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一、分子動(dòng)力學(xué)理論的注解 (1) 物質(zhì)是由大量的分子組成的。 分子是具有物質(zhì)特性的最小粒子。 通常，分子半徑的數(shù)量級(jí)為m，質(zhì)量的數(shù)量級(jí)為kg到kg。 阿伏加德羅常數(shù) NA6 .mol1。 從含義上可以看出，阿伏加德羅常數(shù)是連接世界與世界的橋梁。 阿伏加德羅常數(shù)是摩爾質(zhì)量M、摩爾體積V、分子質(zhì)量m、分子體積V0的聯(lián)系橋物理6微觀與宏觀（二）分子永無(wú)止境的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)與運(yùn)動(dòng)是永無(wú)止境的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)物質(zhì)中分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng) 布朗運(yùn)動(dòng)是花粉顆粒漂浮在液體中的運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)的激勵(lì)不是外界激勵(lì)引起的，它來(lái)自液體內(nèi)部，是由液體分子不斷漂浮在液體中引起的. 因此，布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)際上不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，但它證明了
2. 很明顯，液體分子在不斷地隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。 溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越多，這意味著溫度越高，液體分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)越分散，從而與固體小顆粒發(fā)生碰撞。 (3) 分子間的相互斥力 圖1711 顯示了斥力與分子間距離的關(guān)系。 從圖中可以理解：分子間的吸引力和作用力是同時(shí)存在的。 吸引力和作用力的合力稱(chēng)為分子力。 數(shù)量級(jí)是1010m。 分子間排斥力是一種短程力。 當(dāng)r10r0時(shí)，分子間斥力趨近于0。給定阿伏伽德羅常數(shù)，物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和摩爾體積，可以估算出下列哪些值（ ） A 固體物質(zhì)分子的大小和質(zhì)量 B 固體物質(zhì)分子的大小和質(zhì)量液態(tài)物質(zhì)分子的大小 C 氣態(tài)物質(zhì)分子的大小和質(zhì)量 D 氣態(tài)物質(zhì)分子的質(zhì)量 1 微觀計(jì)算阿伏加德羅常數(shù)(NA) ABD 答案ABD (2019
3.湛江第一模型）已知某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，密度為 ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該物質(zhì)的分子質(zhì)量為_(kāi)，單位體積的分子數(shù)為_(kāi)答M/NANA/M概念 如果1g水均勻分布在月球表面，那么1cm2的表面有多少個(gè)水分子？ （已知1mol水的質(zhì)量為18g，月球的表面積約為。結(jié)果保留一個(gè)有效數(shù)字。）1g水中的分子數(shù)為NmNA/M； 1cm2中的分子數(shù)為nNS/() 下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散的說(shuō)法正確的是：() A.只有布朗運(yùn)動(dòng)才能說(shuō)明分子在做不停的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。 B. 布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是分子運(yùn)動(dòng)。 C.溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。 D. 擴(kuò)散現(xiàn)象是 2 個(gè)分子永無(wú)止境的熱運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)
