1.1分子动理论的基本内容 课件 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

分子动理论的基本内容 学习目标 1.知道物体是由大量分子组成的,知道阿伏加德罗常数,会用它进行相关的计算或估算。 2.了解扩散现象及布朗运动,理解扩散现象及布朗运动产生的原因。 3.知道什么是分子的热运动,理解分子热运动与温度的关系。 4.通过实验知道分子间存在着空隙和相互作用力。 5.通过图像知道分子力与分子间距离的关系。 6.明确分子动理论的内容。 2 热学：研究物质热运动规律及其应用的一门学科，是物理学的一个重要组成部分。 热现象和冷现象的本质追求 ——————王竹溪 苹果 地球 VS 分子 直径1CM的小球 VS 分子到底有多大？ 一、物体是由大量分子组成的 两千多年前，古希腊的著名思想家德谟克利特说：万物都是由极小的微粒组成的。科学技术发展到现在，这种猜想已被证实。 思考：物理热学中所说的分子与化学中所说的分子有何不同? 我们在初中已经学过，物体是由大量分子组成的。 新知探究 思考：物理热学中所说的分子与化学中所说的分子有何不同? 化学中讲的分子是：具有物质的化学性质的最小微粒。 物理热学中所说的分子指的是：做热运动时遵从相同规律的微粒，包括组成物质的原子、离子或分子。 新知探究 1 mol水中含有水分子的数量达6.02×1023 个，这足以表明，组成物体的分子是大量的。 1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示，即 NA＝ 6.02×1023 mol-1。 组成物质的分子是很小的，人们用肉眼无法直接看到分子，就是用高倍的光学显微镜也看不到。 讨论：那怎么才能看到分子呢？ 新知探究 1982年，人们研制了能放大几亿倍的扫描隧道显微镜，才观察到物质表面原子的排列。 新知探究 扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排布图 图中的每个亮斑都是一个碳原子 新知探究 一片叶子 放大6倍 放大700倍 放大4000倍 放大20000倍 放大50000000倍 新知探究 知识归纳： 1.扩散现象是指不同物质的分子彼此进入对方的现象. 2.扩散现象的影响因素 (1)物态:正常情况下，气态物质的扩散现象最容易发生,液态物质次之,固态物质不明显。 (2)温度:温度越高,扩散现象越显著。 (3)浓度差:扩散现象发生的快慢程度还受到分子浓度的影响,当浓度差大时,扩散现象较为显著。 3.扩散现象的特点 (1)永不停息;(2)无规则；（3）两种物质的扩散是同时进行的. 二、分子热运动------扩散现象 情境探究 用显微镜观察放在水中的花粉,追踪几粒花粉,每隔30 s记下它们的位置,用折线分别依次连接这些点,如图所示。 图示折线是否为花粉的运动径迹?是否为水分子的运动径迹? 要点提示花粉的无规则运动,是大量液体分子撞击效果的体现,其运动径迹是没有规律的。此图画出每隔30 s观察到的花粉粒的位置,用折线依次连接起来,该图线不是花粉粒的径迹,更不是水分子的径迹,花粉的这种运动称之为布朗运动。 二、分子热运动----布朗运动 1.分子动理论的基本内容 知识归纳 1.布朗运动和扩散现象的比较 比较对象 布朗运动 扩散现象 产生 条件 固体微粒足够小,悬浮在液体或气体中 两种不同物质相互接触 影响 因素 温度的高低和微粒的大小 温度的高低、物态形式、物质的浓度差 现象 本质 是液体或气体分子无规则运动的反映 是分子的运动 联系 它们都直接或间接证实了分子的无规则运动 二、分子热运动----布朗运动 2.布朗运动和热运动的比较 比较对象 布朗运动 热运动 不 同 点 研究对象 悬浮于液体中的微粒 分子 观察难 易程度 可以在显微镜下看到,肉眼看不到 一般显微镜下看不到 相同点 ①无规则;②永不停息;③温度越高越激烈 联系 周围液体(气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因,布朗运动反映了分子的热运动 三、分子间的作用力 1.分子间有空隙。 固体、液体、气体分子间都存在空隙。 空气容易被压缩 酒精和水混合 气体分子间有空隙！ 液体分子间有空隙！ 固体的扩散现象 固体分子间有空隙！ 15 三、分子间的作用力 2.分子间存在相互作用的引力。 1.分子间有空隙。 固体、液体、气体分子间都存在空隙。 16 三、分子间的作用力 2.分子间存在相互作用的引力。 1.分子间有空隙。 固体、液体、气体分子间都存在空隙。 3.分子间存在相互作用的斥力。 分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）。 注意：压缩气体也需要力，不说明分子间存在斥力作用，压缩气体时需要的力是用来反抗大量气体分子频繁撞击容器壁（活塞）时对容器壁（活塞）产生的压力。 17 三、分子间的作用力 分子间相互作用力的特点 1.分子间的引力和斥力同时存在。 2.分子间的引力和斥力只与分子间距离（相对位置）有关，与分子的运动状态无关。 3.分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小，且斥力总比引力随r的增大衰减得快。 18 三、分子间的作用力 1.当r＝r0时，分子间引力和斥力相平衡，F引=F斥，分子处于平衡位置，其中r0为分子直径的数量级，约为10-10m。 2.当r＜r0时，F引＜F斥，对外表现的分子力F为斥力。 分子间相互作用力的特点 19 三、分子间的作用力 1.当r＞r0时，F引＞F斥，对外表现的分子力F为引力。 2.当r＞10r0时，分子间相互作用力变得十分微弱，可认为分子力F为零（如气体分子间可认为作用力为零）。 分子间的作用力就是由带电粒子的相互作用引起的。 分子间相互作用力的特点 20 四：分子动理论 物质是由大量分子组成的 1 分子永不停息地做无规则的运动 2 分子之间存在着相互作用力 3 热学 热现象的宏观理论——研究热现象一般规律，不涉及热现象微观解释(热力学) 热现象的微观理论——从分子动理论的角度来研究宏观热现象的规律(统计物理学) 把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现 分子动理论（molecular kinetic theory） 分子动理论的基本内容 21 22 2.(分子热运动)(多选)下列事例属于分子不停地做无规则运动的是(　　) A.秋风吹拂,树叶纷纷落下 B.在箱子里放几块樟脑丸,过些日子一开箱就能闻到樟脑丸的气味 C.烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡 D.把胡椒粉末放入菜汤中,最后胡椒粉末会沉在汤碗底,而我们喝汤时却尝到了胡椒的味道 解析：树叶、黑烟(颗粒)都是由分子组成的物体,它们的运动都不能反映分子不停地做无规则运动,A、C错误,B、D正确。 BD 23 3．关于布朗运动的下列说法中正确的是（ ） A．布朗运动就是分子运动 B．布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映 C．布朗运动是液体或气体分子无规则运动的反映 D．观察时间越长，布朗运动就越显著 E．阳光从缝隙射入教室， 从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动 C 24 4.甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是（　　） A．乙分子在P点时加速度不为0 B．乙分子在Q点时分子势能最小 C．乙分子在Q点时处于平衡状态 D．乙分子在P点时动能最大 D 课堂总结 分子动理论 物体是由大量 分子组成的 分子热运动 扩散现象 布朗运动 分子间的作用力 分子引力 分子斥力 $$