【全章】第01章 分子动理论-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（鲁科版选修3-3）

第1节　分子动理论的基本观点 [目标定位]　1.会用油膜法测量油酸分子的大小．　2.知道阿伏加德罗常数．　3.知道分子动理论的基本观点． 一、物体由大量分子组成 1．用油膜法测量油酸分子的大小 (1)理想化：认为油酸薄膜是由单层分子紧密排列组成的． (2)模型化：把油酸分子简化成球形． 2．多数分子大小的数量级为10－10m. 3．阿伏加德罗常数用NA表示，通常取NA＝6.02×1023_mol－1，它把物质的体积、质量这些宏观量与分子的大小、质量这些微观量联系了起来． 二、分子永不停息地做无规则运动 1．扩散现象：是指不同物质彼此进入对方的现象．温度越高，扩散现象越快(填“快”或“慢”)． 2．布朗运动：指的是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动．是大量液体(或气体)分子无规则运动对固体小颗粒撞击不平衡而导致的．温度越高，布朗运动越剧烈；颗粒越小，布朗运动越明显． 3．热运动：大量分子永不停息的无规则运动的剧烈程度跟温度有关，这种运动叫做热运动．温度越高，分子的热运动越激烈． 三、分子间存在着相互的作用力 1．分子间同时存在着相互作用的引力和斥力．分子间实际表现出的作用力是引力和斥力的合力． 2．当两个分子间的距离为r0时，分子所受的引力与斥力大小相等，此时分子所受的合力为零．当分子间的距离小于r0时，作用力的合力表现为斥力；当分子间的距离大于r0时，作用力的合力表现为引力． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、用油膜法测量油酸分子的大小 【实验原理】 使体积为V的油酸形成面积为S的单分子油膜层，则分子直径d＝. 【实验器材】 油酸、酒精、滴管、量筒、痱子粉、玻璃板、浅水盘、坐标纸． 【实验步骤】 1．配制合适浓度的酒精油酸溶液． 2．求出一滴酒精油酸溶液的平均体积. 3．用浅水盘盛约2 cm深的水，在水面上撒一层薄薄的痱子粉，然后在水面上滴一滴酒精油酸溶液． 4．待测油酸薄膜稳定后，将玻璃板平盖到水盘上，在上面描绘出油膜的形状． 5．把玻璃板放在坐标纸上，算出油膜的面积S(每格面积1 cm2，不足半个的舍去，多于半个的算一个)． 6．根据浓度η，算出一滴油酸酒精溶液中的纯油酸体积V＝η，则油酸分子的直径，即d＝. 【实验结论】 油酸分子直径的数量级是10－10 m. 图1－1－1 【例1】　在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液中有液滴50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图1－1－1所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm，则： (1)油膜的面积是多少？ (2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？ (3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？ 答案　(1)2.32×10－2m2　(2)1.2×10－5mL (3)5.2×10－10m 解析　(1)油膜轮廓包围的方格数约58个，则油酸膜的面积 S＝58×(20×10－3)2m2＝2.32×10－2m2. (2)每滴溶液中含纯油酸的体积V＝× mL ＝1.2×10－5mL＝1.2×10－11m3 (3)油酸分子的直径d＝＝ m ≈5.2×10－10m. 借题发挥　解答本题的关键是准确计算油膜所占的面积和纯油酸的体积，数方格数时，不足半个格的舍去，大于半个格的算一个即“四舍五入”． 二、分子永不停息地做无规则运动 1．扩散现象是分子无规则运动的直接结果．温度越高，扩散现象越显著． 2．布朗运动的特点： (1)布朗运动是永不停息的，说明液体(或气体)分子的运动是永不停息的． (2)布朗运动是无规则的，说明分子的运动是无规则的． (3)温度越高布朗运动越激烈，说明分子运动剧烈程度与温度有关． 特别提醒：①布朗运动是固体微粒的运动，热运动是分子的运动． ②布朗运动间接反映了分子永不停息的无规则的热运动． 【例2】 “花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”．这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗．诗人描写春晴天暖，鸟语花香的山村美景．而这两句诗也蕴含着物理学中的热学与声学知识．对于前一句，我们可以理解对花朵分泌出的芳香分子运动的速率加快．骤暖说明当时环境温度突然________，这属于________现象．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 答案　升高　扩散 解析　“花气袭人”说明了发生扩散现象，即花朵中的芳香分子扩散到了空气中，而造成扩散加快的直接原因是“骤暖”，即气温突然升高．从物理学角度看就是周围气温升高时，分子扩散运动加剧． 借题发挥　(1)扩散现象直接表现了分子的无规则运动，它可以在气体、液体、固体中进行，且温度越高，扩散得越快． (2)要会利用所学知识来解释日常生