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1、第第2节温度内能气体的压强节温度内能气体的压强课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位 第第2节节学习目标:学习目标:1.知道温度是分子热运动平均动能的标志,渗透知道温度是分子热运动平均动能的标志,渗透统计的方法统计的方法2.知道分子势能随分子距离变化的关系,知道分知道分子势能随分子距离变化的关系,知道分子势能与物体的体积有关子势能与物体的体积有关3.知道什么是内能,知道物体的内能与物质的量、知道什么是内能,知道物体的内能与物质的量、温度和体积有关温度和体积有关4.知道气体产生压强的原因知道气体产生压强的原因课标定位课标定位重点难点:重点难点:1
2、.物体内能的概念物体内能的概念2.温度的微观意义温度的微观意义3.气体压强的微观意义气体压强的微观意义课前自主学案课前自主学案一一、分子动能温度分子动能温度1分子动能分子动能(1)分分子子动动能能:分分子子由由于于_而而具具有有的的能能量量叫叫做分子动能做分子动能(2)分分子子平平均均动动能能:所所有有分分子子热热运运动动具具有有的的动动能能的的_叫做分子热运动的平均动能叫做分子热运动的平均动能热运动热运动平均值平均值2温温度度:标标志志着着物物体体内内部部大大量量分分子子做做_运运动动 的的 剧剧 烈烈 程程 度度,也也 是是 物物 体体 分分 子子 热热 运运 动动 的的_的量度的量度3平
3、平均均动动能能与与温温度度的的关关系系:_是是分分子子平平均均动动能的标志,温度越高,分子的平均动能就越能的标志,温度越高,分子的平均动能就越_在在温温度度不不变变时时,某某个个分分子子的的动动能能是是不不断断变变化化的的,而而分子平均动能是不变的分子平均动能是不变的无规则无规则平均动能平均动能温度温度大大二、分子势能、内能二、分子势能、内能1分子势能分子势能(1)分分子子势势能能:分分子子间间由由分分子子力力和和分分子子间间的的_位置决定的势能,叫分子势能位置决定的势能,叫分子势能(2)分分子子势势能能与与分分子子力力做做功功的的关关系系:分分子子力力做做正正功功分分子子势势能能_,分分子子
4、力力做做负负功功分分子子势势能能_(3)分子势能与分子距离的关系:分子势能与分子距离的关系:当当rr0时时,分分子子力力表表现现为为引引力力,分分子子势势能能随随分分子子距距离的增大而离的增大而_,随分子距离的减小而随分子距离的减小而_相对相对减小减小增大增大增大增大减小减小当当rr0时,分子间的作用力表现时,分子间的作用力表现为引力,分子间的距离增大时,分子力做负功,为引力,分子间的距离增大时,分子力做负功,因此分子势能随分子间距离的增大而增大因此分子势能随分子间距离的增大而增大(2)当分子间的距离当分子间的距离rr0时,分子间的作用力表现时,分子间的作用力表现为斥力,分子间的距离减小时,分
5、子力做负功,为斥力,分子间的距离减小时,分子力做负功,因此分子势能随分子间距离的减小而增大因此分子势能随分子间距离的减小而增大(3)如果取两个分子间相距无限远时如果取两个分子间相距无限远时(此时分子间作此时分子间作用力可忽略不计用力可忽略不计)的分子势能为零的分子势能为零,分子势能分子势能Ep与分与分子间距离子间距离r的关系可用图的关系可用图221所示的曲线表示所示的曲线表示从图像上看出,当从图像上看出,当rr0时,分子势能最小时,分子势能最小2影响因素影响因素(1)宏观上:分子势能的大小与体积有关宏观上:分子势能的大小与体积有关(2)微观上:分子势能与分子之间的相对位置有关微观上:分子势能与
6、分子之间的相对位置有关特别提醒:特别提醒:(1)分分子子势势能能最最小小与与分分子子势势能能为为零零不不是是一一回回事事分分子子势势能能的的正正负负代代表表大大于于或或小小于于零零势势能能点点的的分分子子势能,如势能,如Ep10J,Ep0J,则,则EpEp.(2)体体积积越越大大,分分子子势势能能不不一一定定越越大大如如相相同同质质量量的的0的的水水与与0的的冰冰,冰冰体体积积大大,但但水水的的分分子势能大于冰的分子势能子势能大于冰的分子势能即时应用即时应用(即时突破,小试牛刀即时突破,小试牛刀)2如如图图222所所示示,甲甲分分子子固固定定在在坐坐标标原原点点O,乙乙分分子子位位于于x轴轴上
