126分子动理论（估测分子大小）与内能 精讲精练-2022届高三物理一轮复习疑难突破微专题

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126 分子动理论（含估测分子大小）与内能
一.必备知识
1. 分子模型
物质有固态、液态和气态三种状态，不同物态下应将分子看成不同的模型。
(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形，如图所示。分子
间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以
d
＝ (球体模型)或
d
＝(立方体模型)。
(2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以计算的一般是每个分
子所占据的平均空间大小。如图所示，将每个分子占据的空间视为棱长为
d
的立方体，所以
d
＝。
2．微观量：分子体积
V
0、分子直径
d
、分子质量
m
。
3．宏观量：物体体积
V
、摩尔体积
V
mol、物体的质量
M
、摩尔质量
M
mol、物体的密度
ρ
。
4．微观量与宏观量的关系
(1)分子的质量：
m
＝＝。
(2)分子的体积(或占据的空间)：
V
0＝＝
对固体和液体，
V
0表示分子的体积；对气体，
V
0表示分子占据的空间。
(3)物体所含的分子数：
N
＝·
N
A＝·
N
A，或
N
＝·
N
A＝·
N
A。
阿伏加德罗常数：1 mol 任何物质所含有的粒子数，
N
A＝6.02×1023 mol－1。阿伏加德罗
常数是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁。
(4)分子的大小
① 分子直径：数量级是 10－10 m；②分子质量：数量级是 10－26 kg；③测量方法：油膜法。
5．分子热运动
(1)扩散现象
① 定义：不同种物质能够彼此进入对方的现象。
② 实质：不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动
产生的。温度越高，扩散现象越明显。
(2)布朗运动
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126 分子动理论（含估测分子大小）与内能
① 定义：悬浮在液体中的微粒的永不停息的无规则运动。
② 成因：液体分子无规则运动，对固体微粒撞击作用不平衡造成的。
③ 特点：永不停息，无规则；微粒越小，温度越高，布朗运动越明显。
④ 结论：反映了液体分子运动的无规则性。
(3)热运动
① 定义：分子永不停息的无规则运动。
② 特点：温度是分子热运动剧烈程度的标志。温度越高，分子无规则运动越激烈。
6．分子间的作用力
(1)分子间作用力跟分子间距离的关系如图所示。
(2)分子间作用力的特点
①
r
＝
r
0时(
r
0的数量级为 10－10 m)，分子间作用力
F
＝0，这个位置
称为平衡位置；
②
r
<
r
0时，分子间作用力
F
表现为斥力；
③
r
>
r
0时，分子间作用力
F
表现为引力。
7．气体分子运动的特点
(1)气体分子间距很大，分子间的作用力很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟
器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，气体充满它能达到的整个空间。
(2)气体分子的数密度仍然十分巨大，分子之间频繁地碰撞，每个分子的速度大小和方向
频繁地改变。分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着各个方向运动的分子数目几乎相等。
8．分子运动速率分布图像
(1)分子做无规则运动，在任一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布。
(2)温度一定时，某种分子的速率分布是确定的；温度升高时，速率小的分子数减少，速
率大的分子数增多，分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大。
9．气体压强的微观解释
(1)气体压强的产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产
生持续而稳定的压力。气体的压强在数值上等于器壁单位面积上受到的压力。
(2)气体压强的决定因素：气体的压强取决于气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力的大
小和单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数。所以从微观角度来看，气体压强的大小跟两
个因素有关：气体分子的平均速率，气体分子的数密度。
10．分子动能
(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。
(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值。物体的温度是它的分子热
运动的平均动能的标志。
11．分子势能
(1)定义：由于分子间存在着相互作用力，且分子间的作用力所做的功与路径无关，所以
分子组成的系统具有分子势能。
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126 分子动理论（含估测分子大小）与内能
(2)分子势能的决定因素
微观上——决定于分子间距离；宏观上——决定于物体的体积。
12．物体的内能
(1)物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫作物体的内能，内能是状态量。
(2)对于给定的物体，其内能大小与物体的温度和体积有关。
(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。
(4)决定内能的因素
① 微观上：分子动能、分子势能、分子个数。
② 宏观上：温度、体积、物质的量(摩尔数)。
(5)改变物体的内能有两种方式
① 做功：当只有做功使物体的内能发生改变时，外界对物体做了多少功，物体内能就增
加多少；物体对外界做了多少功，物体内能就减少多少。
②传热：当只有传热使物体的内能发生改变时，物体吸收了多少热量，物体内能就增加
多少；物体放出了多少热量，物体内能就减少多少。
13. 分子力与分子势能的比较
　　　名称
项目 分子间的相互作用力
F
分子势能
E
p
与分子间距的关系图线
随分子间距
的变化情况
r
<
r
0
随距离的减小而增大，
F
表
现为斥力
r
增大，斥力做正功，分子势
能减少
r
减小，斥力做负功，分子势
能增加
r
0<
r
<10
r
0
随距离的增大先增大后减
小，
F
表现为引力
r
增大，引力做负功，分子势
能增加
r
减小，引力做正功，分子势
能减少
r
＝
r
0
F
＝0 分子势能最小，但不为零
r
≥10
r
0
(10－9m)
十分微弱，可以认为分子间
没有相互作用力 分子势能为零
注：两个邻近的分子间同时存在着引力和斥力，引力和斥力的大小都随分子间距离的增
大而减小，但斥力比引力变化快。当
r
＝
r
0时，
F
斥＝
F
引；当
r
<
r
0时，
F
斥>
F
引；当
r
>
r
0时，
F
斥<
F
引；当
r
≥10
r
0时，
F
引、
F
斥都已十分微弱，可以忽略。分子间的相互作用力实际为分子间
同时存在的引力和斥力的合力。
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摘要：

126分子动理论（含估测分子大小）与内能一.必备知识1.分子模型物质有固态、液态和气态三种状态，不同物态下应将分子看成不同的模型。(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形，如图所示。分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以d＝(球体模型)或d＝(立方体模型)。(2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以计算的一般是每个分子所占据的平均空间大小。如图所示，将每个分子占据的空间视为棱长为d的立方体，所以d＝。2．微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m。3．宏观量：物体体积V、摩尔体积Vmol、物体的质量M、摩尔质量Mmol、物体的密度ρ。4．微观量...

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