分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修3

第一章分子動(dòng)理論第1節(jié)分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容

熱學(xué)中的分子

化學(xué)中講的分子是：具有各種物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的最小微粒。

實(shí)際上構(gòu)成物質(zhì)的單元是多種多樣的，或是原子（如金屬）或是離子（鹽類(lèi)）或是分子（如有機(jī)物）。

在熱學(xué)中，由于原子、離子、分子這些微粒做熱運(yùn)動(dòng)時(shí)遵從相同的規(guī)律，通常統(tǒng)稱(chēng)為分子。

一、物體是由大量分子組成的分子極其微小，直徑數(shù)量級(jí)10－10m肉眼、光顯微均不可見(jiàn)掃描隧道顯微鏡可見(jiàn)單個(gè)分子或原子

物體是由大量分子組成的彈珠直徑：1cm蘋(píng)果直徑：10cm地球直徑：107m分子直徑：10-10m電子掃描隧道顯微鏡(放大幾億倍）我國(guó)科學(xué)家用掃描隧道顯微鏡拍攝的石墨表面原子的排布圖，圖中的每個(gè)亮斑都是一個(gè)碳原子。分子極其微小，直徑數(shù)量級(jí)10－10m分子模型的建立固體、液體小球模型dddd氣體立方體模型ddd（d為分子直徑，V0固液分子體積）（d為分子間間距，V0氣體分子所占空間體積）阿伏加德羅常數(shù)：

1mol任何物質(zhì)所含的粒子個(gè)數(shù)，其值為NA＝6.02×1023mol－1。宏觀(guān)量微觀(guān)量宏觀(guān)量微觀(guān)量聯(lián)系宏觀(guān)量與微觀(guān)量的橋梁若某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，質(zhì)量為m，摩爾體積為Vmol，體積為V，密度為ρ，假設(shè)分子緊密排列，請(qǐng)總結(jié)微觀(guān)量與宏觀(guān)量的關(guān)系(已知阿伏加德羅常數(shù)為NA)。(1)分子質(zhì)量：m0＝____＝______。(2)分子體積：V0＝____＝______。(3)物質(zhì)所含的分子數(shù)：N＝

＝_____＝______。(4)ρ＝___＝_____。nNA有關(guān)計(jì)算：練一練1.已知水的摩爾質(zhì)量為18g/mol、密度為1.0×103kg/m3，取阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol-1，試估算（計(jì)算結(jié)果均保留一位有效數(shù)字）：（1）1200mL水所含的水分子數(shù)目N。（2）一個(gè)水分子的直徑d。

二、分子熱運(yùn)動(dòng)

鹵雞蛋時(shí)，把雞蛋浸泡在鹵汁里一段時(shí)間后，鹵汁里的色素分子會(huì)進(jìn)入到蛋清中。物理學(xué)中把這種現(xiàn)象叫作擴(kuò)散現(xiàn)象。1.擴(kuò)散現(xiàn)象①

定義：不同物質(zhì)相互接觸時(shí)，能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散現(xiàn)象.②

成因：由物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。③

特點(diǎn)：固體、液體、氣體都能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象；溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。④

意義：是物質(zhì)分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的證據(jù)之一，是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的宏觀(guān)反映。1827年，英國(guó)的一位植物學(xué)家布朗用顯微鏡觀(guān)察植物的花粉微粒懸浮在靜止水面上的形態(tài)時(shí)，驚奇地發(fā)現(xiàn)一種奇特的現(xiàn)象。2.布朗運(yùn)動(dòng)

定義：懸浮于液體（或氣體）中的微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。說(shuō)明：布朗運(yùn)動(dòng)是顆粒運(yùn)動(dòng)，不是分子運(yùn)動(dòng)。

在顯微鏡下追蹤一個(gè)花粉微粒的運(yùn)動(dòng)，每隔30s把花粉微粒的位置記錄下來(lái)，然后用直線(xiàn)把這些位置接時(shí)間順序依次連接起來(lái)，就得到類(lèi)似圖所示的微粒運(yùn)動(dòng)的位置連線(xiàn)。

通過(guò)圖中這些折線(xiàn)可以看出：微粒的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的。

實(shí)際上，就是在短短的30s內(nèi)，微粒的運(yùn)動(dòng)也是極不規(guī)則的?！舅伎肌?/p>

圖中折線(xiàn)是否為花粉微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡？

你能預(yù)測(cè)微粒下一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)到的位置嗎？不是運(yùn)動(dòng)軌跡不能布朗顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)間接反映了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)是怎樣產(chǎn)生的？

在某一瞬間，微粒在某個(gè)方向受到的撞擊作用較強(qiáng)；在下一瞬間，微粒受到另一方向的撞擊作用較強(qiáng)，這樣，就引起了微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)?！舅伎肌坎祭蔬\(yùn)動(dòng)是大量液體(或氣體)分子對(duì)懸浮微粒撞擊作用的不平衡性造成的。那么，布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度和什么因素有關(guān)呢?微粒越小