7、上,甲甲分分子子对对乙乙分分子子的的作作用用力力与与两两分分子子间间距距离离的的关关系系如如图图中中曲曲线线所所示示F0表表示示斥斥力力,F0表表示示引引力力a、b、c、d为为x轴轴上上四四个个特特定定的的位位置现把乙分子从置现把乙分子从a处由静止释放,则处由静止释放,则()图图222A乙分子由乙分子由a到到b做加速运动,由做加速运动,由b到到c做减速做减速运动运动B乙分子由乙分子由a到到c做加速运动,到达做加速运动,到达c时速度最时速度最大大C乙分子由乙分子由a到到b的过程中,两分子间的分子的过程中,两分子间的分子势能一直增加势能一直增加D乙分子由乙分子由b到到d的过程中,两分子间的分子的过
8、程中,两分子间的分子势能一直增加势能一直增加解解析析:选选B.乙乙分分子子由由a运运动动到到c的的过过程程中中,一一直直受受到到甲甲分分子子的的引引力力作作用用而而做做加加速速运运动动,到到c时时速速度度达达到到最最大大而而后后受受甲甲的的斥斥力力做做减减速速运运动动,A错错,B对对;乙乙分分子子由由a到到b的的过过程程所所受受引引力力做做正正功功,分分子子势势能能一一直直减减小小,C错错误误;而而乙乙分分子子从从b到到d的的过过程程中中,先先是是引引力力做做正正功功,分分子子势势能能减减少少,后后来来克克服服斥力做功,分子势能增加,故斥力做功,分子势能增加,故D错错三、对物体内能的理解三、对
9、物体内能的理解1内能的概念及决定因素内能的概念及决定因素(1)物体的内能:物体中所有分子做热运动的动物体的内能:物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和能和分子势能的总和(2)任何物体都具有内能,因为一切物体都是由任何物体都具有内能,因为一切物体都是由不停地做无规则热运动且相互作用着的分子所不停地做无规则热运动且相互作用着的分子所组成的组成的(3)决定物体内能的因素决定物体内能的因素从宏观上看:物体内能的大小由物体的摩尔数、从宏观上看:物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定从微观上看:物体内温度和体积三个因素决定从微观上看:物体内能的大小由组成物体的分子总数、分子热运动的能的
10、大小由组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定平均动能和分子间的距离三个因素决定2内能与机械能的区别和联系内能与机械能的区别和联系项目项目内能内能机械能机械能对应的运对应的运动形式动形式微观分子热运动微观分子热运动宏观物体机械运动宏观物体机械运动能量常见能量常见形式形式分子动能、分子势分子动能、分子势能能物体动能和重力势物体动能和重力势能或弹性势能能或弹性势能能量存在能量存在原因原因由于物体内大量分由于物体内大量分子的热运动和分子子的热运动和分子间相对位置间相对位置由于物体做机械运由于物体做机械运动和物体被举高或动和物体被举高或物体形变物体形变项目项目内能内能机械能机
11、械能影响因素影响因素物质的量、物物质的量、物体的温度和体体的温度和体积及物态积及物态物体的机械运动的速物体的机械运动的速度、离地高度度、离地高度(或相对或相对于零势能面的高度于零势能面的高度)或或弹性形变弹性形变是否为零是否为零永远不能等于永远不能等于零零一定条件下可以等于一定条件下可以等于零零联系联系在一定条件下可以相互转化在一定条件下可以相互转化特别提醒:特别提醒:(1)热热能能是是内内能能通通俗俗而而不不确确切切的的说说法法,热热量量是是物物体体在热传递过程中内能转移的多少在热传递过程中内能转移的多少(2)物物体体温温度度升升高高,内内能能不不一一定定增增加加;温温度度不不变变,内能可能
12、改变;温度降低,内能可能增加内能可能改变;温度降低,内能可能增加即时应用即时应用(即时突破,小试牛刀即时突破,小试牛刀)3关于内能和机械能的下列说法中正确的是关于内能和机械能的下列说法中正确的是()A机械能很大的物体,其内能一定大机械能很大的物体,其内能一定大B物体的机械能损失时,内能却可能增加物体的机械能损失时,内能却可能增加C物体的内能损失时,机械能必然会减小物体的内能损失时,机械能必然会减小D物体的机械能可以为零,内能不可以为零物体的机械能可以为零,内能不可以为零解解析析:选选BD.内内能能和和机机械械能能是是两两种种不不同同的的能能,内内能能由由物物体体分分子子状状态态决决定定,而而机
