6.1 分子热运动 物态 教案 -2023-2024学年高二上学期（中职）物理高教版《技术物理 上册》

第6章 热力学基础 在自然界里，热现象普遍存在并且与我们的生活密切相关。热现象是由物质内部大量微观粒子永不停息、无规则的运动引起的。在不同的温度或压强等条件下，物质内大量微观粒子的热运动和粒子间的相互作用也不相同，宏观物体存在的状态(固态、液态、气态等)也往往会发生变化。物质的运动形式千变万化，每种运动形式的变化都有相应的能量转换伴随着。柴油的燃烧为何能转化为内燃机车的动力?刹车过程中，车的动能又到哪里去了? 同学们：你知道热现象的实质吗？热现象遵从哪些规律呢？这一章我们先来学习一些热学知识，然后再以热学知识为基础，深入了解一些有趣的自然现象及其产生的原因。 本章研究的对象是由大量分子组成的物质系统的热现象及其规律。将从分子运动理论出发，主要讨论气体状态的变化规律和包括内能、机械能在内的能量转化与守恒的规律并介绍一些新能源技术的应用及发展前景。 6-1 分子热运动 物态 一、教学目标 1．知道一般分子直径的数量级；知道什么是分子的热运动以及分子热运动的激烈程度与温度的关系。知道分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，表现出的分子力是引力和斥力的合力，定性了解分子力随分子间距离变化而变化的规律。 　　2．使学生能用分子动理论要点解释一些简单的热现象。 　　3．通过一些基本物理事实和实验推理得出分子无规则运动的剧烈程度与温度有关，使学生学会以事实和实验为依据推断出新的结论的思维过程，培养学生的逻辑推理能力。 ４．了解固体、液体、气体三种不同物质状态下，分子运动的特点及液晶的特性。 ５．会用分子动理论、能量守恒定律说明物态变化过程中的微观机理。 ６．培养学生从能量角度解释常见物理现象的能力。 二、教学重点难点 重点：分子动理论要点。 难点：分子力，物质状态的微观解释。 三、教学器材 1烧杯凉水、1烧杯热水、高锰酸钾（或墨水笔）、香水（或其它易挥发的液体），注射器或打气筒等。光盘。 四、教学建议 教法建议 实验和推理法，讨论、讲解法。 教学设计方案 （一）引入新课 复习提问： 请同学们回忆初中所学的分子动理论的初步知识。 （物体是由大量分子组成的，一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。分子间有相互作用力。） 我们知道，分子间的引力、斥力和分子热运动的对立统一，使物质有了固体、液体、气体等各种不同的形态，而正是这些物质微观结构的不同才使它们呈现出不同的状态和性质。 本次课我们将通过实验和推理的方法进一步学习分子动理论要点，介绍固体、液体、气体三种不同物质状态下，分子运动的特点及液晶的特性。 （二）引出课程内容 1．物质都是由大量分子组成的，分子之间有一定间隙。 通过初中物理和化学的学习我们已经知道，一切宏观物体都是由大量分子组成的，组成物质的分子并不连续分布，分子之间有一定间隙。 例如：把注射器或打气筒的出气口封闭，推动活塞，使筒内空气的体积变成一半或更小。 提问请同学们思考讨论：如果把空气换成水，推动活塞，结果会怎样？ 讨论得到：气体的体积很容易被压缩。 观察实验：水和酒精混合后总体积减少。（可取水和酒精的体积之比为48∶52，混合后的体积约为混合前总体积的96.3%，水分子和酒精分子混合排列，空隙减小。） 结论：实验证明气体、液体分子之间有一定的间隙。 有人用两万标准大气压的压强压缩钢筒内的油，发现油可以透过筒壁溢出。说明固体分子间也有一定间隙。工业上经常采用的表面渗碳就是利用这一事实，把要渗碳的工件放入木炭或碳酸盐的混合物中，在高温下维持一定时间，使碳渗入工件的表面层里，以提高工件耐磨性能和硬度。 2．分子的热运动：大量分子的无规则运动称为分子的热运动。分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈。 请同学们回忆两个演示实验 两个演示实验的实验装置如图1，图2。 (1) 把盛有二氧化氮的玻璃瓶与另一个盛有空气的玻璃瓶竖直方向对口相接触，看到二氧化氮气体从下面的瓶内逐渐扩展到上面瓶内。 (2) 在量筒里盛有液体，下面一半是硫酸铜溶液，上面一半是清水，界面清晰（图 1）。静放几天后，界面逐渐模糊不清。这表明液体分子也在不停地运动。 图 1 图 2 ① 请同学们观察下面演示实验 在盛有凉水和热水的烧杯中分别滴入一、二滴墨汁后，墨汁在水中逐渐扩展开来。 提问：实验现象说明什么问题？ 在学生回答的基础上总结：实验说明扩散现象的快慢直接与温度有关，温度高，扩散现象加快。扩散现象说明组成物质的分子都在不停地运动着。通过实验可以进一步证明：分子的运动是杂乱无章的无规则运动，而且这种无规则运动的剧烈程度与温度有关。因为温度越高，扩散现象越快，说明分子无规则运动越剧烈，所以，我们把大量分子的无规则运动称为