2018版高中物理第一章分子運(yùn)動(dòng)論學(xué)案(打包6套)粵教版選修.zip,2018,高中物理,第一章,分子運(yùn)動(dòng)論,打包,粵教版,選修
第一章 分子運(yùn)動(dòng)論
章末總結(jié)
一、微觀量的估算
阿伏加德羅常數(shù)NA是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁.若物質(zhì)的摩爾質(zhì)量記為M,摩爾體積記為Vm,則有:
(1)分子的質(zhì)量m0=.
(2)固體、液體中分子的體積:V0==.
氣體中分子所占的空間:V0=.
(3)質(zhì)量為m的物體所含分子數(shù):N=NA.
體積為V的物體所含分子數(shù):N=NA.
例1 已知金剛石的密度為ρ=3.5×103 kg/m3,現(xiàn)有體積為4.0×10-8 m3的一小塊金剛石,它有多少個(gè)碳原子?假如金剛石中的碳原子是緊密地挨在一起的,試估算碳原子的直徑.(保留兩位有效數(shù)字)
答案 7.0×1021個(gè) 2.2×10-10 m
解析 先求金剛石的質(zhì)量:
m=ρV=3.5×103×4.0×10-8 kg=1.4×10-4 kg
這塊金剛石的摩爾數(shù):
n==≈1.17×10-2 mol
這塊金剛石所含的碳原子數(shù):
N=nNA=1.17×10-2×6.02×1023≈7.0×1021(個(gè))
一個(gè)碳原子的體積:
V0== m3≈5.7×10-30 m3
把金剛石中的碳原子看成球體,則由公式V0=d3可得碳原子直徑:
d= = m≈2.2×10-10 m
二、對(duì)用油膜法估測(cè)分子的大小的理解
用油膜法估測(cè)分子的大小的實(shí)驗(yàn)原理是:把一滴酒精稀釋過(guò)的油酸溶液滴在水面上,酒精溶于水或揮發(fā),在水面上形成一層油酸薄膜,薄膜可認(rèn)為是單分子油膜,如圖1所示.將水面上形成的油膜形狀畫(huà)到坐標(biāo)紙上,計(jì)算出油膜的面積,根據(jù)純油酸的體積V和油膜的面積S,計(jì)算出油膜的厚度d=,即油酸分子的直徑.
圖1
例2 在“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中,有下列實(shí)驗(yàn)步驟:
①往邊長(zhǎng)約為40 cm的淺盤(pán)里倒入約2 cm深的水,待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上.
②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形狀穩(wěn)定.
③將畫(huà)有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上,計(jì)算出油膜的面積,根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大?。?
④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù),由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積.
⑤將玻璃板放在淺盤(pán)上,然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上.
完成下列填空:
(1)上述步驟中,正確的順序是____________.(填寫(xiě)步驟前面的序號(hào))
(2)將1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液,測(cè)得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴.現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上,測(cè)得所形成的油膜的面積是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直徑為_(kāi)___________m.(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)
答案 (1)④①②⑤③ (2)5×10-10
解析 (2)每滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積為:
V=× cm3= cm3
=×10-6 m3
油酸分子的直徑:d== m≈5×10-10 m.
三、分子力曲線和分子勢(shì)能曲線的比較和應(yīng)用
分子力隨分子間距離的變化圖象與分子勢(shì)能隨分子間距離的變化圖象非常相似,但卻有著本質(zhì)的區(qū)別.
1.分子力曲線
分子間作用力與分子間距離的關(guān)系曲線如圖2甲所示,縱軸表示分子力F,斥力為正,引力為負(fù),正負(fù)表示力的方向;橫軸表示分子間距離r,其中r0為分子間的平衡距離,此時(shí)引力與斥力大小相等.
圖2
2.分子勢(shì)能曲線
分子勢(shì)能隨分子間距離變化的關(guān)系曲線如圖乙所示,縱軸表示分子勢(shì)能Ep,分子勢(shì)能有正負(fù),但正負(fù)反映其大小,正值一定大于負(fù)值;橫軸表示分子間距離r,其中r0為分子間的平衡距離,此時(shí)分子勢(shì)能最?。?
3.曲線的比較
圖甲中分子間距離r=r0處,對(duì)應(yīng)的是分子力為零,而在圖乙中分子間距離r=r0處,對(duì)應(yīng)的是分子勢(shì)能最小,但不為零.
例3 (多選)圖3甲、乙兩圖分別表示兩個(gè)分子之間分子力和分子勢(shì)能隨分子間距離變化的圖象.由圖象判斷以下說(shuō)法中正確的是( )
圖3
A.當(dāng)分子間距離為r0時(shí),分子力和分子勢(shì)能均最小且為零
B.當(dāng)分子間距離r>r0時(shí),分子力隨分子間距離的增大而增大
C.當(dāng)分子間距離r>r0時(shí),分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大
D.當(dāng)分子間距離r
r0時(shí),分子力隨分子間距離的增大先增大后減小,此時(shí)分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大;當(dāng)分子間距離r
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