13、机械械能能由由物物体体的的质质量量、宏宏观观速速度度、相相对对地地面面高高度度或或弹弹性性形形变变程程度度决决定定,二二者者决决定因素是不同的定因素是不同的物物体体被被举举高高,机机械械能能增增大大,若若温温度度降降低低,内内能能可可能能减减小小,故故A错错;物物体体克克服服空空气气阻阻力力匀匀速速下下降降,机机械械能能减减小小,而而摩摩擦擦生生热热,物物体体温温度度升升高高,内内能能会会增增大大,故故B对对;物物体体静静止止,温温度度降降低低,内内能能减减小小而而物物体体的的机机械械能能不不变变,故故C错错;物物体体内内分分子子永永不不停停息息地地运运动动,内内能能不可以为零,故不可以为零,
14、故D对对四、正确理解气体压强的微观意义四、正确理解气体压强的微观意义1气体压强的产生:单个分子碰撞器壁的冲气体压强的产生:单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁地碰撞器壁,力是短暂的,但是大量分子频繁地碰撞器壁,就对器壁产生持续、均匀的压力所以从分子就对器壁产生持续、均匀的压力所以从分子动理论的观点来看,气体的压强就是大量气体动理论的观点来看,气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力分子作用在器壁单位面积上的平均作用力2决定气体压强大小的因素决定气体压强大小的因素(1)微观因素微观因素气体分子的密集程度:气体分子密集程度气体分子的密集程度:气体分子密集程度(即单位即
15、单位体积内气体分子的数目体积内气体分子的数目)大,在单位时间内,与单位大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就越多,气体压强就越大;面积器壁碰撞的分子数就越多,气体压强就越大;气体分子的平均动能:气体的温度高,气体分子气体分子的平均动能:气体的温度高,气体分子的平均动能就大,每个气体分子与器壁的碰撞的平均动能就大,每个气体分子与器壁的碰撞(可视可视为弹性碰撞为弹性碰撞)给器壁的冲力就大;从另一方面讲,分给器壁的冲力就大;从另一方面讲,分子的平均速率大,在单位时间内器壁受气体分子撞子的平均速率大,在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就多,累计冲力就大,气体压强就越大击的次数就多,累计冲力就
16、大,气体压强就越大(2)宏观因素宏观因素与温度有关:温度越高,气体的压强越大;与温度有关:温度越高,气体的压强越大;与体积有关:体积越小,气体的压强越大与体积有关:体积越小,气体的压强越大3气体压强与大气压强不同气体压强与大气压强不同大气压强由重力而产生,并且随高度增大而减大气压强由重力而产生,并且随高度增大而减小小即时应用即时应用(即时突破,小试牛刀即时突破,小试牛刀)4如如图图223所所示示,两两个个完完全全相相同同的的圆圆柱柱形形密密闭闭容容器器,甲甲中中恰恰好好装装满满水水,乙乙中中充充满满空空气气,则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是(容器容积恒定容器容积恒定)()图图223A两
17、两容容器器中中器器壁壁的的压压强强都都是是由由于于分分子子撞撞击击器器壁而产生的壁而产生的B两两容容器器中中器器壁壁的的压压强强都都是是由由所所装装物物质质的的重重力而产生的力而产生的C甲容器中甲容器中pApB,乙容器中,乙容器中pCpDD当当温温度度升升高高时时,pA、pB变变大大,pC、pD也也要要变大变大解析:解析:选选C.甲容器压强产生的原因是液体受到甲容器压强产生的原因是液体受到重力的作用,而乙容器压强产生的原因是分子重力的作用,而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁,撞击器壁,A、B错,液体的压强错,液体的压强pgh,hAhB,可知,可知pApB,而密闭容器中气体压强各,而密闭容器中
