高二物理競賽物質(zhì)的微觀模型課件

1第2章氣體分子運(yùn)動論的基本概念2.1物質(zhì)的微觀模型2.2理想氣體的壓強(qiáng)2.3溫度的微觀解釋2.4分子力2.5范德瓦爾斯氣體的壓強(qiáng)21、

物質(zhì)的微觀模型一、物質(zhì)是由大量的原子或分子組成

利用掃描隧道顯微鏡技術(shù)把一個個原子排列成IBM字母的照片.物質(zhì)由大數(shù)分子所組成的，分子之間有間隙。例如:氣體易被壓縮；水在40000atm的壓強(qiáng)下，體積減為原來的1/3；以20000atm壓縮鋼筒中的油，油可透過筒壁滲出。

這些事實均說明氣體、液體、固體都是不連續(xù)的，它們都由微粒構(gòu)成，微粒間有間隙。

31.分子（或原子）在不停的熱運(yùn)動中，分子熱運(yùn)動的例證——擴(kuò)散、布朗運(yùn)動二、物體內(nèi)的分子在不停地運(yùn)動著，這種運(yùn)動是無規(guī)則的，劇烈程度與物體的溫度有關(guān)（1）擴(kuò)散抽除隔板后使標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣氮氣混合：1mol氧1mol氮氧氮混合氣體

擴(kuò)散是分子熱運(yùn)動所致。

固體中的擴(kuò)散只有高溫下才有明顯效果。因溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈，因而擴(kuò)散分子越易擠入固體中的分子之間的間隙中,并且從一個間隙跳到鄰近的另一個間隙中。

工業(yè)中有很多應(yīng)用固體擴(kuò)散的例子。*滲碳是增加鋼件表面碳成分，提高表面硬度的一種熱處理方法。半導(dǎo)體摻雜：使特定的雜質(zhì)在高溫下向半導(dǎo)體晶體片表面內(nèi)部擴(kuò)散、滲透，從而改變晶片內(nèi)雜質(zhì)濃度分布和表面層的導(dǎo)電類型。5布朗運(yùn)動這是每隔30秒布朗粒子所處的平面位置的點依次連接后得到的圖,它并不是布朗粒子的運(yùn)動軌跡。

布朗運(yùn)動為分子無規(guī)則運(yùn)動的假設(shè)提供了十分有力的實驗依據(jù)。分子無規(guī)則運(yùn)動的假設(shè)認(rèn)為:

分子之間在做頻繁的碰撞，每個分子運(yùn)動方向和速率都在不斷地改變。任何時刻，在液體或氣體內(nèi)部各分子的運(yùn)動速率有大有小，運(yùn)動方向各種各樣。

通常情況下，沖擊力平均值處處相等相互平衡，因而觀察不到布朗運(yùn)動。7

由于各方向沖擊力的平均值的大小均是無規(guī)則的，因而微粒運(yùn)動的方向及運(yùn)動的距離也無規(guī)則。溫度越高，布朗運(yùn)動越劇烈；微粒越小，布朗運(yùn)動越明顯。所以，布朗運(yùn)動并非分子的運(yùn)動，但它能間接反映出液體（或氣體）內(nèi)分子運(yùn)動的漲落現(xiàn)象,從而證實其無規(guī)則性。

微粒足夠小時，漲落現(xiàn)象明顯,從各個方向沖擊微粒的平均力互不平衡，微粒向沖擊作用較弱的方向運(yùn)動。8氣體分子熱運(yùn)動的一般概念

分子的密度

分子之間有一定的間隙,有一定的作用力;

分子熱運(yùn)動的平均速度

約;

分子的平均碰撞次數(shù)

約。2.71019

個分子/cm3～3千億個億;在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣9三、分子之間有相互作用力1.

吸引力（1）能說明分子間存在吸引力的現(xiàn)象:①汽化熱；②鋸斷的鉛柱加壓可黏合；③玻璃熔化可接合；④膠水、漿糊的黏合作用；（2）這些現(xiàn)象不僅說明分子間存在吸引力，而且③,④還說明了:只有當(dāng)分子質(zhì)心相互接近到某一距離內(nèi)，分子間相互吸引力才較顯著。10分子吸引力作用半徑的存在:

很多物質(zhì)的分子吸引力作用半徑約為分子直徑的2～4倍左右，超過這一距離，分子間相互作用力已很小，可予忽略。

只有當(dāng)分子質(zhì)心相互接近到某一距離內(nèi)，分子間相互吸引力才較顯著，把這一距離稱為--分子吸引力作用半徑。

112.

排斥力（1）能說明排斥力的現(xiàn)象：①固體、液體都很難壓縮；②氣體分子經(jīng)過碰撞而相互遠(yuǎn)離。（2）排斥力作用半徑:只有兩分子相互“接觸”、“擠壓”時才呈現(xiàn)出排斥力?？珊唵握J(rèn)為排斥力作用半徑就是兩分子剛好“接觸”時兩質(zhì)心間的距離，對于同種分子，它就是分子的直徑。12因為吸引力出現(xiàn)在兩分子相互分離時，故排斥力作用半徑比吸引力半徑小。液體、固體受外力壓縮達(dá)到平衡時，排斥力與外力平衡。從液體、固體很難壓縮這一點可說明排斥力隨分子質(zhì)心間距的減小而劇烈地增大。13

3.分子力與分子熱運(yùn)動這一對矛盾

分子間相互吸引力、排斥力有使分子聚在一起的趨勢，但分子熱運(yùn)動卻力圖破壞這種趨向