第一节 分子动理论（同步课件）-【中职专用】2024-2025学年高中物理同步精品课堂（高教版2023·通用类）

第1节 分子动理论 主题三 SZ-LWH 1 目 录 CONTENTS 分子动理论 01 温度 02 热力学能 04 气体的压强 03 SZ-LWH 2 情境导入 你都能用哪些方法分辨两杯水温度的高低呢？ SZ-LWH 01 分子动理论 SZ-LWH 4 一、分子动理论 自古以来，人们就不断地探索物质组成的秘密。在公元前5～前4世纪上半叶，古希腊的德谟克利特就认为世界是由无数微小的不可分割的粒子组成的，他把这种粒子叫做“原子”。并且认为各种不同物质具备各种不同的原子。古希腊的原子论，虽然是粗糙的、没有经过实验证明的假说，但却包含着以后发展起来的原子理论的萌芽。科学技术发展到今天，原子的存在早已被证实。而且原子也不是不可再分的。原子能够结合成分子，分子是具有各种物质的化学性质的最小粒子。 1．物质的组成 上图是由铁原子排列成的“原子” SZ-LWH 一、分子动理论 2．分子的大小 组成物质的分子是很小的，不但肉眼不能直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们，那么怎样知道它们的大小呢？ 一种粗略测分子大小的方法：把油滴滴到水面上，油在水面上散开，形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于油分子的直径，事先测出油滴的体积，再测出油膜的面积，就可以算出油分子的直径。测定结果表明，分子直径的数量级是10–10 m。 放大10亿倍的水分子示意图 SZ-LWH 一、分子动理论 1827年英国植物学家布朗用显微镜观察水中悬浮的花粉，发现这些花粉颗粒不停地做无规则的运动，这种运动后来就叫做布朗运动。不只是花粉，对于液体中各种不同的悬浮微粒，都可以观察到布朗运动。 SZ-LWH 一、分子动理论 3. 分子间存在着间隙 气体很容易被压缩；水和酒精混合后的体积小于原来的体积之和；高压下的油透过钢壁渗出，等等。这些事例 说明：无论是气体、液体或固体，组成它们的分子之间是有间隙的。一般来说，分子之间的空隙在气态时最大，液态时次之，固态时最小。 SZ-LWH 一、分子动理论 如图，是二个做布朗运动的小颗粒的运动路线，其中的每根折线都是一个小颗粒间隔30　s 所处位置的连线。可以看出，小颗粒的运动路线是无规则的。 从小颗粒的无规则运动可知，液体分子对小颗粒的撞击是无规则的，所以布朗运动反映了分子永远不停息地做无规则运动。 SZ-LWH 一、分子动理论 分子的热运动 在不同的温度下观察同一种微粒的布朗运动时发现，温度愈高，布朗运动愈激烈。这说明分子的无规则运动与温度有关，温度愈高，分子运动愈激烈。所以，我们把大量分子的无规则运动叫做分子的热运动。 SZ-LWH 一、分子动理论 1．分子引力　物体都是由分子组成的，而且分子间还有空隙。可是，要把固体的一部分跟另一部分分开却是很困难的，这说明分子之间存在着吸引力，这种吸引力叫做分子引力。 2．分子斥力　虽然分子间存在空隙，但固体和液体都很难压缩，这又说明分子间还有排斥力存在，阻止着它们相互靠拢。这种排斥力叫做分子斥力。 3．分子间力和分子距离的关系　分子间的引力F引 和斥力F斥 是同时存在的，实际表现出来的分子间力，是分子引力和斥力的合力。 SZ-LWH 当分子间距离r = r0=10–10 m 时,F引 = F斥 ,分子处于平衡状态。 当分子间距离r < r0 时，F斥 > F引，分子间力表现为斥力。 当分子间距离r > r0 时，F引 > F斥，分子间力表现为引力。  r = r0 F引 F斥 r < r0 r > r0 F斥 F引 F斥 F引 一、分子动理论 SZ-LWH 　　注意：分子之间发生相互作用的距离很短，一般来说，当分子间的距离超过分子直径的10倍以上时，分子间的作用力就十分微弱，可以近似地认为分子间力等于零。 物体是由大量分子组成的，分子间有空隙；分子永不停息地做无规则的热运动；分子之间存在着相互作用的引力和斥力，这就是气体动理论的基本观点。 气体动理论的基本观点 一、分子动理论 SZ-LWH 02 温度 SZ-LWH 14 二、温度 摄氏温标是瑞典天文学家摄尔修斯创立的，单位是℃（摄氏度）。摄氏温标以冰水混合物的温度和标准大气压下水的沸点温度作为特征温度，将这两个温度分别定义为 0 ℃和 100 ℃。摄氏温度用符号 t 表示。 表示物体冷热程度的物理量，称为温度。从微观角度看，温度反映了物体分子平均动能的大小。温度数值的表示方法，称为温标。