第二册(必修加选修)第十一章分子热运动、能量守恒研讨.doc

年 级 高二 学 科 物理 版 本 人教版 内容标题 第十一章 分子热运动 能量守恒 编稿老师 马慧 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 第十一章 分子热运动 能量守恒 二. 知识要点： （一）分子动理论 1. 物质是由大量分子组成的 （1）分子的大小：数量级 （2）阿伏加德罗常数：任何物质含有的粒子数都相同，这个常数叫阿伏加德罗常数。。 2. 分子在做永不停息的无规则热运动 （1）布朗运动的特点：① 无规则；② 永不停息；③ 温度越高越剧烈；④ 颗粒越小越明显。 （2）布朗运动的意义：说明了液体分子在做永不停息的无规则运动。由于温度越高，分子的无规则运动越剧烈，所以把分子的这种无规则运动叫热运动。 3. 分子间的相互作用力 （1）分了间同时存在着引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，但斥力变化更快。如图1所示。 图1 （2）分子间的合力 当时，，合力为零。 当时，减小，但减小更快，合力表现为引力。 当时，增大，但增大更快，合力表现为斥力。 可见，分子力类似于弹簧弹力。 （3）分子力的作用范围 当时，分子力变为零，所以分子力的作用范围为，为数量级 （二）物体的内能 1. 分子的动能 （1）分子做永不停息的无规则热运动，因而具有动能。 （2）平均动能：物体内所有分子动能的平均值。 （3）温度的微观含义：温度是物体分子平均动能的标志。 2. 分子的势能 （1）分子间有相互作用力，因而分子间有由它们相对位置决定的势能，叫分子势能。 （2）分子力做正功，分子势能减小；克服分子力做功，分子势能增加。分子势能宏观上跟物体的体积有关。 3. 物体的内能 物体内所有分子的动能和势能的总和叫物体的内能。它与物体的质量温度和体积有关。 （三）热和功 1. 改变物体内能的两种方式：做功和热传递。从能量转化角度来讲，两种方式有区别。热传递是内能的转移，做功是内能跟其它形式能之间的转化、做功和热传递对改变物体的内能是等效的。 （四）能的转化和守恒定律 1. 内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，而能的总量保持不变。 2. 热力学第一定律： 外界对物体做的功与物体从外界吸收的热量之和，等于物体内能的变化。 符号定则： （1）W：外界对物体做功为“+”，物体对外做功为“－”。 （2）Q：从外界吸热为“+”，向外放热为“－”。 （3）：内能增加为“+”，减小为“－”。 （五）重点、难点突破： 1. 水和酒精混合后体积减小说明分子间有空隙。 2. 不仅液体中存在布朗运动，在气体中也存在布朗运动。如微小尘埃在静止空气中要很久才落下来是由于重力和空气分子共同对它作用的结果。 3. 温度是针对由大量分子组成的物质而言的。这里的物质不包括电场、磁场等场物质；分子也与化学中的含义有所不同，包括分子、原子、离子、对真空和场物质不能讲温度。 4. 关于分子势能的几点说明： （1）要考虑分子势能随分子间距离怎么变化，可以认为分子间存在“弹簧”，先弄清“弹簧”处于压缩还是伸长状态，再考虑势能随距离的变化。 （2）对理想气体，，分子力为零，可认为没有分子势能。 （3）分子势能的具体数值还与零势能点的选取有关，如选时为零势能点，则当变为时，分子引力做正功，分子势能减少，就为负值了。 5. 内能与机械能的区别 （1）把分子热运动动能与整体宏观运动动能区别开来。 （2）把分子势能与重力势能区别开来。 6. 正确认为热量 （1）热量是热传递过程中内能转移的量度是一个过程量，不能讲物体具有多少热量。 （2）热传递的方向是从高温物体低温物体。 7. 对微观量的估算 （1）建立合理的微观模型 如用油膜法估测分子直径，应建立一个单分子层油膜模型；估算标况下气体分子间平均距离，可取气体看做由N个小立方体组成。 （2）利用阿伏加德罗常数把宏观和微观联系起来。 （六）物体内能的变化分析 内能是热学中的一个重要概念，在热学习题中（包括高考试题中）经常出现分析物体内能变化的问题，如何解答这类习题呢？下面介绍三种解题思路： 1. 根据内能的定义分析物体内能的变化 物体内所有分子做无规则运动的动能与分子势能之和，叫做物体的内能。分子的平均动能与温度有关，分子的势能与物体的体积有关，所以物体的内能由物体的温度和体积决定，此外还与分子数目的多少有关，当温度相同时所有分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不同，所以对于不同的物体，分子的平均速率不同。 [例1] 下列说法正确的是（ ） A. 温度高的物体内能大 B. 温度低的物体分子运动的平均速率小 C. 物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大 D. 物体体积改变，内能可能不变 解析：温度高的物体，其分