数密度和温度微观：大数的随机热运动气体分子与容器壁碰撞，其大小取决于单位体积内的分子数 分子数密度和平均分子速度 76atm cmHg (2）应用热力学第一定律：气体体积变大，气体体积变小，气体温度升高，气体温度降低，正负值确定，气体吸热，气体放热绝热，绝热压缩，铜的原子量为89 10 64 专业版吨和中子，那么铜块中每个铜原子平均占据的空间体积约为 167 10 27 （上海高考题） 解1：铜原子核子数为64，电子的质量为不计，所以铜原子的质量约为：64 167 10 109 10 27 25 kgkg 每立方米铜原子的数量为：89 10 109 10 817 10 81710 12 10 28 解法2：从题中，我们知道铜的摩尔质量为0.64kg，其摩尔体积可得为： 0064 89 10 10602 10 12 10 估计标准条件下气体分子间的距离。解析：取体积V给定状态的空气，求计算其中空气分子的个数n。从n个空气分子在体积内均匀分布的平衡状态，可以得到每个空气分子占据的平均空间体积。如果假设每个空气分子占据的平均空间体积为一个小立方体，则认为空气分子的均匀分布等价于任何时刻所有空气分子都在每个小立方体的中心，如图所示图中，那么根据这个理想化的气体微观成分模型，空气分子之间的平均距离d，可以认为等于每个空气分子平均占据的小立方体的边长。

解：标准条件下1mol任何气体的体积为22.4L，那么每个空气分子所占据空间的平均体积为：1060 10 37 10 3710 粒子与金核同心碰撞时，可以接近金核中心的最小距离为 20 10 0197 60 10 14 23 kgmol mol ，尝试估计金核的平均密度 分析：1mol任何物质都含有NA（阿伏加常数）分子（或原子） )，其摩尔质量 M 等于 NA 分子（或原子）的质量 m 之和。据此，可以计算出一个分子（或原子）的质量 kgkg 019760 10 33 10 23 25 金核几乎包含了金原子的全部质量，因此可以认为金核的质量 m 为大约等于金原子的质量 m。金核被想象成一个球体，从α粒子可以接近金核中心的最小距离可以推断，金核的半径不会大于这个最小距离。结合以上两点，可以得到金核的平均密度ρ。即3310 2514 9810 15条评论：要估计一个分子（或原子）在固体或液体中的直径和质量，需要了解以下两点：忽略分子之间的间隙和建立理想化的微观组成模型，即根据体积和直径的数量级来估计分子（或原子）的直径和质量。阿伏伽德罗常数NA是将宏观摩尔质量M mol 与摩尔体积V mol 与微观分子质量m 与分子体积V 联系起来的物理量，即如图所示，分子A 固定在坐标原点O，分子B位于x轴上，分子A对分子B的作用力与两个分子之间的距离的关系如图中的曲线所示。 F>0 为斥力，F<0 为轴上的四个特定位置。现在将分子 B 从 a 移动到 a。从静止中释放，然后（做加速运动，当速度达到c时，两个分子之间的分子势能一直在增加（江苏高考题）分析：在分子B从a到b的过程中，和那么到 c 很明显，分子 B 总是做加速运动，当它到达 c 点时，这个过程的速度是最高的，而且分子的万有引力一直做正功。因此，分子势能两个分子之间的能量一直在减少，所以C是正确的。

在B从b的过程中，分子间斥力做负功，分子间势能增加，所以D·1g0水的内能大于1g0冰的内能。当橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加（上海高考题）分析：0水和0冰分子的平均动能相同，但内能不同，水结冰时必须放热，说明同质水的内能大（水的分子势能大于冰的分子势能），选项A正确。电阻发热是由于电流做功而不是传热，选项 B 错误。气体膨胀并在外部做功，但可能会吸收更多热量，选项 C 不正确。当橡皮筋被拉伸时，分子克服分子力做功，所以分子间势能增加，D选项是对的。这道题的正确答案是A和D。先等容加热，再进行绝热压缩，其内能一定大于初始内能分析：对于理想气体，要考虑压力、温度的关系和体积处于气体的状态，同时也认识到状态变化过程遵循力学原理。该定律考虑了内部能量、功和热传递之间的关系。对于选项A分子热运动和内能，在等压膨胀过程中，没有给出传热条件，可能是由于吸热、内能增加和温度升高。当再次进行等容冷却时，温度可能会高于初始温度；选项中的等温选项 在膨胀过程中，体积会增加，而在再压缩时，体积可能会大于初始体积。方案中，在等容加热再等压压缩的过程中，如果热量向外传递，内能可能会减少，温度可能会降低，可能等于初始温度；方案中，定容加热，内能增加，温度升高，当气体再次绝热压缩时，外界对气体做功，内能增加，其温度必然大于初始温度。温度。

解决方案：选项 C 和 D 是正确的。一个探测器探测了一颗球形行星，发现这颗行星没有生命，但它的表面覆盖着一层厚厚的冷冻二氧化碳（干冰）。有人提议将二氧化碳化学分解成碳和氧气，以在其上形成大气层。由于行星对大气的引力作用，行星表面存在一定的大气压力。如果一秒钟内可以分解得到10公斤的氧气，那么地球表面附近的压力至少要p=0.2atm，那么请您估计需要多少年才能完成？众所周知，这颗行星的表面温度很低，在这种情况下，二氧化碳的蒸发可以忽略不计。探测器靠近行星表面运行的周期为2小时，行星半径r=1750km，大气层的厚度与行星半径相比非常小。结果保持两位有效数字（武汉市试题）解析：设探测器质量为m，行星质量为M，根据牛顿第二定律，其中p=0.2atm， g 是行星表面的重力加速度。根据万有引力定律 mg rpTkg 5810 由于1s的分解可以得到10公斤的氧气，所需时间为 5810 18 10 11 “和平号”空间站已于今年3月23日成功坠入南太平洋。坠落过程可以简化为从一个近乎圆形的轨道（可以近似认为是一个圆形轨道）开始，经过与大气的摩擦，大部分空间站被加热、融化，最后被汽化破坏，而剩下的碎片落入海中。

在这个过程中，除了空间站原有的一部分机械能用于破坏，一部分被碎片带走外，还有一部分能量E′被其他方式耗散掉（在空间站过程中发生的化学反应的能量）不考虑秋季）。 (1）试推导出用下列物理量符号表示耗散能量E´的公式。(2）计算E´的值(结果保留两位有效数字)。空间站坠落之初的质量 m1=1.1710 kg 轨道离地高度 h=146km；地球半径 R=6.410 kg；温度碎片入海量增加ΔT=3000K；碎片入海速度为声速v=340m/s；每1kg空间站材料加热1K所需的平均能量c=1.@ >010 破坏1kg材料所需的平均能量 μ = 1.010（全国高考题）解析：（1）根据给定条件，重力加速度g=10m/s在空间从近圆形轨道到地面。如果地面是引力势能的零点，空间站的势能在下降过程开始时的近圆形轨道为 Ep=m1gh。空间站由 v 表示。近圆形轨道上的速度可以从牛顿定律获得，其中 是轨道的半径。如果用地球的半径来表示，那么空间站在近圆轨道上的动能可以从公式中得到。空间站2910 12机在轨