1.1 分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容 課件高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊(cè)

1.1分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容第一章分子動(dòng)理論引入如果我們把地球的大小與一個(gè)蘋果的大小相比，那就相當(dāng)于將直徑為1cm的球與分子相比。可見(jiàn)，分子是極其微小的。我們?cè)?jīng)研究過(guò)物體的運(yùn)動(dòng)，那么，構(gòu)成物體的微小分子會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？一、物體是由大量分子組成的在研究物體的熱運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和規(guī)律時(shí)，不必區(qū)分它們?cè)诨瘜W(xué)變化中所起的不同作用，而把組成物體的微粒統(tǒng)稱為分子。掃描隧道顯微鏡1mol水中含有水分子的數(shù)量就達(dá)6.02×1023個(gè)二、分子熱運(yùn)動(dòng)證據(jù)1——擴(kuò)散從許多實(shí)驗(yàn)和生活現(xiàn)象中我們都會(huì)發(fā)現(xiàn)，不同種物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方。在物理學(xué)中，人們把這類現(xiàn)象叫作擴(kuò)散（diffusion）。擴(kuò)散現(xiàn)象是物質(zhì)分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的證據(jù)之一。證據(jù)2——布朗運(yùn)動(dòng)懸浮在液體中的小顆粒總在不停地運(yùn)動(dòng)。1827年，英國(guó)植物學(xué)家布朗首先在顯微鏡下研究了這種運(yùn)動(dòng)。懸浮微粒的這種無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫作布朗運(yùn)動(dòng)。二、分子熱運(yùn)動(dòng)微粒布朗運(yùn)動(dòng)的原因各方向液體分子對(duì)微粒撞擊不平衡引起微粒的運(yùn)動(dòng)。微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯：1、微粒越小，在某一瞬間跟它相撞的液體分子數(shù)越少，不平衡性越明顯.2、微粒越小，它的質(zhì)量越小，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易被改變，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。3、微粒很大，某一瞬間相撞的分子很多，撞擊作用接近平衡，這時(shí)就很難觀察到布朗運(yùn)動(dòng)了。布朗運(yùn)動(dòng)小結(jié)布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)反應(yīng)了液體分子具有無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。P6練習(xí)與應(yīng)用：3.以下關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法是否正確？說(shuō)明理由。（1）布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。（2）布朗運(yùn)動(dòng)證明，組成固體小顆粒的分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。（3）向一鍋水中撒一點(diǎn)胡椒粉，加熱時(shí)發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾。這說(shuō)明溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈。（4）在顯微鏡下可以觀察到煤油中小?；覊m的布朗運(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明煤油分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。P6練習(xí)與應(yīng)用：4.小張?jiān)陲@微鏡下觀察水中懸浮的細(xì)微粉筆末的運(yùn)動(dòng)。他把小顆粒每隔一定時(shí)間的位置記錄在坐標(biāo)紙上，于是得出結(jié)論：固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)證明水分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的。小李不同意小張的結(jié)論，他認(rèn)為：“小顆粒沿著筆直的折線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明水分子在短時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是規(guī)則的，否則小顆粒怎么會(huì)沿直線運(yùn)動(dòng)？”對(duì)此，說(shuō)說(shuō)你的看法。分子熱運(yùn)動(dòng)小結(jié)：擴(kuò)散現(xiàn)象，溫度越高，擴(kuò)散得越快。布朗運(yùn)動(dòng)，溫度越高，懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)就越明顯。分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)系，溫度越高，這種運(yùn)動(dòng)越劇烈。我們把分子這種永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫作熱運(yùn)動(dòng)（thermalmotion）。溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志。三、分子間的作用力氣體很容易被壓縮，說(shuō)明氣體分子之間存在著很大的空隙。固體或液體不容易被壓縮，那么，分子之間還會(huì)有空隙嗎？分子間的作用力當(dāng)用力拉伸物體時(shí)，物體內(nèi)各部分之間要產(chǎn)生反抗拉伸的作用力，此時(shí)分子間的作用力表現(xiàn)為引力。當(dāng)用力壓縮物體時(shí)，物體各部分之間會(huì)產(chǎn)生反抗壓縮的作用力，此時(shí)分子間的作用力表現(xiàn)為斥力。分子之間的引力或斥力都跟分子間距離有關(guān)，它們之間有怎樣的關(guān)系呢？說(shuō)明:分子由原子組成,原子內(nèi)部有帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子,分子間的作用力就是有這些帶電粒子的相互作用引起的。當(dāng)r<r0

