分子热运动能量守恒.docx

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分子热运动能量守恒

第十一章分子热运动能量守恒

一、物体是由大量分子组成的

【学习指导】

在估算分子的大小时，把分子看作是弹性小球，这只是近似模型。

在油膜法中认为油膜厚度等于分子直径，而且油分子是一个挨一个排列的，是近似处理。

实际上分子结构复杂，分子间有间隙，因此，所计算出的分子大小，只是一个粗略的数量级概念，反映分子所占空间容积，是估算值。

【基础训练】

1．用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需知道油滴的（）

A．摩尔体积B．摩尔质量C．体积D．密度

2．在标准状况下，水蒸气分子的间距约是水分子直径的（）

A．1倍B．10倍C.100倍D．1000倍

3．已知铜的密度为8.9×103kg/m3，原子量为64，通过估算可知铜中每个铜原子所占的体积为（）

A．7×10-6m3           B.1×10-29m3C.1×10-26m3          D.8×10-24m3

4．只要知道下列哪组物理量，就可估算气体中分子间的平均距离？

（）

A．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和质量

B．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度

C．阿伏加德罗常数，该气体的质量和体积

D．该气体的密度，体积和摩尔质量

5．某固体物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是（）

A．、B．、

C．、D．、

6．下列可算出阿伏加德罗常数的一组数据是（）

A．水的密度和水的摩尔质量

B．水的摩尔质量和水分子的体积

C．水分子的体积和水分子的质量

D．水分子的质量和水的摩尔质量

7．水分子直径约为4×10-10m，9g的水分子一个接一个紧密地排列成单行，可绕地球______圈．（赤道周长为4×107m）

【能力提升】

8．将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液．已知1cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2m2，由此可估测油酸分子的直径为_____________m．

二、分子的热运动

【学习指导】

布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒（线度约10-6m）永不停息的、无规则的运动，不是分子的运动。

教材上小颗粒做布朗运动的“路线”图不是小颗粒运动的时间轨迹，而是每隔30s小颗粒位置的连线。

布朗运动的原因不是外界因素引起，来自液体内部，是液体分子不断撞击悬浮小颗粒引起。

颗粒越小，布朗运动越明显，温度越高，布朗运动越激烈。

【基础练习】

1.扩散现象说明了（）

A．气体没有固定的形状和体积B．分子之间相互排斥

C.分子在不停地运动着D．不同分子之间可以相互转变

2.关于布朗运动，以下说法正确的是（）

A.布朗运动是指液体分子的无规则运动

B．布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒的吸引力不平衡引起的

C．布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒碰撞时产生冲力不平衡引起的

D．在悬浮微粒大小不变的情况下，温度越高，布朗运动越激烈

3.在显微镜下观察布朗运动时，布朗运动的激烈程度（）

A.与悬浮颗粒大小有关，微粒越小，布朗运动越激烈

B．与悬浮颗粒中的分子大小有关，分子越小，布朗运动越激烈

C．与温度有关，温度越高布朗运动越激烈

D．与观察的时间长短有关，观察时间越长布朗运动越趋于平缓

4.较大的颗粒不做布朗运动是因为（）

A.液体分子停止运动

B．液体温度太低

C．跟颗粒碰撞的分子数较多，各方向的撞击作用相互平衡

D．分子冲击力很难改变大颗粒的运动状态

5.在长期放着煤的墙角处，地面和墙角相当厚的一层染上了黑色，这说明（）

A．分子是在不停地运动着B．煤是由大量分子组成的

C.分子之间是有空隙的D．物体之间有相互作用力

6.关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是（）

A.布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发生

B．布朗运动和扩散现象都是分子的运动

C.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显

D．布朗运动和扩散现象都是永不停息的

【视野拓展】

7．在制造金属零件时，常用渗碳法硬化表面，做法是：

把金属零件放入含碳物质中加热，这样，碳分子就可以渗入金属的表面，使金属表面的硬度增大。

试说明这样的道理

三、分子间的相互作用力

【学习指导】

知道分子间同时存在着引力和斥力，理解分子间作用与分子间距离的关系。

如图11—1抓住几个关键点，例如分子力为零、分子力较大、分子力较小等点，来了解分子力与分子距离之间的关系。

为了形象，可借用连有弹簧的小球来比喻分子力的情况，弹力相当于分子间引力和斥力的合力。

【基础练习】

1．分子间相互作用力由两部分F引和F斥组成，则（）

A.F引和F斥，同时存在

B.F引和F斥都随分子间距离的增大而减小

C.分子力指F引和F斥的合力　　　

D.随分子间距增大F引减小，F斥增大

2．有两个分子，设想它们之间相隔10倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离．在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是（）

