内容正文:
第1章 分子动理论与气体实验定律
第1节 分子动理论的基本观点
核心
素养
导学
物理观念
(1)知道物体是由大量分子组成的。
(2)知道扩散现象及影响扩散快慢的因素,知道其在实际中的应用。
(3)知道布朗运动及其产生原因,知道决定热运动激烈程度的因素。
(4)知道分子间存在空隙、分子间的作用力的变化规律。
(5)知道温度是分子热运动平均动能的标志。
(6)知道分子势能的概念,知道分子势能与分子间距离有关。
(7)知道内能的概念,了解内能与机械能的区别。
科学思维
(1)通过布朗运动的成因分析,体会并归纳其中的科学的研究方法。
(2)物体的内能与哪些宏观量有关。
科学探究
通过实验,了解扩散现象,观察并能解释布朗运动的成因及特点,了解分子间存在相互作用力,并能解释一些生活现象。
科学态度与责任
通过科学家们对布朗运动成因的研究历程介绍,培养相应的科学精神。
一、物体由大量分子组成
1.分子的大小
(1)一般分子直径的数量级为10-10 m。
(2)分子质量的数量级为10-27~10-25 kg范围之内。
2.阿伏伽德罗常数
(1)定义:1 mol任何物质都含有相同的粒子数。这个数量称为阿伏伽德罗常数。
(2)数值:NA=6.02×1023 mol-1。
(3)意义:阿伏伽德罗常数是一个重要的基本常量,通过它可以将物体的体积、质量等宏观量与分子的大小、质量等微观量联系起来。
二、分子永不停息地做无规则运动
1.扩散现象
(1)定义:不同的物质彼此进入对方的现象。
(2)普遍性:气体、液体和固体都能够发生扩散现象。
(3)规律:温度越高,扩散越快。
(4)意义:扩散现象表明,分子在永不停息地运动,温度越高,分子的运动越剧烈。
2.布朗运动
(1)定义:悬浮在液体(或气体)中的微粒所做的永不停息的无规则运动。
(2)产生的原因:微粒在液体中受到液体分子的撞击不平衡引起的。
(3)微粒大小:微粒越小,布朗运动越明显。
(4)温度高低:温度越高,布朗运动越剧烈。
(5)意义:反映了分子在永不停息地做无规则运动。
3.热运动
(1)定义:分子的无规则运动。
(2)影响因素:温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
三、分子间存在着相互作用力
1.研究表明,分子之间同时存在着引力和斥力,其大小与分子间的距离有关。
2.分子间作用力与分子间距离的关系
r与r0的关系
f引与f斥的关系
分子力情况
r=r0(平衡位置)
f引=f斥
f合为
r<r0
f引<f斥
f合表现为斥力
r>r0
f引>f斥
f合表现为引力
r>10r0
f引和f斥都十分微弱
f合为
3.分子动理论的基本观点:物体是由大量分子组成的,分子永不停息地做无规则运动,分子间存在着相互作用力。
四、物体的内能
1.分子势能
(1)定义:由分子间的相互作用力和分子间的相对位置决定的势能。
(2)宏观上:分子势能的大小与物体的体积有关。
(3)微观上:分子势能的大小与分子之间的距离有关。
(4)当r>r0时,分子力表现为引力,若r增大,需克服引力做功,分子势能增大。
(5)当r<r0时,分子力表现为斥力,若r减小,需克服斥力做功,分子势能增大。
(6)当r=r0时,分子势能最小。
2.分子动能
(1)定义:由于分子永不停息地做无规则热运动而具有的动能。
(2)分子的平均动能:大量分子动能的平均值。
(3)温度的微观意义:温度是分子热运动的平均动能的标志。
3.内能
(1)定义:物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
(2)决定因素:物体的内能由物体的质量、温度和体积共同决定。,1.如图所示,是一片叶子在放大不同倍数的照片。
(1)放大700倍看到的是叶片分子吗?
(2)放大50 000 000倍看到的是叶片分子吗?
提示:(1)不是 (2)不是
2.如图所示,在广口瓶中滴几滴溴,溴会蒸发为气体,请对以下有关说法作出判断:
(1)溴变为气体,与广口瓶中的空气发生扩散现象。(√)
(2)当瓶内气体变为稳定的红色后,扩散现象也停止了。(×)
(3)环境温度较高时,瓶内气体变为稳定红色用时较短。(√)
3.如图所示,刚刚打扫完卫生的教室,在阳光下可以看到上下飞舞的灰尘在运动。请对以下有关说法作出判断:
(1)灰尘上下飞舞的运动是灰尘在做布朗运动。(×)
(2)灰尘上下飞舞的运动是空气流动引起的。(√)
(3)灰尘上下飞舞的运动是空气分子无规律运动引起的。(×)
(4)灰尘能用肉眼直接看到,不是“布朗微粒”。(√)
4.图中洁净的玻璃板接触水面,要使玻璃板离开水面,拉力F必须大于玻璃板的重力,这说明了什么?
提示:说明了分子之间存在引力。
5.如图所示,分子间作用力做功与分子势能的关系与弹簧长度变化时