受力越不平衡

質(zhì)量小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變

布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈溫度越高

液體分子運(yùn)動(dòng)越劇烈

對(duì)微粒撞擊頻率和力度越大

布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈布朗運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散現(xiàn)象區(qū)別固體顆粒足夠小，懸浮在氣體或液體中.兩種不同物質(zhì)相互接觸，彼此進(jìn)入對(duì)方.溫度高低，顆粒大小.溫度高低，物質(zhì)的密度差，溶液的濃度差.是液體或氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映.是物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).聯(lián)系它們都(間接或直接)證明了分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

擴(kuò)散現(xiàn)象是分子運(yùn)動(dòng)的直接證明；布朗運(yùn)動(dòng)間接證明了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的區(qū)別與聯(lián)系

在擴(kuò)散現(xiàn)象中，溫度越高，擴(kuò)散得越快；在布朗運(yùn)動(dòng)中，溫度越高，懸浮微粒運(yùn)動(dòng)越明顯。這些現(xiàn)象都說(shuō)明：分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，溫度越高，這種運(yùn)動(dòng)越激烈。我們把分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。⑴定義：把分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫熱運(yùn)動(dòng)。3.熱運(yùn)動(dòng)⑵特點(diǎn)：永不停息；無(wú)規(guī)則；溫度越高熱運(yùn)動(dòng)越激烈。（3）

溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志。1．關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法中正確的是（

BC

）A．?dāng)U散現(xiàn)象與溫度無(wú)關(guān)，不屬于分子熱運(yùn)動(dòng)B．水仙花飄香，表明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．懸浮在液體中的顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯D．固體很難被壓扁是因?yàn)槠鋬?nèi)部的分子間沒(méi)有空隙2．PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5微米的懸浮顆粒物，其漂浮在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后會(huì)對(duì)人體健康造成危害，礦物燃料燃燒的排放是產(chǎn)生PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說(shuō)法中正確的是（

BD

）A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子尺寸的數(shù)量級(jí)相當(dāng)B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)C．溫度越低，PM2.5運(yùn)動(dòng)越劇烈D．通過(guò)減少煤和石油等燃料的使用能有效降低空氣中PM2.5的濃度

三、分子間的作用力

現(xiàn)象：氣體很容易被壓縮，說(shuō)明氣體分子之間存在著很大的空隙；水和酒精混合后總體積會(huì)減小，說(shuō)明液體分子之間存在著空隙；將金片和鉛片壓在一起，金和鉛會(huì)互相擴(kuò)散，說(shuō)明固體分子之間也存在著空隙。

問(wèn)題：分子間有空隙，為什么大量分子卻能聚集在一起組成物體？原因：分子之間存在著相互作用力物體很難被拉伸大量分子能聚在一起形成液體或固體而不離散成一群獨(dú)立的單個(gè)分子分子間有引力物體很難被壓縮分子間有引力，分子卻沒(méi)有緊緊吸在一起而還有空隙.分子間有斥力分子間引力和斥力同時(shí)存在F0r2.分子力及引力和斥力的大小跟分子間距離的關(guān)系縱軸表示分子間的作用力正值表示F斥橫軸表示分子間的距離負(fù)值表示F引(1)分子力隨分子間距的變化圖

三、分子間的作用力r00FF斥F引F分r(2)分子力隨分子間距的變化規(guī)律.F引F引F斥F斥r0①當(dāng)r=r0(10-10m)時(shí)，F(xiàn)引＝F斥，分子力F分＝0，處于平衡狀態(tài).②當(dāng)r＞r0時(shí)，隨r的增加，F(xiàn)引、F斥都減小，F(xiàn)斥比F引減小得快，F(xiàn)斥＜F引，分子力表現(xiàn)為引力．F引F引F斥F斥r＞r0

三、分子間的作用力④當(dāng)r＞10r0（10-9m）時(shí)，分子力等于0.F斥F引r0F分rF總結(jié):（隨r逐漸減?。〧引、F斥都增大,F分(表現(xiàn)為引力)先增大到某一值然后減小到零,F分再反向增大(表現(xiàn)為斥力).③當(dāng)r＜r0時(shí)，隨r的減小，F(xiàn)引、F斥都增大，F(xiàn)斥比F引增大得快，F(xiàn)斥＞F引，分子力（表現(xiàn)為斥力）增大.F引F引F斥F斥r＜r0１０r0

三、分子間的作用力

四、分子動(dòng)理論1.基本內(nèi)容：⑴物體是由大量分子組成的；⑵分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；⑶分子之間存在著相互作用力。2.統(tǒng)計(jì)規(guī)律：

單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)律；

大量分子整體運(yùn)動(dòng)有規(guī)律。

分子無(wú)時(shí)不刻在做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，對(duì)于某一個(gè)分子而言，在某時(shí)刻其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)具有偶然性，但從總體來(lái)看，大量分子的運(yùn)動(dòng)卻有一定的規(guī)律，這種規(guī)律叫做統(tǒng)計(jì)規(guī)律。3．分子間存在著相互作用的引力和斥力，分子間實(shí)際表現(xiàn)出的作用力是引力與斥力的合力。圖甲是分子引力、分子斥力隨分子間距離r的變化圖像，圖乙是實(shí)際分子力F隨分子間距離r的變化圖像（斥力以正值表示，引力以負(fù)值表示）。將兩分子從相距r=r2處由靜止釋放，僅考慮這兩個(gè)分子間的作用力，下列說(shuō)法正確的是（

ACD

）A.