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

null这是一瓶棕色的二氧化碳气体。栀黄口平。口对口放置。去隔开他们的玻璃片。开始时，二氧化氮和空气之间的界限很明显，密度大的二氧化碳沉在下面的瓶子里，密度小的空气在上面的瓶中。模糊金色的二氧化碳气体扩散到上面的亭子中去了。再来看看液体的扩散，这是一个装有清水的量杯。硫酸铜溶液小心的注入量杯底部。由于硫酸铜溶液的密度比水大，硫酸铜溶液沉在杯子底部，界限也很清楚。4小时后我们看到界限逐渐模糊，蓝色的硫酸铜溶液向水中扩散。界限完全消失，整个量杯中的液体都变成浅蓝色。这是一杯热水，用它给硫酸铜溶液加热。冷的硫酸铜溶液和热的硫酸铜溶液的扩散现象。显然，温度越高，扩散现象越明显。这说明温度越高分子的无规则应。 null1.1 分子动理论的基本内容 教师： 日期： 月 日 物理雾里悟理 新课导入 站立式讨论：暮春时节，金黄的油菜花铺满了原野。你有没有想过，为什么能够闻到这沁人心脾的香味呢? 古希腊学者德谟克利特：这是由于花的原子飘到了人们鼻子里 分子极其微小，直径数量级10－10m肉眼、光显微均不可见扫描隧道显微镜可见单个分子或原子 【思考】：水的摩尔质量M =18g/mol，则1g水的分子数目为 n = NA/M≈ 3.3 ×1021 个。这说明什么？ 物体是由大量分子组成的 物理雾里悟理 ⑴定义： 研究化学性质：物质组成微粒，分子、原子、或者离子。 研究热学运动性质和规律：分子、原子、或者离子这些微粒统称为分子。 我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原子。 ⑵分子模型： 球体 扫描隧道显微镜 石墨表面原子的排布图 扫瞄隧道显微镜下的硅片表面原子的图像 一、物体是由大量分子组成的 物理雾里悟理 1、分子模型的建立 ①固体、液体 小球模型 d d d d 因为固体和液体分子之间排列较紧密，分子间的缝隙较小，一般将固体、液体分子当成球体。设固体或液体分子的体积为V0，分子的直径为d，摩尔体积为Vm ，则有 一、物体是由大量分子组成的 ②气体 立方体模型 d d d 立方体模型：在计算气体分子大小时，把每个分子和其占有的空间当作一个小立方体，气体分子位于每个立方体的中心，这个小立方体的边长等于分子间的平均距离.即： 气体分子间的平均距离 物理雾里悟理 2、阿伏加德罗常数：1摩尔（mol）任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数。 NA＝6.02×1023mol－1 宏观量 物质的摩尔质量Mmol 物质的体积V 物质的摩尔体积Vmol 物质的密度ρ 物质的摩尔数n 物质的质量m 物质的体积V 物质的摩尔体积Vmol 微观量 单分子质量m0 单分子体积V0 分子的直径d 分子数N 标准情况下气体摩尔体积 VA=22.4 L/mol 1 mL=1 cm3 1 L=1 dm3 M — m0 Vm — V0 =NA= 密度 ρ 宏观量 微观量 宏观量 微观量 回想下：高中化学的哪一个量是联系宏观与微观世界的桥梁？是怎样定义的该量的？ 一、物体是由大量分子组成的 微观 宏观 NA 桥梁 物理雾里悟理 常用关系式： （V0为气体分子所占据空间的体积） 若是气体：V0是气体分子所占空间 ⑦物质 球体 立方体 ①分子 ②分子（适用于固体和液体） ③物体或 ④ (只适用于固体、液体) ⑤气体分子间的平均距离 ⑥固体、液体分子直径: 物理雾里悟理 你能行！！ 1、仅利用下列某一组数据，可以计算出阿伏加德罗常数的是（ ） A.水的密度和水的摩尔质量 B.水分子的体积和水分子的质量 C.水的摩尔质量和水分子的体积 D.水的摩尔质量和水分子的质量 D 解析　知道水的密度和水的摩尔质量可以求出其摩尔体积，不能计算出阿伏加德罗常数，故A错误；知道水分子的体积和水分子的质量，不能求出水的摩尔质量或摩尔体积，所以不能求出阿伏加德罗常数，故B错误；知道水的摩尔质量和水分子的体积，不知道水的密度，故不能求出阿伏加德罗常数，选项C错误；用水的摩尔质量除以水分子的质量可以求得阿伏加德罗常数，故D正确. 物理雾里悟理 二、分子热运动 卤鸡蛋时，把鸡蛋浸泡在卤汁里一段时间后，卤汁里的色素分子会进入到蛋清中 扩散现象 （1）定义：不同物质相互接触时，能够彼此进入对方的现象叫做扩散现象 （2）形成原因：由物质分子的无规则运动产生 （3）特点： ①物质处于气态、液液、固态都能够发生扩散现象。 ②浓度大处向浓度小处扩散，且受“已进入对方”的分子浓度的限制，当进入对方的分子浓度较低时，扩散现象较为明显。 ③温度越高，扩散现象越明显。 （4）意义：直接证明一切组成物质的分子都在不停地运动 站立式讨论：扩散现象可以反映分子的无规则运动，还有其他什么现象也可以反映呢？二者有什么区别呢？ 物理雾里悟理 三、布朗运动 1827年，英国的一位植物学家布朗用显微镜观察植物的花粉微粒悬浮在静止水面上的形态时，却惊奇地发现这些花粉微粒都在不停地的运动中，布朗发现了花粉微粒在水中的这种运动后，人们对运动的产生原因进行了种种猜测。一颗小小的花粉颗粒，顿时掀起了一场轩然大波，面对植物学家的发现，当时的所有物理学家们显得束手无策，无法解释这一奇怪现象.整整过了半个世纪，直到1905年爱因斯坦和波兰物理学家佩兰发表了他们对布朗运动的理论研究结果，对布朗运动做出了理论上解释. 布朗 用显微镜观察炭粒的运动 取1滴用水稀释的碳素墨汁，滴在载玻片上，盖上盖玻片，放在高倍显微镜下观察小炭粒的运动情况。调节显微镜的放大倍数，如调节至400倍或1000倍，观察悬浊液中小炭粒的运动情况。目镜中观察的结果可以通过显示器呈现出来。改变悬浊液的温度。重复上述操作，观察悬浊液中小炭粒的运动情况。 物理雾里悟理 用显微镜观察炭粒的运动 每隔30s记下三颗微粒运动的位置，用折线分别依次连接这些点，如右侧图所示: 显微镜下看到的微粒 三颗微粒每隔30秒位置的连线图 思考1：花粉微粒在显微镜下的运动有规律吗？ 无规则运动 思考3：花粉微粒的大小对运动是否有影响？为什么？ 与微粒大小有关，越小越明显。 思考2：图中折线是否为花粉微粒的运动轨迹？能预测微粒下一时刻的运动到的位置吗？这些折线反映了微粒的运动什么特点？ 不是运动轨迹，轨迹任何时刻都无法确定，反映微粒无规则的特点。 三、布朗运动 物理雾里悟理 布朗运动的影响因素 颗粒的大小和温度 5 2 50 45 颗粒越小 每一瞬间受到液体 分子撞击的数目少 受力极易不平衡 颗粒越大 同时跟它撞击的分子数多 受力的平均效果互相平衡 质量大，惯性大 运动状态难改变 颗粒越大越明显还是越小越明显？ 影响因素1—颗粒大小 站立式讨论：布朗运动受什么因素的影响？ 物理雾里悟理 影响因素2：温度 较低温度下的布朗运动 较高温度下的布朗运动 综上所述：颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显 温度越高，分子运动的速率越大，对布朗微粒撞击频率和强度越高，显微镜下分子运动越明显 布朗运动的影响因素 颗粒的大小和温度 注意：布朗运动是颗粒运动，不是分子运动，而颗粒的运动是液体分子无规则运动撞击颗粒造成的。布朗运动间接地反映了液体或气体分子的无规则运动（扩散现象是分子运动的直接证明）。 物理雾里悟理 2、如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景,下列关于布朗运动的说法正确的是 (　　) A.悬浮微粒做布朗运动,是液体分子的无规则运动撞击造成的 B.布朗运动就是液体分子的无规则运动 C.液体温度越低,布朗运动越剧烈 D.悬浮微粒越大,液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显 A 你能行！！ 物理雾里悟理 把分子永不停息地做无规则运动叫热运动。 温度越高，热运动越激烈 ①布朗运动是热运动的宏观体现，热运动是布朗运动的微观本质. ②布朗运动是热运动的间接反映，扩散现象是热运动的直接反映. ⑴定义： ⑶说明 ⑵特点： 永不停息 无规则 不同温度下墨水的扩散 高温下的布朗运动 四、热运动 思考判断 (1)扩散现象和布朗运动都与温度有关，它们都叫热运动。( ) (2)高速运动的物体，其内部分子的热运动一定更激烈。 ( ) (3)温度降低，分子的热运动变慢。当温度降低到0℃以下时，分子就停止运动了。 ( ) × × × 物理雾里悟理 思考1：向A、B两个量筒中分别倒入50ml的水和酒精，然后再将A量筒中的水倒入B量筒中，观察混合后液体的体积是100ml吗？它说明了说明问题？ 总体积变小没有100ml，说明液体分子间存在着空隙 五、分子间的作用力 水 酒精 思考2：我们知道无论是固体液体还是气体分子之间都存在间隙，除此之外，还有其他特性吗？ 拉伸物体需要用力，把两块纯净的铅压紧，两块铅就合在一起（引力作用）。 压缩物体要用力，固体和液体的体 积很难被压缩（斥力作用）。 综上所述： 分子间引力和斥力是同时存在的！ 物理雾里悟理 站立式讨论：分子间为什么有相互作用力呢？ 原子内部有带正电的原子核和带负电的电子 两原子的电子与电子间，原子核与原子核间存在斥力 两原子中的电子与原子核间存在引力 故分子间作用力是电子、原子核间的库仑力（电磁力）的总体体现 而库仑力的大小与电荷间距有关，显然，分子间作用力跟分子间的距离有关 斥力 斥力 引力 引力 五、分子间的作用力 分子之间的引力或斥力都跟分子间距离有关，那么它们之间有怎样的关系呢？ 物理雾里悟理 F 0 r 纵轴表示分子间的作用力 正值表示F斥 横轴表示分子间的距离 负值表示F引 ①分子间引力和斥力随分子间距的变化曲线 r0 F斥 F引 A.分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小， 但斥力比引力变化更快 B.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）。 分子间引力和斥力的变化规律（重难点） 物理雾里悟理 ②分子力随分子间距的变化规律 0 F F斥 F引 F分 r r0 ①当r=r0=10-10m时，F引＝F斥，分子力F分＝0，分子处于平衡状态。 ②当r＞r0时，F斥＜F引，分子力表现为引力。随r 的增加，分子力先增大后减小。 ③当r＜r0时，F斥＞F引，分子力表现为斥力。随r的减小，分子力增大。 ④当r＞10r0（10-9m）时，分子间的作用力变得很微弱，可忽略不计。物体已变为气体。 10r0 分子间作用力是带正电的原子核和带负电的电子的相互作用引起的。 分子间引力和斥力的变化规律（重难点） 物理雾里悟理 3、有两个分子，设想它们之间相隔10倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是( ) Ａ.分子间的斥力增大，引力变小; Ｂ.分子间的斥力变小，引力变大; Ｃ.分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力变化快; Ｄ.分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零， 然后又从零逐渐增大到某一数值. C D 你能行！！ 物理雾里悟理 1. 基本内容： ⑴ 物体是由大量分子组成的； ⑵ 分子在做永不停息的无规则运动； ⑶ 分子之间存在着相互作用力（相互作用的引力和斥力）。 2. 统计规律： 分子无时不刻在做无规则的热运动，对于某一个分子而言，在某时刻其运动状态具有偶然性（运动无规律），但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律，这种规律叫做统计规律。如本章第3节我们将研究分子运动速率的分布规律（统计规律）。 六、分子动理论 在热学研究中常常以这样的基本图像为出发点，把物质的热学性质和规律看做微观粒子热运动的宏观表现.这样建立的理论是一种微观统计理论，叫做分子动理论. 物理雾里悟理 课堂总结 物理雾里悟理 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 Lavf58.51.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.12.100 新课标初中物理九年级视频资源（分子间的作用力） 人民教育出版社 Lavf58.29.100 人民教育出版社（版权所有　不得转载） Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.70 Lavf60.4.100 $$气体受到外力的作用体积会减少，当外力减少时体积有增大，这是因为外力的作用增大时，分子间间隙缩小。当外力减少时分子间间隙增大。不但气态的物质分子间有间隙，物质在液态或固态时分子间也有间隙。50毫升无水酒精与50毫升水混合后，总体积小于100毫升的原因之一是互相挤占了分子之间的间隙。 nullnullOne meter ten to the zero power. Now we reduce the distance to our final destination by ninety percent every ten seconds, each step much smaller than the one before. At ten to the minus two, one, one hundred of of a meter, one centimeter, we approached the surface of the hand. In a few seconds, we were entering the skin crossing layer after layer from the outermost dead cells into a tiny blood vessel within skin layers, vanishing. Turn an outer layer of cells, filthy collagen, the capital containing red blood cells, in a roughly limp haight. We enter the White cell among its vital organ, als, the poorest wall of the so nuclear disappears. The nucleus within holds the reddy of the man in the coiled coils of DNA. As we close in, we come to the double helix itself, a molecule like a long twisted letter whose runs a paid basis spell out twice in an alphabet of four letters. The words of the powerful genetic message at the atomic scale, the interplay of form and emotion becomes more visible. We focus on one common place group of three hydrogen atoms bonded by electrical forces to a carbon atoms. Four electrons make up the outer shell of the carbon itself. They appear in quantum motion, is a swarm of shimmering ing points. Attend to the minus ten meters. One extreme, we find ourselves right among those out of electronic. Now we come upon the two into electrons held in a tighter swarm. As we draw toward the atoms attracting center, we enter upon a vast inner space. At last, the carbon nucleus so massive and so small, this carbon nucleus is made up of six protons and six nutrient. We are in the domain of universal modules. There are protons and neutrons, and every nucleus electrons and every Adams bonded into every molecule out of the farther galaxy. As a single proton fills are seen, reached the edge of present understanding. