第2章 2 溫度　內(nèi)能　氣體的壓強(qiáng)

1、.2溫度內(nèi)能氣體的壓強(qiáng)學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.知道溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志重點(diǎn)2.知道分子勢(shì)能跟物體的體積有關(guān)，理解分子勢(shì)能隨分子間間隔 變化而變化的定性規(guī)律重點(diǎn)、難點(diǎn)3.理解分子勢(shì)能與分子間間隔 的變化關(guān)系曲線難點(diǎn)4.知道什么是內(nèi)能，知道物體的內(nèi)能跟溫度和體積有關(guān)重點(diǎn)5.理解氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因及決定因素重點(diǎn)分子動(dòng)能溫度1分子動(dòng)能：分子由于做熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能2平均動(dòng)能：大量分子動(dòng)能的平均值3溫度與平均動(dòng)能的關(guān)系1溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大；溫度降低，分子的平均動(dòng)能減小2分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與物體的溫度成正比3溫度的微觀本質(zhì)：溫度是物體內(nèi)分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志1溫度是分子平均

2、動(dòng)能的標(biāo)志2溫度升高時(shí)，物體的每個(gè)分子的動(dòng)能都將增大×3分子的平均動(dòng)能的大小與物質(zhì)的種類有關(guān)×在熱現(xiàn)象的研究中，為什么研究單個(gè)分子的動(dòng)能沒有意義，而是要研究所有分子的動(dòng)能的平均值？【提示】物體內(nèi)分子是大量的，各個(gè)分子的速度大小不同，因此，每個(gè)分子的動(dòng)能大小不同，并且還在不斷地改變由于熱現(xiàn)象是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，因此研究單個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能沒有意義，而是要研究大量分子運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能1單個(gè)分子的動(dòng)能1物體由大量分子組成，每個(gè)分子都有分子動(dòng)能且不為零2分子在永不停息地做無規(guī)那么熱運(yùn)動(dòng)，每個(gè)分子動(dòng)能大小不同并且時(shí)刻在變化3熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，個(gè)別分子的動(dòng)能沒有實(shí)

3、際意義2分子的平均動(dòng)能1溫度是大量分子無規(guī)那么熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，但不是每一個(gè)分子的動(dòng)能都增大個(gè)別分子動(dòng)能可能增大也可能減小，個(gè)別分子甚至幾萬個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能大小與溫度是沒有關(guān)系的，但總體上所有分子的動(dòng)能之和一定是增加的2只要溫度一樣，任何分子的平均動(dòng)能都一樣由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不盡一樣，所以同一溫度下，不同物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)平均速率大小一般不一樣1關(guān)于溫度，以下說法正確的選項(xiàng)是A溫度是表示物體冷熱程度的物理量B溫度是物體內(nèi)大量分子平均速率的標(biāo)志C溫度是物體內(nèi)大量分子平均動(dòng)能的標(biāo)志D一切具有一樣的溫度的物體其分子平均動(dòng)能也相等E不同的物質(zhì)、溫度一樣、分子的

4、總動(dòng)能一樣【解析】在宏觀上，溫度表示物體的冷熱程度，在微觀上，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，A、C、D正確，B、E錯(cuò)誤【答案】ACD2當(dāng)氫氣和氧氣的質(zhì)量和溫度都一樣時(shí)，以下說法中正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：74320194】A兩種氣體分子的平均動(dòng)能相等B氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C氫氣分子的平均動(dòng)能大于氧氣分子的平均動(dòng)能D兩種氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能不相等E兩種氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率相等【解析】溫度一樣，兩種氣體分子的平均動(dòng)能相等，A對(duì)，C錯(cuò)；因兩種氣體分子的質(zhì)量不同，平均動(dòng)能又相等，所以分子質(zhì)量大的氧氣分子平均速率小，故B對(duì)，E錯(cuò)；由于兩種氣體的摩爾質(zhì)量不同，物質(zhì)的量不同質(zhì)量一樣，分子