18、气体压强各处均相等,与位置无关,处均相等,与位置无关,pCpD,C对;温度对;温度升高时,升高时,pA、pB不变,而不变,而pC、pD增大,增大,D错错课堂互动讲练课堂互动讲练 关于分子动能,正确的说法是关于分子动能,正确的说法是()A某某种种物物体体的的温温度度是是0 说说明明物物体体中中分分子子的的平平均均动能为零动能为零B物体温度升高时,所有分子的动能都增大物体温度升高时,所有分子的动能都增大C同同种种物物体体,温温度度高高时时分分子子的的平平均均动动能能一一定定比比温度低时的大温度低时的大D物物体体的的运运动动速速度度越越大大,则则物物体体的的分分子子动动能能也也越大越大例例例例1 1
19、类型一类型一对分子平均动能的理解对分子平均动能的理解【精精讲讲精精析析】某某种种气气体体温温度度是是0,物物体体中中分分子子的的平平均均动动能能并并不不为为零零,因因为为分分子子在在永永不不停停息息地地运运动动,从从微微观观上上讲讲,分分子子运运动动快快慢慢是是有有差差别别的的,各各个个分分子子运运动动的的快快慢慢无无法法跟跟踪踪测测量量,而而温温度度的的概概念念是是建建立立在在统统计计规规律律的的基基础础上上的的,在在一一定定温温度度下下,分分子子速速率率大大小小按按一一定定的的统统计计规规律律分分布布,当当温温度度升升高高时时,说说明明分分子子运运动动激激烈烈,平平均均动动能能增增大大,但
20、但并并不不是是所所有有分分子子的的动动能能都都增增大大;物物体体的的运运动动速速度度越越大大,说说明明物物体体的的动动能能越越大大,这这并并不不能能代代表表物物体体内内部部分分子子的的热热运运动动,所所以只有选项以只有选项C正确正确【答案答案】C【方法总结方法总结】热学现象中统计规律的应用技巧热学现象中统计规律的应用技巧物物体体是是由由大大量量分分子子组组成成的的,大大量量分分子子的的行行为为遵遵循循统统计计规规律律,在在统统计计规规律律中中单单个个分分子子的的运运动动情情况况有有偶偶然然性性,无无法法确确定定,一一旦旦牵牵扯扯到到单单个个分分子子就就不不服服从从统统计计规规律律,是是无无规规
21、则则的的,理理论论上上单单个个分分子子有有怎怎样样的的运运动动情情况况是是不不确确定定的的,因因此此研研究究某某个个分分子子的的运动也是毫无意义的运动也是毫无意义的(大纲全国卷大纲全国卷)如图如图225所示为两分子所示为两分子系统的势能系统的势能Ep与两分子间距离与两分子间距离r的关系曲线下列的关系曲线下列说法正确的是说法正确的是()图图225例例例例2 2类型二类型二对分子势能的理解对分子势能的理解A当当r大于大于r1时,分子间的作用力表现为引力时,分子间的作用力表现为引力B当当r小于小于r1时,分子间的作用力表现为斥力时,分子间的作用力表现为斥力C当当r等于等于r2时,分子间的作用力为零时
22、,分子间的作用力为零D在在r由由r1变到变到r2的过程中,分子间的作用力做负的过程中,分子间的作用力做负功功【精精讲讲精精析析】分分子子间间距距离离等等于于r0时时分分子子势势能能最最小小,即即r0r2.当当r小小于于r1时时,分分子子力力表表现现为为斥斥力力;当当r大大于于r1小小于于r2时时,分分子子力力表表现现为为斥斥力力;当当r等等于于r2时时,分分子子间间的的作作用用力力为为零零;当当r大大于于r2时时分分子子力力表表现现为为引引力力,所所以以A错错,B、C正正确确在在r由由r1变变到到r2的的过过程程中中,分分子斥力做正功,分子势能减小,子斥力做正功,分子势能减小,D错误错误【答案
23、答案】BC【方法总结方法总结】分子势能图像问题的解题技巧分子势能图像问题的解题技巧首首先先要要明明确确分分子子势势能能、分分子子力力与与分分子子距距离离图图像像中中拐拐点点意意义义的的不不同同,分分子子势势能能图图像像的的最最低低点点(最最小小值值)对对应应的的距距离离是是分分子子平平衡衡距距离离r0,而而分分子子力力图图像像的的最最低低点点(引引力力最最大大值值)对对应应的的距距离离大大于于r0;分分子子势势能能图图像像与与r轴轴交交点点表表示示的的距距离离小小于于r0,分分子子力力图图像像与与r轴轴交交点点表表示示平平衡衡距距离离r0,其其次次要要把把图图像像上上的的信信息息转转化化为分子