4.證明布朗運(yùn)動(dòng)CD分析擴(kuò)散現(xiàn)象也可以說(shuō)明分子在做不間斷的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò)，擴(kuò)散現(xiàn)象確實(shí)是分子運(yùn)動(dòng)，但布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮液中漂浮粒子的運(yùn)動(dòng)，所以B 錯(cuò)誤，正確選項(xiàng)為C、D。 答案CD 區(qū)分布朗運(yùn)動(dòng)和分子運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵是掌握布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，其發(fā)生的原因，以及與分子熱運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。 這道題最有可能選錯(cuò)的是B，選錯(cuò)的主要原因是感覺(jué)布朗運(yùn)動(dòng)是分子的運(yùn)動(dòng)，這是由于對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)的概念和關(guān)系沒(méi)有深入理解造成的. 在昏暗的臥室里，從射入的陽(yáng)光中，可以看到空氣中漂浮的塵埃顆粒。 , 這種塵埃粒子的運(yùn)動(dòng) () A 是布朗運(yùn)動(dòng) B 不是布朗運(yùn)動(dòng) C 自由落體運(yùn)動(dòng) D 是由氣流和重力引起的 答案 BD 假設(shè)兩個(gè)分子 a 和 b 之間的距離為 r0, 引力分子之間的力 f 等于力 f 排斥力，現(xiàn)在是固定的
5. a，從a的剩余距離處釋放b，在b遠(yuǎn)離a的過(guò)程中，（1）f引力和f斥力均減小，但_減小得更快； 此時(shí)分子力所做的功為_(kāi)(2) 當(dāng)b第一次達(dá)到最大速度時(shí)，a與b的寬度距離為_(kāi)，分子間的相互斥力等于_； 如果無(wú)窮遠(yuǎn)處的分子勢(shì)能為零，則此時(shí)a和b之間的分子勢(shì)能為_(kāi)零（填“大于”、“小于”或“等于”） 3 分子間的相互作用由復(fù)雜結(jié)構(gòu)決定的分子是由原子組成的，而原子是由原子核和核外電子組成的。 帶電粒子的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和相互作用使分子具有如此復(fù)雜的排斥力。 解決這個(gè)問(wèn)題的根本是正確認(rèn)識(shí)。 分子間引力與引力同時(shí)存在及其隨分子寬度變化的變化
6. 玻璃破碎后不能連在一起，原因是（） A 分子引力太小 B 玻璃表面太光滑不粘 C 玻璃碎片之間只有少數(shù)接觸點(diǎn)，大部分橫截面寬度為太遠(yuǎn)了 大了，超出了分子引力的范圍 D 玻璃分子間的斥力主要是力 答案 C 一種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為 M，密度為分子熱運(yùn)動(dòng)速率分布圖，阿伏加德羅常數(shù)為 NA，那么該物質(zhì)的每個(gè)分子的質(zhì)量物質(zhì)為m0_，每個(gè)分子的體積為V0_，單位體積中所含的分子數(shù)為n_。 M/NAM/NANA/M 觀察布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)，從粒子的a點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔30s記錄粒子的一個(gè)位置，得到b,c,d,e,f,g等點(diǎn)，然后依次用直線連接起來(lái)，如圖1712，那么75s結(jié)束的粒子的位置（）A一定在cd的中點(diǎn)，B在連接cd的連線上，但不一定在 cd 的中點(diǎn) C 一定不能在 cd 的線上
7、中點(diǎn)D可能在直線cd以外的一點(diǎn)，分析布朗運(yùn)動(dòng)中粒子的運(yùn)動(dòng)是不規(guī)則的，答案D不能用描述宏觀物體運(yùn)動(dòng)的方式來(lái)描述。 (1)【實(shí)驗(yàn)原理】把硬脂酸滴在海面上，讓硬脂酸盡可能漂浮，硬脂酸會(huì)在海面上形成一層油膜，如果把分子看成球形，長(zhǎng)度單分子油膜的半徑可以看作是硬脂酸分子的半徑，可以通過(guò)事先測(cè)得的硬脂酸液滴的體積V和油膜的面積S來(lái)計(jì)算分子的半徑： d(2)【實(shí)驗(yàn)器具】充水方盤(pán)、注射器（或塑料滴管）、試劑瓶、坐標(biāo)紙、玻璃板、痱子粉、油膜法估算分子大小、單分子醇氨硬脂酸鹽、量筒（3） 【實(shí)驗(yàn)步驟】在方形盤(pán)中放入適量的水（約2cm深），使水保持平衡狀態(tài)。 從注射器（或塑料滴管）中取出預(yù)先配制好的酒精硬脂酸堿液，倒入量杯中，記下燒杯中堿液的1mL
8、需要加入的氨水滴數(shù)； 將濕疹粉撒在海面上； 用注射器（或滴管）在海面上滴一滴醇硬脂酸堿； 均勻處理硬脂酸膜的面積穩(wěn)定后，將玻璃板放在方板上，用筆描出硬脂酸膜的形狀； 將有硬脂酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算油膜面積S； 估算油膜長(zhǎng)度d，即分子半徑 (4) 【注意事項(xiàng)】實(shí)驗(yàn)前應(yīng)注意方盤(pán)是否干凈，方盤(pán)內(nèi)的水要保持平整，濕疹粉應(yīng)均勻撒在海面上。 靠近海面，離海面不太高。 計(jì)算硬脂酸膜面積時(shí)，用坐標(biāo)紙上的方格（周長(zhǎng)1cm）的個(gè)數(shù)來(lái)估算，小于一半的方格舍棄，小于一半的算出。 估算分子半徑時(shí)，注意滴加的不是純甾醇，而是醇硬脂酸堿液，用一滴堿液的體積除以堿液的體積比含量（1）分子動(dòng)力學(xué)
