高中物理 第1章 用統(tǒng)計思想研究分子運動章末分層突破教師用書 滬科版選修3-3
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第1章 用統(tǒng)計思想研究分子運動 [自我校對] ① ②10－10 m ③6.021023 mol－1 ④越劇烈 ⑤越劇烈 ⑥永不停息 ⑦中間多、兩頭少 ⑧撞擊器壁 ⑨平均動能 ⑩引力和斥力的合力 ?溫度 ?減小 ?增加 ?最小 ?體積 ?溫度 分子微觀量的估算 1.對微觀量的估算，首先要建立微觀模型，對于固體和液體，可以把它們看成是分子一個挨一個緊密排列的．計算時將物質(zhì)的摩爾體積分成NA等份，每一等份就是一個分子大?。诠浪惴肿又睆綍r，設(shè)想分子是一個緊挨著一個的小球；在估算分子間距離時，設(shè)想每一個分子是一個立方體，立方體的邊長即為分子間的距離． 2．氣體分子不是緊密排列的，所以上述模型對氣體不適用，但上述模型可以用來估算氣體分子間的平均距離． 3．阿伏伽德羅常量是聯(lián)系微觀物理量與宏觀物理量的橋梁，它把摩爾質(zhì)量、摩爾體積這些宏觀物理量與分子質(zhì)量、分子大小等微觀物理量聯(lián)系起來．有關(guān)計算主要有： (1)已知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M，借助于阿伏伽德羅常量NA，可以求得這種物質(zhì)的分子質(zhì)量m0＝. (2)已知物質(zhì)的摩爾體積VA，借助于阿伏伽德羅常量NA，可以計算出這種物質(zhì)的一個分子所占據(jù)的體積V0＝. (3)若物體是固體或液體，可把分子視為緊密排列的球形分子，可估算出分子直徑d＝. (4)依據(jù)求得的一個分子占據(jù)的體積V0，可估算分子間距，此時把每個分子占據(jù)的空間看做一個小立方體模型，所以分子間距d＝，這對氣體、固體、液體均適用． (5)已知物體的體積V和摩爾體積VA，求物體的分子數(shù)N，則N＝. (6)已知物體的質(zhì)量m和摩爾質(zhì)量M，求物體的分子數(shù)N，則N＝NA. (2016西安高二檢測)已知水的密度ρ＝1.0103 kg/m3，水的摩爾質(zhì)量M＝1.810－2kg/mol.求： (1)1 g水中所含水分子數(shù)目； (2)水分子的質(zhì)量； (3)水分子的直徑．(取兩位有效數(shù)字) 【解析】 (1)因為1 mol任何物質(zhì)中含有分子數(shù)都是NA，所以只要知道了1 g水的物質(zhì)的量n，就可求得其分子總數(shù)N. N＝nNA＝NA＝6.021023個＝3.31022個． (2)水分子質(zhì)量 m0＝＝ kg＝3.010－26 kg. (3)水的摩爾體積V＝，設(shè)水分子是一個挨一個緊密排列的，則一個水分子的體積V0＝＝.將水分子視為球形，則V0＝πd3，所以有：πd3＝ 即有d＝ ＝ m ＝3.910－10 m. 【答案】 (1)3.31022個 (2)3.010－26 kg (3)3.910－10 m 用油膜法估測分子的大小 用油膜法估測分子直徑的實驗原理是：油酸是一種脂肪酸，它的分子的一部分和水分子的親和力很強．當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，酒精溶于水或揮發(fā)，在水面上形成一層油酸薄膜，薄膜可認(rèn)為是單分子油膜，如圖11所示． 圖11 將水面上形成的油膜形狀畫到坐標(biāo)紙上，可以計算出油膜的面積，根據(jù)純油酸的體積V和油膜的面積S，可以計算出油膜的厚度d＝V/S，即油酸分子的直徑． (2016濟南高二檢測)“用油膜法估測分子的大小”的實驗的方法及步驟如下： ①向體積V油＝1 mL的油酸中加酒精，直至總量達(dá)到V總＝500 mL； ②用注射器吸?、僦信渲坪玫挠退峋凭芤?，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳雗＝100滴時，測得其體積恰好是V0＝1 mL； ③先往邊長為30～40 cm的淺盤里倒入2 cm深的水，然后將 均勻地撒在水面上； 圖12 ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀； ⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖12所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個數(shù)N，小方格的邊長l＝20 mm.根據(jù)以上信息，回答下列問題： (1)步驟③中應(yīng)填寫： ； (2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V′是 mL； (3)油酸分子直徑是 m. 【解析】 (1)為了顯示單分子油膜的形狀，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉． (2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V′＝＝ Ml ＝210－5 mL. (3)根據(jù)大于半個方格的算一個，小于半個方格的舍去，油膜形狀占據(jù)方格數(shù)大約為115個，故面積S＝1152020 mm2＝4.6104 mm2 油酸分子直徑d＝＝ mm ≈4.310－7 mm＝4.310－10 m. 【答案】 (1)痱子粉或石膏粉 (2)210－5 (3)4.310－10 分子力、分子勢能和物體的內(nèi)能 1.分子力是分子引力和分子斥力的合力，分子勢能是由分子間的分子力和分子間的相對位置決定的能， 分子力F和分子勢能Ep都與分子間的距離有關(guān)，二者隨分子間距離r變化的關(guān)系如圖13所示． 圖13 (1)分子間同時存在著引力和斥力，它們都隨分子間距離的增大(減小)而減小(增大)，但斥力比引力變化得快． (2)在r下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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