第 13 課時分子熱運動內能 考點知識聚焦考點一物質的組成化學 nm分子 保持物質性質不變的最小微粒叫作分子。大多數分子直徑的尺度為0.1,我們常見的物質是由組成的原 子 原子中間有一個帶電的核,它只占有極小的體積,卻幾乎集中了原子的全部質量,帶負電的分布在核外較大空間內分子正電子 考點知識聚焦考點二分子動理論 擴散不停地做無規(guī)則運動物體是由大量分子組成的不同的物質在互相接觸時彼此進入對方的現象叫作。氣體、液體和固體都會發(fā)生,它說明了分子間有間隙、組成物質的分子在 大量的實驗表明:物質中分子的運動情況跟有關,溫度越,分子的無規(guī)則運動越劇烈。物理學中,將大量分子的無規(guī)則運動,叫作分子的運動擴散 溫度 高熱 組成物體的分子間存在相互作用的和。分子間的距離大于10-9m 時,分子間的相互作用會變得十分微弱,可以認為沒有相互作用(如破鏡難圓)酒精與水混合后,總體積,直觀地說明了分子間存在 考點知識聚焦 引力 斥力變小 間隙 考點知識聚焦考點三內能及其改變 動能 勢能定義 運動的分子具有,相互吸引或排斥的分子具有;構成物體的所有分子,其熱運動的動能與分子勢能的總和,叫作物體的內能決定因素 質量 反映了物體內部分子數的多少溫度 反映了物體內部分子運動的劇烈程度;質量一定的物體,它的溫度越高(體積不變),其內能種類 不同物質的分子大小、結構不同,分子勢能不同狀態(tài) 物體的狀態(tài)不同,其分子間的距離不同,作用力也不同,分子勢能就不同越大 考點知識聚焦內能改變的途徑 物體熱量,內能增加;物體熱量,內能減少。注意:晶體熔化或液體沸騰時吸熱、內能增加,液體凝固成晶體時放熱、內能減少,但溫 度都 外界對物體做功,物體的內能;物體對外界做功,物體的內能。方式:對物體做功有彎折、摩擦、壓縮等;物體對外界做功有氣體膨脹等吸收放出不變 增加減少 考點知識聚焦實質 內能的 ;熱量是內能的改變量 內能與其他形式能的相互 聯系 做功和熱傳遞在改變物體的內能上是等效的說明 熱量是一個過程量,伴隨著熱傳遞的產生而出現、隨其終止而消失;物體本身并沒有熱量,不能說某個物體“具有”或“含有”熱量,更不能說“比較”兩物體熱量的多少,只能說物體“吸收”或“放出”了熱量轉移 轉化 考點知識聚焦考點四初高銜接知識點布朗運動:1827年,布朗把花粉放入水中,然后取出一滴這種懸浮液放在顯微鏡下觀察,發(fā)現花粉小顆粒在水中像著魔似的不停地運動,而且每個小顆粒的運動方向和速度大小都改變得很快,不會停下來(如圖13-1甲)。這些小顆粒實際上是由上萬個分子組成的分子團,由于受液體分子的無規(guī)則撞擊而受力不平衡,從而表現出無規(guī)則運動(如圖乙)。 甲 乙圖13-1 考點知識聚焦【說明】 布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒所做的無規(guī)則運動;任何固體微粒,在任何溫度下懸浮在液體中都可做布朗運動。布朗運動的起因是液體分子對微粒撞擊的不平衡;布朗運動不是分子的運動,但反映了分子運動的情況。布朗運動的特點有:微粒越小,布朗運動越顯著;只要液體不干涸,布朗運動就不停息;液體溫度越高,布朗運動越顯著。 例1 2018埇橋區(qū)二模分子很小,看不見摸不著,但我們可以通過一些直觀的現象,經過合理的推測來認識分子。例如通過“注射器內的水很難被壓縮”可以推知。熱點考向探究探究一分子動理論及宏觀現象解釋 解析注射器內的水很難壓縮,說明分子之間存在著相互作用的斥力。分子間存在相互作用的斥力 例2 2018蜀山區(qū)二模從分子動理論的觀點來看,單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的,但是大量分子頻繁地碰撞器壁,就對器壁產生持續(xù)、均勻的壓力,所以氣體的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,且氣體分子速度越大,對器壁的壓力越大。