9.能量：進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)的分子具有動(dòng)能。 在熱現(xiàn)象的研究中，分子的熱運(yùn)動(dòng)是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的宏觀標(biāo)志是有意義的。 相同的溫度和相同的平均分子動(dòng)能是分子的函數(shù)。 分子勢(shì)能、物體內(nèi)能、平均動(dòng)能和氣溫 (2)分子勢(shì)能：分子間的勢(shì)能由分子勢(shì)能決定。 分子勢(shì)能隨分子寬度的變化而變化。 當(dāng)分子間距離減小（分子力做負(fù)功）時(shí)，分子間斥力作為作用力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子寬度距離減小而減小（分子力做正功）。 可見(jiàn)，分子寬度距離等于分子平衡位置 分子勢(shì)能具有這一特性，分子勢(shì)能隨分子寬度變化的問(wèn)題就很容易解決。 相對(duì)位置減小，最小值減小。 (3)物體的內(nèi)能：物體所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能之和稱(chēng)為物體的內(nèi)能。 有能力的
10、物體的內(nèi)能與物體的總和有關(guān)。 理想二氧化碳沒(méi)有分子勢(shì)能，所以理想二氧化碳的內(nèi)能與體積無(wú)關(guān)。 分子符號(hào)，表示物體內(nèi)部分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度 2 空氣溫度和溫度標(biāo)度 冷熱平均動(dòng)能 (2) 兩個(gè)溫度標(biāo)度 攝氏溫度標(biāo)度：在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冷水混合物的溫度為0，沸水的溫度為 100 符號(hào)為 t。 熱力學(xué)溫標(biāo)：規(guī)定為熱力學(xué)體溫的0K熱力學(xué)溫度，單位為攝氏度。 符號(hào)為T(mén)，單位為開(kāi)爾文，符號(hào)為K。熱力學(xué)溫度是國(guó)際單位制中七個(gè)基本數(shù)學(xué)量之一。 0K稱(chēng)為高溫的極限熱力學(xué)溫標(biāo)，與攝氏溫標(biāo)的關(guān)系為：Tt273.15K，通常為.15絕對(duì)零（3）熱力學(xué)溫標(biāo)
11、與攝氏溫標(biāo)的區(qū)別和聯(lián)系 熱力學(xué)溫標(biāo)表示的空氣溫度和攝氏溫標(biāo)表示的溫度，雖然起點(diǎn)不同，但濕度的區(qū)間是相同的，即Tt3二氧化碳分子運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)律，速度大。 有的雖小，但大量分子的總體速度分布遵循一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，呈現(xiàn)出“中間多，兩端少”的特點(diǎn)。 關(guān)于“溫度”的概念，下列說(shuō)法中正確的是（）A 溫度反映了每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度 B 溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志 C 體溫是由人的感知決定的 D 溫度溫度高的物體每個(gè)分子的動(dòng)能必須比溫度低的物體每個(gè)分子的動(dòng)能大1個(gè)分子平均動(dòng)能分析空氣溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。 這是一個(gè)“統(tǒng)計(jì)”概念。 它的對(duì)象是構(gòu)成對(duì)象的整個(gè)分子。 單分子說(shuō)溫度高低是沒(méi)有意義的，所以B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 答案B溫度
12、它決定了物體分子的平均動(dòng)能，它是分子動(dòng)能的宏觀反映。 由于物體分子速度的分布具有“中間多，兩端少”的特點(diǎn)，各分子的動(dòng)能與溫度沒(méi)有直接關(guān)系。 一定質(zhì)量的0冰融化成0水時(shí)，分子動(dòng)能Ek和分子勢(shì)能Ep變化為()AEk變大，Ep變大，BEk變小，Ep變小，CEk不變，Ep變大， DEk不變，Ep變大 小分析：質(zhì)量為0的冰融化成質(zhì)量為0的水，體溫不變，所以分子的平均動(dòng)能不變，即Ek不變，但融化過(guò)程需要放熱，當(dāng)冰融化成水時(shí)，體積增大，對(duì)外壓系統(tǒng)做正功，因此系統(tǒng)內(nèi)能減小，即Ep減小。 答案C 在下列關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的表述中，正確的是（）A 當(dāng)分子作為引力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨著分子寬度的減小，當(dāng)分子寬度減小時(shí)，B減小力表示為
