高二物理分子热运动统计规律温度内能导学案x

时间：2020-11-01 16:21:53　来源：勤学考试网本文已影响人

选修3-3 第二章气体

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2.1分子热运动的统计规律温度内能

【自主学习】

一．分子运动速率分布

1．在静止的气体中，某一时刻向各个方向运动的分子数目大体，即任一时刻分子沿各个方向运动的机会是的，这是对大量分子用统计方法得到的一个统计规律，分子数越，这种统计方法得到的结果跟实际情况越符合。

2．统计规律：单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的；大量分子的集体行为受到的支配。多数分子速率都在某个值附近，满足“ ”的分布规律。

二．分子动能温度

1．分子在永不停息地做无规则运动，因此做热运动的分子具有，而大量分子的热运动速率遵循统计规律，所以在一定温度下，大量分子的动能有一个平均值，称为。温度越高，平均动能，温度越低，平均动能。

2．温度标志着物体内部大量分子做无规则热运动的，可以作为分子热运动的的量度。

三．分子势能

分子间存在着分子力，因此分子组成的系统具有分子势能，分子势能大小是由

决定的。

四．内能

物体中所有分子的与的总和，叫做物体的内能。组成任何物体的分子都在做着无规则的热运动，所以任何物体都具有内能。

速率分子数

速率

分子数

0℃

100℃

氧气分子在不同温度下的速率分布曲线

一．分子热运动的统计规律

1．气体分子速率分布规律：

2．当气体的温度升高时，(1)速率大的分子所

占的比例变，速率小的分子所占的比例

变，多数分子的速率值变大。因此，

温度越高，分子无规则运动越剧烈。

(2)温度升高时，所占比例最大分子的速率

二．分子平均动能与总动能

1．分子的平均动能：

2．分子的总动能：

3．温度：

三．分子势能

1．概念：

2．分子作用力做功与分子势能变化的关系：

(1)分子作用力做正功，分子势能就；分子作用力做负功，分子势能就。

(2)当r＞r0时，若分子相互远离，则分子作用力为力（填引力或斥力），分子作用力做功（填正功或负功），分子势能（填增加或减少）；

当r＜r0时，若分子相互远离，则分子间作用力为力，分子作用力做功，分子势能。

当r=r0时，分子势能。

(3) Ep-r图像

分子势能大小与分子间的有关，因此，当一定质量物体的发生变化时，分子间的也发生变化，分子势能也将随之改变。

四．内能

1．决定因素

(1)微观量：

(2)宏观量：

2．注意事项

【典型例题】

例题1．(多选)通过大量实验可以得出一定种类的气体在一定温度下，其分子速率的分布情况，下表为0℃时空气分子的速率分布，图为表格中数据的直方图，由图可知

速率间隔(m/s)

分子数的大约比例(ΔN/N)

100以下

0.01

100-200

0.08

200-300

0.15

300-400

0.20

400-500

0.21

500-600

0.17

600-700

0.10

700以上

0.08

A．速率特别大的分子与速率特别小的分子都比较少

B．在400-500m/s这一速率间隔中分子数占的比例最大

C．若气体温度发生变化将不再有如图所示“中间多，两头少”的规律

D．当温度升高时，有些空气分子的速率会变大，也有些空气分子的速率会变小

变式．一定量的氧气贮存在密封容器中，在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见右表．则T1 （选填“大于”、“小于”或“等于”）T2．若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为T1，则在泄漏后的容器中，速率处于400~500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比（选填“大于”、“小于”或“等于”）18.6%．

例题2．(单选）一块10℃的铁与一块10℃的铝相比，以下说法中正确的是

A．铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等

B．铁的每个分子动能与铝的每个分子的动能相等

C．铁的分子平均速率与铝的分子平均速率相等

D．以上说法均不正确

变式．(多选)关于温度，下列说法中正确的是

A．热运动速率大的分子，其温度高 B．热运动动能大的分子，其温度高

C．物体若失去一批速率大的分子，则物体的温度必然下降

D．温度相同的物体，它们分子的平均动能相等

例题3．(单选)甲、乙两个分子相距较远（此时它们之间的分子力可以忽略)，设甲固定不动，在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中。关于分子势能变化情况，下列说法正确的是

A．分子势能不断增大 B．分子势能不断减小

C．分子势能先增大后减小 D．分子势能先减小后增大