A．分子间的斥力增大,引力变小　　　　　

B．分子间的斥力变小．引力变大

C．分子间的斥力和引力都变大，只不过斥力比引力变大的快

D．分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零，然后又从零逐渐增大到某一数值

3．固体和液体都很难被压缩的原因是（）

A．分子都做无规则运动　　　　　　B．分子间的空隙小

C．分子本身不能被压缩　　　　　　D．分子间斥力随距离减小而剧增

4．下面证明分子间存在引力和斥力的实验，哪个是错误的（）

A．两块铅块压紧以后能连成一块，说明分子间存在引力

B．一般固体、液体很难压缩，说明分子间存在斥力

C．拉断一根绳子需要一定大小的拉力，说明分子间存在引力

D．碎玻璃不能拼在一块，是由于分子间存在斥力

5．下列现象可以说明分子之间有引力的是（）

A．用电焊把两块铁焊在一起　　　　　　B．用粉笔写字在黑板上留下字迹

C．正、负电荷相互吸引　　　　　　　　D．磁体吸引附近的小铁钉

【能力提升】

6有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不再靠近为止，在这整个过程中（）

A．分子力总对乙做正功

B．乙总是克服分子力做功

C．先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功

D．乙先克服分子力做功，然后分子力对乙做正功

四、物体的内能热量

【学习指导】

温度是表示分子热运动激烈程度的物理量，是分子平均动能大小的标志。

分子势能是由分子间的相对位置决定的,可从分子力做功来讨论分子势能的变化。

内能由物质的量、温度和体积三个因素决定。

温度和内能是对大量分子而言的，具有统计意义。

做功和热传递是改变物体内能的两种方式。

热量是热传递过程中内能的变化量，是一个过程量。

【基础练习】

１.关于温度的概念，下述说法中正确的是（）

A.温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则分子的平均动能大

B．温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大

C．某物体当其内能增大时,则该物体的温度一定升高

D．甲物体的温度比乙物体高，则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大

２.lg100℃的水与1g100℃的水蒸气相比较，下述说法中正确的是（）

A.分子的平均动能与分子的总动能都相同

B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同

C．内能相同

D．1g100℃的水的内能小于1g100℃的水蒸气的内能

3.关于物体的内能，下列说法正确的是（）

A．物体有内能，必有机械能

B．物体的机械能为零时，其内能不能为零

C．物体内能永远不能为零

D．温度相同的物体，内能必相等

4.关于物体内能的改变，下列说法正确的是（）

A.手感到冷时，搓搓手就会感到暖和些，这是利用做功来改变物体的内能

B．将物体举高或使它们的速度增大，是利用做功使物体的内能增大

C．阳光照晒衣服，衣服的温度升高，是利用热传递来改变物体的内能

D．用打气筒打气，筒内气体变热，是利用热传递来改变物体的内能

5.关于热传递的下述说法中正确的是（）

A．热量总是从内能大的物体传给内能小的物体

D．热量总是从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体

C．热传递的实质是物体之间内能的转移而能的形式不发生变化

D．只有通过热传递的方式，才能使物体的温度发生变化

6.一物体先后经几个不同的物理过程，其温度均从t1升高到t2，则在这些过程中（）

A.物体一定从外界吸收热量B．物体与外界交换的热量都相等

C．外界对物体所做的功均相等D．物体分子平均动能之增量都相等

【能力提升】

7.某同学为了测定夏季中午单位面积上，单位时间内获得的太阳能，制作了一个太阳能集热装置。

实验器材有：

（A）内壁涂黑的泡沫塑料箱一个，底面积为1m2；（B）盛水塑料袋一个；（C）温度计一个；（D）玻璃板一块（约1m2），如图11－2。

假设右图为一斜坡草地，太阳光垂直照射到草地表面，请将上述实验器材按实验设计要求画在图中。

如果已知水的比热容为c，被水吸收的热量Q与水的质量m、水温升高量△t间的关系是Q＝cm△t则为了测定中午单位面积、单位时间内获得的太阳能，除了需要测定m、△t,还应测量的物理量是。

本实验会有一定误差，试写出一条产生误差的

主要原因：

五、热力学第一定律能量守恒定律

【学习指导】

热力学第一定律ΔU=Q+W表示的是功、热量跟内能变化之间的定量关系。

外界对物体做功，W取正值；物体对外界做功，W取负值。

物体吸热，Q取正值；物体放热．Q取负值。

物体内能增加，ΔU取正值；物体内能减少，ΔU取负值。

第一类永动机不可能制成的原因是违背了能量守恒定律。

【基础练习】

1.关于物体内能的变化情况，下列说法中正确的是（）

A．吸热的物体，其内能一定增加B．体积膨胀的物体，其内能一定减少

C.放热的物体，其内能也可能增加D．绝热压缩的物体，其内能一定增加

2．气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收了120J的热量．它的内能的变化是（）

A．减小20JB．增大20J

C.减小220JD．增大220J

3.当物体的温度没有改变时，下列说法中比较确切的是（）

A．物体一定没有吸热B．物体的内能有可能改变

C．物体的内能一定没有改变D．物体与外界可能有热交换

4.100℃的水完全变成100℃的水蒸气的过程中（）

A.水分子的平均动能增加

B．水分子的势能增加

C.水所增加的内能小于所吸收的热量

D．水所增加的内能等于所吸收的热量

5．有上下摆动且高度越来越低的滚摆，则下列关于能量的说法正确的有（）

A.滚摆的机械能守恒

B．能量正在消失

C．只有动能和势能的相互转化

D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒

6．下列各物体经历的过程中，内能增加的有（）

A．在光滑斜面上由静止释放而滑下的物体

B．水平飞行并射穿木块的子弹

C．在绝热的条件下被压缩的气体

D．在光滑水平面上运动的两个小球，碰撞后以共同的速度运动．

【能力提升】

7．质量为2㎏的木块置于光滑水平桌面上，质量为10g的铅弹从水平方向射入木块后，与木块一起向前运动，落地点与桌子边缘的水平距离是0.4m，在入射过程中内能增加量的60％被铅弹吸收，使铅弹的温度升高了92.6ºC。

已知铅的比热容是130.2J／（㎏·ºC），g取10m/s2，求桌面的高度．

六、热力学第二定律

【学习指导】

热力学第二定律的两种表述是等价的，它揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及