據此可推測:某容積不變的密閉容器中的氣體,微觀上同一時刻容器壁內表面各處受到的氣體壓強是(選填“相等”或“不相等”)的;在溫度降低時,氣體壓強會(選填“變大”“不變”或“變小”)。熱點考向探究 解析題中信息“氣體壓強是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力,且氣體分子速度越大,對器壁的壓力越大”,據此可推測:某容積不變的密閉容器中的氣體,微觀上同一時刻容器壁內表面各處受到的氣體壓強是相等的。在溫度降低時,分子運動速度減慢,容器壁單位面積上受到的壓力減小,故氣體壓強減小。相等 變小 【變式1】 2018安慶二模將一只回形針輕輕地放入倒?jié)M水的杯中,杯中水不會溢出,繼續(xù)放入回形針,水仍然不會溢出,但水面卻向上凸起,這是因為水的表面分子間距離較大,分子力表現為(選填“引力”或“斥力”),在這種分子力作用下,水不至于溢出。熱點考向探究 解析水雖然沒有溢出,但是水面卻向上凸起,是因為分子間存在相互作用的引力。引力 【變式2】 2018濉溪縣三模液體表面部分分子掙脫其他分子的束縛,逃逸到空氣中,這是蒸發(fā)的微觀本質;同樣,固體表面分子也可以逃逸到空氣中,這是升華的微觀本質;把糖塊放進水中,糖分子會跑到水分子的間隙中去,這是溶解的微觀本質。由此看來,上述三種現象有著相同的微觀本質,都是。熱點考向探究一切物體的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動 【變式3】 運用分子動理論可以對液體沸騰時內部產生氣泡的現象作出合理解釋:由于液體內部的分子在做無規(guī)則運動,并且溫度越高分子無規(guī)則運動越,從而在液體內部產生氣泡。因為液體分子不斷進入使得氣泡變大并上升到水面破裂。熱點考向探究 劇烈 例3 2018埇橋區(qū)二模分子動能是指物體內所有分子做無規(guī)則熱運動時而具有的動能總和。為了幫助同學們理解“分子動能”的概念,老師做了如下類比:“運動的籃球具有動能,動能的大小與籃球的質量和籃球運動的速度有關;類似的,運動的分子也具有動能,分子動能也與分子的質量、分子運動的速度有關?！备鶕蠋煹念惐?對于某一物體來說,能夠直觀反應分子動能大小的宏觀物理量是 ()A.物體的溫度 B.物體的體積C.物體的狀態(tài) D.物體的運動速度熱點考向探究探究二內能及與內能相關的能量轉化 答案 A解析分子動能是指物體內所有分子做無規(guī)則熱運動時而具有的動能總和。運動的籃球具有動能,動能的大小與籃球的質量和籃球運動的速度有關;根據類比法可知,影響分子動能大小的因素有分子的質量和分子運動的速度。所以對于某一物體來說,能夠直觀反應分子動能大小的宏觀物理量是分子運動速度的大小,即物體的溫度,故A正確。 例4 2018貴池區(qū)二模如圖13-2所示,不屬于通過做功改變物體內能的是()A.圖甲中,寒冷的天氣中搓手取暖B.圖乙中,酒精燈點燃后燒杯中煤油的溫度升高C.圖丙中,向下迅速移動活塞后玻璃管底部的棉花燃燒D.圖丁中,通電后的電爐絲熱的發(fā)紅熱點考向探究 答案 B解析搓手取暖是克服摩擦做功,將機械能轉化為內能的過程,A不符合題意。酒精燈點燃后燒杯中煤油的溫度升高,這是通過熱傳遞的方式增加物體內能的,B符合題意。向下迅速壓活塞,對氣體做功,氣體的內能增加,溫度升高,達到棉花的著火點,棉花燃燒,C不符合題意。通電后的電爐絲熱的發(fā)紅,這是利用電流做功改變內能的,D不符合題意。圖13-2 【變式1】液體在凝固時要放熱,因此0 的水凝固成0 的冰時內能減少,則減少的內能是(選填“分子動能”或“分子勢能”)。熱點考向探究 解析內能是指組成物體的所有分子動能與分子勢能之和,0 的水凝固成0 的冰時,內能減少,但溫度不變,分子的動能不變,則減少的是分子勢能。分子勢能 【變式2】 2018瑤海區(qū)一模如圖13-3所示,活塞將氣缸分成甲、乙兩氣室、活塞(連同拉桿)是絕熱的,且不漏氣,以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內能,則在將拉桿緩慢向外拉的過程中E甲和E乙的變化情況分別是:E甲,E乙。