人教版高中物理选修3-3第1讲：分子动理论 热和功 （教师版）——公主坟陈亚光.docVIP

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分子动理论热和功

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1.理解分子动理论及气体做功问题。

2.学会用油膜法测量分子的大小。

分子动理论的基本内容：

分子理论是认识微观世界的基本理论，主要内容有三点。

1.物质是由大量分子组成的。

2.分子永不停息地做无规则运动。

①布朗运动间接地说明了分子永不停息地做无规则运动。

②热运动：分子的无规则运动与温度有关，因此分子的无规则运动又叫做热运动。

3.分子间存在着相互作用的引力和斥力。

①分子间同时存在着引力和斥力，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。

②分子间相互作用的引力和斥力的大小都跟分子间的距离有关。

当分子间的距离m时，分子间的引力和斥力相等，分子间不显示作用力；当分子间距离从增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力小得快，分子间

作用力表现为引力；当分子间距离从减小时，斥力、引力都增在大，但斥力增大得快，分子间作用力表现为斥力。

③分子力相互作用的距离很短，一般说来，当分子间距离超过它们直径10倍以上，即m时，分子力已非常微弱，通常认为这时分子间已无相互作用。

内能：

1.分子的动能：

①分子无规则热运动的动能叫做分子的动能。一切分子都具有动能。

②温度是物体分子平均动能的标志。

2.分子的势能：

①分子间存在着由相对位置决定的势能叫分子势能。

物体的内能：

定义：构成物体所有分子动能与势能的总和，叫物体的内能。

热和功：

⒈通过做功可以改变物体的内能。

⒉热传递可以改变物体的内能。

类型一：分子间作用力级分子势能

例1．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是________。(填选图下方的字母)

解析：本题考查分子间作用力以及分子势能随分子间距离变化关系，意在考查考生对该部分知识的了解情况。当r＝r0时，分子间作用力f＝0，分子势能Ep最小，排除A、C、D，选B。

答案：B

类型二:内能

例2．(2014·北京高考)下列说法中正确的是()

A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大

B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大

C．物体温度降低，其内能一定增大

D．物体温度不变，其内能一定不变

解析：选B根据温度是分子平均动能的标志知，温度升高，分子热运动的平均动能增大；温度降低，分子热运动的平均动能减小，选项A错误，B正确。理想气体的温度升高，内能增大；温度降低，内能减小，选项C错误。晶体熔化或凝固时温度不变，但是内能变化，熔化时吸收热量，内能增大；凝固时放出热量，内能减小，选项D错误。

答案：B

类型三：做功问题

例3.(2014·上海高考)如图，在水平放置的刚性气缸内用活塞封闭两部分气体A和B，质量一定的两活塞用杆连接。气缸内两活塞之间保持真空，活塞与气缸壁之间无摩擦，左侧活塞面积较大，A、B的初始温度相同。略抬高气缸左端使之倾斜，再使A、B升高相同温度，气体最终达到稳定状态。若始末状态A、B的压强变化量ΔpA、ΔpB均大于零，对活塞压力的变化量为ΔFA、ΔFB，则()

A．A体积增大 B．A体积减小

C．ΔFAΔFB D．ΔpAΔpB

解析：选AD设气体A、B对活塞的压力分别为FA、FB，初状态FA＝FB，最终的稳定状态FA′＋mg·sinα＝FB′，所以ΔFAΔFB，选项C错误；而ΔFA＝ΔpA·SA，ΔFB＝ΔpB·SB，又SASB，所以ΔpAΔpB，选项D正确；根据理想气体状态方程有eq\f(pAvA,T)＝eq\f(?pA＋ΔpA?vA′,T＋ΔT)，eq\f(pBvB,T)＝eq\f(?pB＋ΔpB?vB′,T＋ΔT)，

整理得eq\f(pAvA,?pA＋ΔpA?vA′)＝eq\f(pBvB,?pB＋ΔpB?vB′)，

则有eq\f(vA,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(ΔpA,pA)))vA′)＝eq\f(vB,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(ΔpB,p