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1、第 13 課時分子熱運動內(nèi)能 考點知識聚焦考點一物質(zhì)的組成化學(xué) nm分子 保持物質(zhì)性質(zhì)不變的最小微粒叫作分子。大多數(shù)分子直徑的尺度為0.1,我們常見的物質(zhì)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(zhì)量,帶負電的分布在核外較大空間內(nèi)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(zhì)在互相接觸時彼此進入對方的現(xiàn)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(zhì)的分子在 大量的實驗表明:物質(zhì)中分子的運動情況跟有關(guān),溫度越,分子的無規(guī)則運動越劇烈。物理學(xué)中,將大量分子的無規(guī)則運動,叫作分子的運動擴散

2、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(nèi)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(gòu)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(nèi)能決定因素 質(zhì)量 反映了物體內(nèi)部分子數(shù)的多少溫度 反映了物體內(nèi)部分子運動的劇烈程度;質(zhì)量一定的物體,它的溫度越高(體積不變),其內(nèi)能種類 不同物質(zhì)的分子大小、結(jié)構(gòu)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

3、同,作用力也不同,分子勢能就不同越大 考點知識聚焦內(nèi)能改變的途徑 物體熱量,內(nèi)能增加;物體熱量,內(nèi)能減少。注意:晶體熔化或液體沸騰時吸熱、內(nèi)能增加,液體凝固成晶體時放熱、內(nèi)能減少,但溫 度都 外界對物體做功,物體的內(nèi)能;物體對外界做功,物體的內(nèi)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(zhì) 內(nèi)能的 ;熱量是內(nèi)能的改變量 內(nèi)能與其他形式能的相互 聯(lián)系 做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的說明 熱量是一個過程量,伴隨著熱傳遞的產(chǎn)生而出現(xiàn)、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

4、量的多少,只能說物體“吸收”或“放出”了熱量轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)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(xiàn)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(xiàn)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

5、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(xiàn)象,經(jīng)過合理的推測來認識分子。例如通過“注射器內(nèi)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(xiàn)象解釋 解析注射器內(nèi)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(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力,所以氣體的壓強就是大量氣體分子

6、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(jù)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(nèi)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(jù)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(nèi)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

7、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(xiàn)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(zhì);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(zhì);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(zhì)。由此看來,上述三種現(xiàn)象有著相同的微觀本質(zhì),都是。熱點考向探究一切物體的分子都在永不停

8、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(nèi)部產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象作出合理解釋:由于液體內(nèi)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(nèi)部產(chǎn)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(nèi)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(xué)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(zhì)量和籃球運動的速度有關(guān);類似的,運動的分子也具有動能,分子動能也與分子的質(zhì)量、分子運動的速度有關(guān)。”根據(jù)老師的類比,對于某一物體來說,能夠直觀反應(yīng)分子動能大小的宏觀物理

9、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(nèi)能及與內(nèi)能相關(guān)的能量轉(zhuǎn)化 答案 A解析分子動能是指物體內(nèi)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(zhì)量和籃球運動的速度有關(guān);根據(jù)類比法可知,影響分子動能大小的因素有分子的質(zhì)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(yīng)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(nèi)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

10、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(zhuǎn)化為內(nèi)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(nèi)能的,B符合題意。向下迅速壓活塞,對氣體做功,氣體的內(nèi)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(nèi)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(nèi)能減少,則減少的內(nèi)能是(選填“分子動能”或“分子勢能”)。熱點考向探究 解析內(nèi)能是指組成物體的所有分子動能與分子勢能之和,0 的

11、水凝固成0 的冰時,內(nèi)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(nèi)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(guān)于溫度、熱量和內(nèi)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(nèi)能越大C.物體的溫度為0 ,其內(nèi)能也為零D.物體的溫度越高,所含的熱量越多熱點考

12、向探究探究三溫度、內(nèi)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(nèi)能的大小和物體的質(zhì)量、溫度等有關(guān),同一物體,它的溫度越高,內(nèi)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(nèi)能,故物體的溫度為0 ,其內(nèi)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(guān)于熱量、溫度和內(nèi)能,下列說法正確的是 ()A.晶體在熔化過程中溫度不變,內(nèi)能也不變B.物體的溫度越高,所含的熱量越多C.內(nèi)燃機的壓縮沖程,主要是用熱傳遞的方法增加了氣缸內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能D.

13、內(nèi)能小的物體可能向內(nèi)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(xiàn)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(xué)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(xiàn)流動性,其宏觀表現(xiàn)就是晶體的(填物態(tài)變化名稱

14、)。 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(xiàn)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(xiàn)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(gòu)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(nèi)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(nèi)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(nèi)能是物體內(nèi)所有分子動能和勢能的總和 中

15、考真題回顧考點二溫度、熱量、內(nèi)能的關(guān)系 D 2. 2012安徽15題3分下列關(guān)于功、內(nèi)能和熱量的描述中正確的是()A.物體的溫度不變,內(nèi)能一定不變B.做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)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(nèi)能大的物體向內(nèi)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(nèi)能增加,故A錯誤。改變內(nèi)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(nèi)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(nèi)能及與內(nèi)能相關(guān)的能量轉(zhuǎn)化空氣的內(nèi)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(nèi)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(nèi)能。