(均選填“變大”“不變”或“變小”)熱點考向探究 圖13-2變大 變小 例5 2018利辛縣一模關于溫度、熱量和內能,下列說法中正確的是()A.物體的溫度升高,一定是吸收了熱量B.同一物體,它的溫度越高,內能越大C.物體的溫度為0 ,其內能也為零D.物體的溫度越高,所含的熱量越多熱點考向探究探究三溫度、內能、熱量的辨析 答案 B解析一個物體的溫度升高,不一定是吸收了熱量,還可能是外界對物體做了功,故A錯誤。內能的大小和物體的質量、溫度等有關,同一物體,它的溫度越高,內能越大,故B正確。因為一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運動,所以一切物體都具有內能,故物體的溫度為0 ,其內能不為零,故C錯誤。熱量是一個過程量,只能說吸收熱量或放出熱量,不能說所含的熱量,D錯誤。 【變式】 2018濉溪縣三模關于熱量、溫度和內能,下列說法正確的是 ()A.晶體在熔化過程中溫度不變,內能也不變B.物體的溫度越高,所含的熱量越多C.內燃機的壓縮沖程,主要是用熱傳遞的方法增加了氣缸內物質的內能D.內能小的物體可能向內能大的物體傳遞熱量熱點考向探究D 1. 2015安徽2題2分挖開多年堆煤的地面,會看到地面下一定深度的土層帶有黑色。這一現象表明煤的分子在不停地,擴散到地面的土層中了。中考真題回顧考點一分子動理論及用微觀解釋宏觀物態(tài)變化做無規(guī)則運動 2. 2013安徽4題2分古詩“花氣襲人知驟暖”的意思是,從花的芳香氣味變濃可以知道周圍的氣溫突然升高。從物理學的角度分析,這是因為溫度越高,。 中考真題回顧分子的無規(guī)則運動越劇烈 3. 2017安徽3題2分當晶體被加熱時,其分子運動更加劇烈,分子間的束縛隨之減弱,以致有的分子能較自由地“游動”,呈現流動性,其宏觀表現就是晶體的(填物態(tài)變化名稱)。 中考真題回顧 熔化 4. 2014安徽4題4分運用分子動理論,可以對液體的蒸發(fā)現象作出合理的解釋:由于液體表面的分子在做,所以在任何溫度下,蒸發(fā)現象都可能發(fā)生;溫度越高,分子的,從而蒸發(fā)得越快。中考真題回顧 解析從分子動理論的觀點可知,構成物體的分子在不停地做無規(guī)則運動。溫度反映了物體內部分子無規(guī)則運動的劇烈程度,溫度越高,分子無規(guī)則運動越劇烈。無規(guī)則的熱運動 無規(guī)則運動越劇烈 1. 2016安徽15題3分下列說法正確的是 ()A.物體的內能增加,一定是外界對物體做了功B.物體的溫度升高,一定是從外界吸收了熱量C.物體的溫度越高,含有的熱量越多D.內能是物體內所有分子動能和勢能的總和 中考真題回顧考點二溫度、熱量、內能的關系 D 2. 2012安徽15題3分下列關于功、內能和熱量的描述中正確的是()A.物體的溫度不變,內能一定不變B.做功和熱傳遞都能改變物體的內能C.溫度高的物體含有的熱量比溫度低的物體多D.熱量總是從內能大的物體向內能小的物體傳遞 中考真題回顧 答案B解析晶體熔化時溫度不變,但內能增加,故A錯誤。改變內能有兩種方式,一是做功,二是熱傳遞,且兩者在效果上是相同的,故B正確。熱量是熱傳遞過程中內能的改變量,不能說“含有”多少熱量,只能說“放出”或“吸收”多少熱量,故C錯誤。熱量總是從溫度高的物體傳向溫度低的物體,故D錯誤。 2018安徽2題2分如圖13-4所示,在一個配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小團硝化棉,迅速向下壓活塞,硝化棉就燃燒起來。這是因為活塞壓縮空氣做功,達到了硝化棉的著火點。 中考真題回顧考點三內能及與內能相關的能量轉化空氣的內能增加,溫度升高 解析迅速向下壓活塞,活塞會壓縮空氣做功,使空氣的內能增加,溫度升高,當溫度達到硝化棉的著火點時,硝化棉就會燃燒,通過此實驗可說明做功可以改變物體的內能。