13. 在引力作用下，分子力和分子勢(shì)能總是隨著分子寬度和距離的減小而減小。 2 分子勢(shì)能 C 當(dāng)分子力為作用力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨著分子寬度和距離的減小而減小 D 當(dāng)分子力作為作用力時(shí)，當(dāng)分子和分子勢(shì)能總是隨著分子寬度和間距的減小而減小，當(dāng)解析分子力作為引力作用時(shí)，分子寬度rr0，然后減小r，引力和斥力均減小，作用力迅速減弱，分子力（重力與作用力的合力）先減小后減弱，故A、B均不正確。 當(dāng)分子力為引力時(shí)，r減小，克服分子力做功，分子勢(shì)能必然減小 小，即當(dāng)B仍不對(duì)分子力起作用時(shí)，當(dāng)分子間寬度為r10r0，分子間沒(méi)有相互作用，這里的勢(shì)能設(shè)為零。 當(dāng)r減小時(shí)，分子力做正功，分子勢(shì)能減小。 當(dāng)rr0時(shí)，分子勢(shì)能達(dá)到最小值； 當(dāng)rr0、r減小時(shí)，外力做負(fù)功，分子
14、勢(shì)能減小，故選項(xiàng)B正確 A、C、D 錯(cuò)誤答案B 下列說(shuō)法正確的是： () 當(dāng)物體A的溫度下降時(shí)，其內(nèi)部各分子的熱動(dòng)能必然減少 B 內(nèi)部所有物體的能量 兩者都是物體中所有分子的熱動(dòng)能之和 C 當(dāng)液體被壓縮時(shí)，液體中分子的吸引力和力同時(shí)減小，但力減小得更多 D 當(dāng)一定二氧化碳的質(zhì)量被壓縮，它的內(nèi)能必然減小 3 物體內(nèi)能分析 物體溫度下降是指分子的平均動(dòng)能減小，并不是每個(gè)分子的動(dòng)能都減小，所以A不正確； 物體的內(nèi)能是所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能之和，所以選項(xiàng)B不正確； 分子間的斥力隨著距離的增加而減小，但作用力減小得更快，故選項(xiàng)C正確； 從熱力學(xué)第一定理看，D是錯(cuò)誤答案C 一般來(lái)說(shuō)，物體內(nèi)能的決定可以從兩個(gè)方面來(lái)判斷：激勵(lì)的微觀決定； 激勵(lì)的宏觀決定
15、（1）微觀決定因素：分子勢(shì)能、分子平均動(dòng)能、分子數(shù)（2）宏觀決定因素：物體體積、物體體溫、物體所含物質(zhì)的多少，即量物質(zhì)（2009福州試驗(yàn)） 下列關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是： A.二氧化碳如果失去容器的束縛，就會(huì)漂浮。 這是由于二氧化碳分子之間的勢(shì)能。 蒸汽，其分子間的勢(shì)能減小 C 對(duì)于一定量的二氧化碳，如果浮力不變，體積減小，那么它必然從外界放出熱量 D 如果二氧化碳分子總量不變，但二氧化碳的溫度下降分子熱運(yùn)動(dòng)速率分布圖，平均動(dòng)能減小，所以浮力必然減小 E 一定量的二氧化碳的內(nèi)能等于所有分子的熱動(dòng)能與分子間勢(shì)能之和F 如果二氧化碳溫度下降，則所有分子的運(yùn)動(dòng)速度都會(huì)下降 答案BCE（2019湖南文獻(xiàn)綜合，
16、14）如圖1721所示，厚壁容器一端通過(guò)橡皮塞插入靈敏溫度計(jì)和氣針，另一端有橡皮塞用夾子夾住，逐漸由氣泵推入容器中。 充氣以在一定程度上降低容器內(nèi)的浮力。 這時(shí)，讀取溫度計(jì)上的讀數(shù)，打開(kāi)夾子。 將橡皮塞沖出容器口（）A后，溫度計(jì)上的讀數(shù)變大。 實(shí)驗(yàn)表明，二氧化碳確實(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能下降。 B 溫度計(jì)上的讀數(shù)變大，實(shí)驗(yàn)表明外界對(duì)二氧化碳做功，使內(nèi)能減少。 分析：打開(kāi)夾子后，膠塞被沖出，沒(méi)有熱交換，二氧化碳體積變大，內(nèi)部二氧化碳對(duì)外做功，內(nèi)能減少，濕度增加，讀數(shù)溫度計(jì)變小。 正確答案是C. 以初速度向?qū)Ψ揭苿?dòng)，直到距離最小時(shí) 在這個(gè)過(guò)程中，兩個(gè)分子之間的分子勢(shì)能 () A 仍然減小 B 仍然減小 C 先減小后減小 D 先減小后減小減少D分析 一是闡明分子間的排斥規(guī)律隨分子寬度的變化而變化。 二是分子力做正功，分子勢(shì)能降低。