24、间距离再求解其他问题为分子间距离再求解其他问题(枣庄高二检测枣庄高二检测)关于物体的内能,下列叙关于物体的内能,下列叙述中正确的是述中正确的是()A温度高的物体比温度低的物体内能大温度高的物体比温度低的物体内能大B物体体积增大时,内能也增大物体体积增大时,内能也增大C内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同同D内能不相同的物体,它们的分子平均动能可能内能不相同的物体,它们的分子平均动能可能相同相同例例例例3 3类型三类型三对物体内能的理解对物体内能的理解【精精讲讲精精析析】温温度度高高的的物物体体与与温温度度低低的的物物体体相相比比较较,温温度度低低的
25、的物物体体分分子子平平均均动动能能小小,但但所所有有分分子子的的热热运运动动动动能能和和分分子子势势能能的的总总和和不不一一定定小小,即即物物体体的的内内能能不不一一定定小小有有的的同同学学将将内内能能与与温温度度混混为为一一谈谈,错错误误地地认认为为物物体体的的温温度度高高,内内能能就就一一定定大大而而错错选选A.物物体体的的体体积积增增大大时时,分分子子间间的的距距离离增增大大,分分子子势势能能发发生生变变化化,但但不不能能确确定定分分子子势势能能是是增增大大还还是是减减小小;即即使使分分子子势势能能增大,而分子的平均动能不能确定是否变化,增大,而分子的平均动能不能确定是否变化,也也不不能
26、能说说明明内内能能增增大大,选选项项B是是错错误误的的内内能能相相同同的的物物体体只只是是指指物物体体内内所所有有分分子子的的动动能能和和分分子子势势能能的的总总和和相相同同,而而它它们们的的分分子子平平均均动动能能却却不不一一定定相相同同,因因而而选选项项C错错,错错选选C的的主主要要原原因因仍仍是是将将内内能能与与温温度度混混淆淆内内能能不不同同的的物物体体,它它们们的的温温度度却却可可能能相相同同,即即它它们们的的分分子子平平均均动动能可能相同,选项能可能相同,选项D正确正确【答案答案】D【方方法法总总结结】物物体体的的内内能能与与温温度度、体体积积有有关关,任任何何一一个个物物理理量量
27、都都不不能能决决定定物物体体的的内内能能是是多多大大只只能能判判定定内内能能是是增增大大还还是是减减小小;而而温温度度是是分分子子平平均均动动能能的的标标志志,故故温温度度相相同同,分分子子的的平平均均动动能能,动动能能一一定定相相同同分分子子势势能能的的大大小小与与体体积积有有关关,温温度相同,体积相等的物质,内能也不一定相等度相同,体积相等的物质,内能也不一定相等对于一定质量的气体,下列四个论述中正对于一定质量的气体,下列四个论述中正确的是确的是()A当分子热运动变剧烈时,压强必增大当分子热运动变剧烈时,压强必增大B当分子热运动变剧烈时,压强可以不变当分子热运动变剧烈时,压强可以不变C当分
28、子间平均距离变大时,压强必变大当分子间平均距离变大时,压强必变大D当分子间平均距离变大时,压强必变小当分子间平均距离变大时,压强必变小例例例例4 4类型四类型四对气体压强的微观解释对气体压强的微观解释【思思路路点点拨拨】压压强强从从微微观观角角度度分分析析取取决决于于两两方方面面,一是分子的平均动能,二是分子间平均距离一是分子的平均动能,二是分子间平均距离【自自主主解解答答】分分子子热热运运动动变变剧剧烈烈,表表明明气气体体温温度度升升高高,分分子子平平均均动动能能增增大大,但但不不知知气气体体的的分分子子密密集集程程度度如如何何变变化化,故故压压强强的的变变化化趋趋势势不不明明确确,A错错B
29、对对;分分子子间间平平均均距距离离变变大大,表表明明气气体体的的分分子子密密集集程程度度变变小小,但但因因不不知知此此时时分分子子的的平平均均动动能能如如何何变变,故故气气体体的的压压强强不知如何变化,不知如何变化,C、D错错【答案答案】B变变式式训训练练(东东莞莞高高二二检检测测)关关于于密密闭闭容容器器中中气气体体的的压强,下列说法正确的是压强,下列说法正确的是()A是由于气体分子相互作用产生的是由于气体分子相互作用产生的B是由于气体分子碰撞容器壁产生的是由于气体分子碰撞容器壁产生的C是由于气体的重力产生的是由于气体的重力产生的D.气体温度越高,压强就一定越大气体温度越高,压强就一定越大解解析析:选选B.气气体体的的压压强强是是由由容容器器内内的的大大量量分分子子撞撞击击器器壁壁产产生生的的,A、C错错,B对对气气体体的的压压强强受受温温度度、体体积积影影响响温温度度升升高高,若若体体积积变变大大,压压强强不不一一定定增增大,大,D错错
限制150内