5、數(shù)目就不等，故總動(dòng)能不相等，選項(xiàng)D對(duì)【答案】ABD3關(guān)于物體的溫度與分子動(dòng)能的關(guān)系，正確的說法是A某種物體的溫度是0 ，說明物體中分子的平均動(dòng)能為零B物體溫度升高時(shí)，某個(gè)分子的動(dòng)能可能減小C物體溫度升高時(shí)，速率小的分子數(shù)目減少，速率大的分子數(shù)目增多D物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，那么物體的溫度越高E物體的溫度與物體的速度無關(guān)【解析】某種物體溫度是0 ，物體中分子的平均動(dòng)能并不為零，因?yàn)榉肿釉谟啦煌Ｏ⒌剡\(yùn)動(dòng)，從微觀上講，分子運(yùn)動(dòng)快慢是有差異的，各個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的快慢無法跟蹤測(cè)量，而溫度的概念是建立在統(tǒng)計(jì)規(guī)律的根底上的，在一定溫度下，分子速率大小按一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布，當(dāng)溫度升高時(shí)，說明分子運(yùn)動(dòng)劇烈，平均動(dòng)能增大

6、，但并不是所有分子的動(dòng)能都增大；物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，說明物體的動(dòng)能越大，這并不表示物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，那么物體的溫度不一定高，所以B、C、E正確【答案】BCE關(guān)于溫度的兩個(gè)本卷須知1因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆?dòng)能的唯一標(biāo)志，所以會(huì)誤認(rèn)為0 的物體中分子的平均動(dòng)能也為零，要正確理解 0 的意義2溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，而不是物體分子動(dòng)能的標(biāo)志分子勢(shì)能內(nèi)能1分子勢(shì)能：由于分子間存在分子力，分子具有的由分子間的相對(duì)位置決定的勢(shì)能2分子勢(shì)能的決定因素1宏觀上：與物體的體積有關(guān)2微觀上：與分子間的間隔 有關(guān)假設(shè)rr0，當(dāng)r增大時(shí)，分子勢(shì)能增加假設(shè)rr0，當(dāng)r減小時(shí)，分子勢(shì)能增加假設(shè)rr0，分子勢(shì)能最

7、小3內(nèi)能：物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和4內(nèi)能的普遍性：組成任何物體的分子都在做無規(guī)那么的熱運(yùn)動(dòng)，所以任何物體都具有內(nèi)能5內(nèi)能的決定因素1物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定2分子的熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能由溫度決定3分子勢(shì)能與物體的體積有關(guān)，故物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定，同時(shí)受物態(tài)變化的影響1任何物體都具有內(nèi)能2物體內(nèi)能只與溫度有關(guān)×3物體的溫度降低體積變大時(shí)，物體的內(nèi)能一定變大×0 的冰熔化為0 的水時(shí)，內(nèi)能是否發(fā)生變化？【提示】0 的冰熔化為0 的水，溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，但由于冰的體積減小，變成水后分子勢(shì)能發(fā)生變化，故內(nèi)能發(fā)生變化1分子勢(shì)能與分子

8、力做功的關(guān)系1分子力做正功，分子勢(shì)能減少，分子力做了多少正功，分子勢(shì)能就減少多少2分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，抑制分子力做了多少功，分子勢(shì)能就增加多少2分子勢(shì)能與分子間距的關(guān)系如圖2­2­1為分子間作用力F合和分子勢(shì)能Ep隨r變化的圖像可以看到：圖2­2­11當(dāng)rr0時(shí)，F(xiàn)合0，Ep最小假設(shè)以分子間距無限遠(yuǎn)處為零勢(shì)能點(diǎn)，那么此時(shí)Ep<02當(dāng)r>r0時(shí)，F(xiàn)合<0，即為引力，所以此時(shí)增大r，抑制分子力做功，Ep增大3當(dāng)r<r0時(shí)，F(xiàn)合>0即為斥力，所以此時(shí)減小r，抑制分子力做功，Ep增大3分子勢(shì)能與體積的關(guān)系分子勢(shì)能與體積有關(guān)，