時(shí)，分子間的作用力F

表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r＝r0

時(shí)，分子間的作用力F為0，這個(gè)位置稱為平衡位置；當(dāng)r>r0

時(shí)，分子間的作用力F

表現(xiàn)為引力。分子間的作用力屬于電磁相互作用分子動(dòng)理論在熱學(xué)研究中常常以這樣的基本內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)，把物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)和規(guī)律看作微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)。這樣建立的理論叫作分子動(dòng)理論（molecularkinetictheory）。分子熱運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，對(duì)于任何一個(gè)分子，速度具有偶然性；對(duì)大量分子的整體而言，它們的運(yùn)動(dòng)卻表現(xiàn)出規(guī)律性。物體是由大量分子組成的，分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子之間存在著相互作用力。這就是分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容?？偨Y(jié)：分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容1、物體是有大量分子組成2、分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)3、分子間存在著相互作用力P6練習(xí)與應(yīng)用：1.把銅塊中的銅分子看成球形，且它們緊密排列，試估算銅分子的直徑。銅的密度為8.9×103kg/m3，銅的摩爾質(zhì)量為6.4×10-2kg/molP6練習(xí)與應(yīng)用：2.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氧氣分子間的平均距離是多少？氧氣的摩爾質(zhì)量為3.2×10-2kg/mol，1mol氣體處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的體積為2.24×10-2m3。

【隨堂演練1】分子動(dòng)理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱力學(xué)性質(zhì),據(jù)此可判斷下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(

)A.顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性B.隨著分子間距離的增大,分子間的相互作用力一定先減小后增大C.布朗運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性D.在真空、高溫條件下,可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料中摻入其他元素B[解析]

分子間的相互作用力隨分子間距離的變化而變化,若分子間距離r>r0,則隨著分子間距離增大,分子力可能先增大后減小,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.【隨堂演練2】(多選)如圖所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O,乙分子位于x軸上,甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示,F>0為斥力,F<0為引力,a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置.現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放,則(

)A.乙分子從a到b做加速運(yùn)動(dòng),由b到c做減速運(yùn)動(dòng)B.乙分子由a到c做加速運(yùn)動(dòng),到達(dá)c時(shí)速度最大C.乙分子由a到b的過(guò)程中,兩分子間的作用力一直做正功D.乙分子由b到d的過(guò)程中,兩分子間的作用力先做正功后做負(fù)功BCD【隨堂演練3】(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.水的體積很難被壓縮，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)B.氣體總是很容易充滿容器，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)C.兩個(gè)相同的半球殼吻合接觸，中間抽成真空，用力很難拉開(kāi)，這就是分子間存在引力的宏觀表現(xiàn)D.用力拉鐵棒的兩端，鐵棒沒(méi)有斷，這就是分子間存在引力的宏觀表現(xiàn)AD【隨堂演練4】關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)物體溫度升高時(shí)，其分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度可能減小B.當(dāng)分子間距離減小時(shí)，分子間作用力可能增大C.破碎的玻璃很難再“粘”在一起，說(shuō)明分子間有斥力D.用手捏面包，面包體積會(huì)縮小，這是分子間有空隙的緣故B玻璃打碎后，不能把它們?cè)倨丛谝黄穑湓蚴牵ǎ〢．玻璃分子間的斥力比引力大B．玻璃分子間不存在分子力的作用C．一塊玻璃內(nèi)部分子間的引力大于斥力；而兩塊碎玻璃之間，分子引力和斥力大小相等合力為零D．兩塊碎玻璃之間絕大多數(shù)玻璃分子間距離太大，分子引力和斥力都可忽略，總的分子作用力為零D下列現(xiàn)象可以說(shuō)明分子間存在引力的是（）A．打濕了的兩張紙很難分開(kāi)B．磁鐵吸引附近的小鐵釘C．用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈開(kāi)D．用電焊把兩塊鐵焊在一起