常用的温标有：摄氏温标和热力学温标（也叫绝对温标）。 温 度 SZ-LWH 二、温度 随着科学技术的发展，人们对温度计的要求也越来越高。科学家们发明了多种形式的新型温度计。如在工业和科学研究中使用的电阻温度计、半导体温度计、热电温度计、光学高温计、光度计等。 【应用与拓展】 新型温度计 温 度 SZ-LWH 二、温度 热力学温度和摄氏温度的数值关系为 表示热力学温标是由英国物理学家开尔文创立的，单位是开尔文简称开（ K）。热力学温标的单位大小与摄氏温标的大小相同。热力学温标把宇宙最低温度定义为 0 K，这个温度称为绝对零度。目前国际上公认的绝对零度为－273.15 ℃，用符号 T 表示。 T = t + 273 温 度 SZ-LWH 03 气体压强 SZ-LWH 18 三、气体压强 单个分子的撞击力很小，而且是不连续的，但大量分子对器壁的持续撞击却可以产生大而连续的压力。气体垂直作用在器壁单位面积上的压力，称为气体的压强。气体在各个方向上产生的压强都是相等的。 气体分子之间有很大的空隙，则气体分子间的相互作用力十分微弱，气体分子可以自由地运动，常温下大多数气体分子的速率都可达到数百米每秒——相当于子弹的速率。 SZ-LWH 压强用 p 表示，压强的国际单位制单位是 Pa（帕）。 气体从微观角度来看，气体温度升高时，分子的热运动变得更加剧烈，分子撞击器壁的力也变大，所以压强增大。在炎热的夏天，充足气的自行车行驶在滚烫的路面上，有时会爆胎，原因是轮胎中气体温度升高，压强增大所造成的。当汽缸中的燃油燃烧时，使得汽缸内气体的温度升高，压强增大，从而推动活塞做功。 三、气体压强 SZ-LWH 三、气体压强 测量大气压的仪器称为气压表。气压表的种类很多，气象台、实验室常用的是如右图所示的动槽式（福丁）气压表。 在一支长90 cm，上端封闭、下端开口的玻璃管，管中装满水银。将开口端插入水银槽中，水银槽与大气相通，玻璃管中的水银柱的高度反映了大气压值。 SZ-LWH 【应用与拓展】 压力表 三、气体压强 SZ-LWH 04 热力学能 SZ-LWH 23 四、热力学能 1. 分子动能　构成物体的分子都是做永不停息地无规则运动的，因而运动的分子所具有的动能叫做分子动能。 2. 分子平均动能　物体内所有分子动能的平均值叫做分子的平均动能。 3. 温度是物体分子热运动平均动能的标志 温度越高,分子的热运动越激烈，分子的平均动能就越大；反之，温度越低，分子的热运动越缓慢，分子的平均动能就越小。因此,从气体动理论的观点看来，温度是物体分子热运动平均动能的标志。 SZ-LWH 四、热力学能 在分子力作用范围内，分子具有由它们的相对位置决定的势能，这种势能叫做分子势能。 2. 分子势能的大小由物体的体积决定 对于确定的气体，如果改变它的体积，分子间的距离就会改变，分子势能也会随之改变。 1. 分子势能 SZ-LWH 四、热力学能 1. 定义　物体中所有分子的动能和势能的总和，叫做物体的热力学能。 2. 热力学能与温度和体积有关 由于分子的平均动能与温度有关系，分子势能与物体的体积有关系，因此物体的热力学能与物体的温度和体积有关。 3. 理想气体 在常温常压下，气体分子间的分子间距很大，分子间力很小。如果忽略了分子间力的作用，就可以不考虑气体的分子势能。这时，可以认为气体的热力学能仅与温度有关。这样的气体称为理想气体。 SZ-LWH 四、热力学能 注意： （1）物体的热力学能和物体的机械能是两种不同形式的能。 （2）任何物体都具有热力学能，具有热力学能的物体可以同时具有机械能或其他形式的能。 SZ-LWH 四、热力学能 注意： （1）物体的热力学能和物体的机械能是两种不同形式的能。 （2）任何物体都具有热力学能，具有热力学能的物体可以同时具有机械能或其他形式的能。 SZ-LWH 四、热力学能 火力发电厂的工作原理 SZ-LWH 四、热力学能 柴油发动机的工作原理 SZ-LWH 3. 下列的说法正确是（　 ）。 A. 高温物体热量多，低温物体热量少 B. 物体的热力学能只和温度有关 D. 热的物体把温度传给冷的物体，所以最后温度相同 C. 任何物体都具有热力学能 1. 物体内部分子的 能，随着温度而变化，物体内部的 能，随着物体的体积而变化。 2. 物体内所有分子的 和 能的总和叫做物体的热力学能。 _________ _________ _________ _______ 跟踪练习 SZ-LWH 作业布置 实践与探索3-1 #1、2、3 作业布置 SZ-LWH 谢谢各位的聆听！ SZ-LWH 33 星之所在 初音未来 Other 132264.0 $$