9、一般體積變化，勢(shì)能就變化氣體除外，但不能說體積變大，勢(shì)能就變大4內(nèi)能的決定因素1從宏觀上看：物體內(nèi)能的大小由物體的物質(zhì)的量、溫度和體積三個(gè)因素決定2從微觀上看：物體的內(nèi)能由組成物體的分子總數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間的間隔 三個(gè)因素決定5內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)絡(luò)工程內(nèi)能機(jī)械能對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式微觀分子熱運(yùn)動(dòng)宏觀物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)能量常見形式分子動(dòng)能、分子勢(shì)能物體動(dòng)能、重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能能量存在的原因物體內(nèi)大量分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間存在互相作用力由于物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)和物體發(fā)生彈性形變或被舉高影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度和體積物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、離地高度或相對(duì)于參考平面的高度或彈性形變能否為零永遠(yuǎn)不能等

10、于零一定條件下可以等于零聯(lián)絡(luò)在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)化4一輛運(yùn)輸瓶裝氧氣的貨車，由于某種原因，司機(jī)緊急剎車，最后停下來，那么以下說法不正確的選項(xiàng)是A汽車機(jī)械能減小，氧氣內(nèi)能增加B汽車機(jī)械能減小，氧氣內(nèi)能減小C汽車機(jī)械能減小，氧氣內(nèi)能不變D汽車機(jī)械能減小，汽車輪胎內(nèi)能增加E汽車機(jī)械能減小，汽車輪胎內(nèi)能減小【解析】氧氣溫度不變，體積沒變，內(nèi)能不變，A、B錯(cuò)，C對(duì)；汽車機(jī)械能減小，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，D對(duì)，E錯(cuò)【答案】ABE5以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：74320195】A假設(shè)分子間間隔 rr0時(shí)，兩分子間分子力F0，那么當(dāng)兩分子間間隔 由小于r0逐漸增大到10r0過程中，分子間互相作用的勢(shì)能先減小后增大

11、B對(duì)一定質(zhì)量氣體加熱，其內(nèi)能一定增加C物體的溫度越高，其分子的平均動(dòng)能越大D布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子熱運(yùn)動(dòng)E氣體體積增大時(shí)氣體分子勢(shì)能一定增大【解析】1當(dāng)r<r0增大到r0的過程中，分子力表現(xiàn)為斥力，分子力作正功，分子勢(shì)能減?。划?dāng)r由r0增大到10r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，分子力作負(fù)功，分子勢(shì)能增大應(yīng)選項(xiàng)A正確2在對(duì)氣體加熱的同時(shí)，假如氣體體積變大，其內(nèi)能的變化情況不能確定，應(yīng)選項(xiàng)B錯(cuò)誤3溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體溫度越高，其分子的平均動(dòng)能越大，C正確4布朗運(yùn)動(dòng)是布朗微粒在液體分子撞擊下的無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)，而不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤由于氣體分子間的間隔 一定大于r0，體積增大時(shí)分子間間隔

12、增大，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，E正確正確答案A、C、E.【答案】ACE6如圖2­2­2為兩分子系統(tǒng)的勢(shì)能Ep與兩分子間間隔 r的關(guān)系曲線，以下說法正確的選項(xiàng)是圖2­2­2A當(dāng)r>r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B當(dāng)r<r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C當(dāng)rr2時(shí)，分子間的作用力為零D在r由r1變到r2的過程中，分子間的作用力做負(fù)功E當(dāng)r<r1時(shí)，隨著r的減小，分子勢(shì)能增大，分子間互相作用的引力和斥力也增大【解析】當(dāng)rr2時(shí)，分子力為零，分子勢(shì)能最小，那么當(dāng)r大于r2時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，故A錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)r<r1&l

13、t;r2時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，故B正確；Ep在r由r1變到r2的過程中，分子力是斥力，那么分子力做正功，故D錯(cuò)誤；當(dāng)r<r1時(shí)，隨著r的減小，分子勢(shì)能增大，分子間互相作用的引力和斥力也增大，E正確【答案】BCE分子勢(shì)能圖像問題的兩點(diǎn)提醒1分子勢(shì)能圖像的最低點(diǎn)最小值對(duì)應(yīng)的間隔 是分子平衡間隔 r0，而分子力圖像的最低點(diǎn)引力最大值對(duì)應(yīng)的間隔 大于r0；2分子勢(shì)能圖像與r軸交點(diǎn)表示的間隔 小于r0，分子力圖像與r軸交點(diǎn)表示平衡間隔 r0.氣體的壓強(qiáng)1產(chǎn)生原因氣體的壓強(qiáng)是由氣體中大量做無規(guī)那么熱運(yùn)動(dòng)的分子對(duì)器壁頻繁持續(xù)的碰撞產(chǎn)生的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力2從微

14、觀角度來看，氣體壓強(qiáng)的決定因素1一個(gè)是氣體分子的平均動(dòng)能2一個(gè)是分子的密集程度1氣體壓強(qiáng)是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的2氣體分子平均動(dòng)能越大，氣體的壓強(qiáng)就越大×3氣體的壓強(qiáng)是由氣體分子的重力而產(chǎn)生的×氣體壓強(qiáng)是由氣體分子間的互相作用產(chǎn)生的嗎？【提示】不是氣體壓強(qiáng)是由大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的1產(chǎn)生原因大量做無規(guī)那么熱運(yùn)動(dòng)的分子對(duì)器壁頻繁、持續(xù)地碰撞產(chǎn)生了氣體的壓強(qiáng)單個(gè)分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力所以從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看，氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力2氣體壓強(qiáng)的決定因素：單位

15、體積內(nèi)分子數(shù)越多，單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)就越多，因此壓強(qiáng)越大；溫度越高，那么分子的平均動(dòng)能越大，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，一方面使單位時(shí)間內(nèi)碰到器壁單位面積上的分子數(shù)增多，另一方面也使一個(gè)分子與器壁碰撞一次時(shí)對(duì)器壁的平均沖擊力增大，使壓強(qiáng)增大所以氣體壓強(qiáng)的大小宏觀上看跟溫度和氣體分子的密度有關(guān)；微觀上看跟單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率有關(guān)3大氣壓強(qiáng)的產(chǎn)生及影響因素：大氣壓強(qiáng)由氣體的重力產(chǎn)生，假如沒有地球引力的作用，地球外表上就沒有大氣，也就沒有大氣壓強(qiáng)由于地球引力與間隔 的平方成反比，所以大氣壓力與氣體的高度、密度有關(guān)，在地面上空不同高度處，大氣壓強(qiáng)不相等7封閉在汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的氣體，

16、假如保持氣體體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，以下說法正確的選項(xiàng)是A氣體的密度增大B氣體的壓強(qiáng)增大C氣體分子的平均速率減小D每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增加E氣體分子的疏密程度不變【解析】氣體的體積不變，對(duì)一定質(zhì)量的氣體，單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子的平均速率增大，每秒內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增加，撞擊力增大，壓強(qiáng)必增大所以B、D、E項(xiàng)正確，A、C均不正確【答案】BDE8在某一容積不變的容器中封閉著一定質(zhì)量的氣體，對(duì)此氣體的壓強(qiáng)，以下說法中正確的選項(xiàng)是A氣體壓強(qiáng)是由重力引起的，容器底部所受的壓力等于容器內(nèi)氣體所受的重力B氣體壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)器壁的頻繁碰撞引起的C容器以9.8 m

17、/s2的加速度向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變D由于分子運(yùn)動(dòng)無規(guī)那么，所以容器內(nèi)壁各處所受的氣體壓強(qiáng)相等E容器以9.8 m/s2的加速度向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大【解析】氣體壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)器壁的頻繁碰撞引起的，它由氣體的溫度和單位體積內(nèi)的分子數(shù)決定，與容器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)故A、E錯(cuò)誤，B、C、D正確【答案】BCD9如圖2­2­3所示，兩個(gè)完全一樣的圓柱形密閉容器，甲中恰好裝滿水，乙中充滿空氣，那么以下說法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是容器容積恒定 甲乙圖2­2­3A兩容器中器壁的壓強(qiáng)都是由于分子撞擊器壁而產(chǎn)生的B兩容器中器壁的壓強(qiáng)都是由所裝物質(zhì)的重力而產(chǎn)生的C甲容器中pA>pB，乙容器中pCpDD當(dāng)溫度升高時(shí)，pA、pB變大，pC、pD也要變大E當(dāng)溫度升高時(shí)，pA、pB不變，pC、pD均增大【解析】甲容器壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是液體受到重力的作用，