阿伏加德罗常数是连接宏观与微观的桥梁,「估算气体分子间距」类题目几乎年年出现;布朗运动是谁在动、内能与机械能的区别,是概念题的两大坑。
分子动理论三要点
- 物质由大量分子组成:油膜法估分子直径 d = V/S,数量级 10⁻¹⁰ m;阿伏加德罗常数 NA = 6.02×10²³ mol⁻¹
- 分子永不停息地做无规则热运动:扩散现象随温度升高加快,布朗运动间接反映分子运动
- 分子间同时存在引力和斥力:r = r₀(约 10⁻¹⁰ m)时合力为零;r < r₀ 斥力为主,r > r₀ 引力为主
- 宏观量与微观量的换算桥梁就是 NA:1 mol 任何物质含有 NA 个分子
布朗运动与热运动
| 对比项 | 布朗运动 | 分子热运动 |
|---|---|---|
| 主体 | 悬浮在液体(气体)中的固体小微粒 | 分子本身 |
| 成因 | 液体分子从四面八方撞击微粒,撞击不平衡 | 分子的内能驱动 |
| 影响因素 | 温度越高、微粒越小,越明显 | 温度越高越剧烈 |
| 关系 | 间接反映液体分子的无规则运动 | 热运动的直接证据是扩散 |
内能
- 内能:物体内所有分子的热运动动能与分子势能的总和
- 温度是分子平均动能的标志:温度越高,分子平均动能越大
- 分子势能与分子间距离(宏观上对应体积)有关
- 任何物体都有内能;内能≠机械能(机械能与整体运动、高度有关)
- 改变内能的两种方式:做功和热传递,二者等效
辨析:布朗运动是分子的运动吗
不是。布朗运动的主体是固体微粒(肉眼看不见的颗粒,但包含亿万个分子),不是分子;它间接反映的是液体分子的热运动。判断口诀:动的是「颗粒」,反映的是「分子」。考题问「布朗运动随温度升高加剧说明什么」——答液体分子运动加剧,而不是颗粒本身有什么变化。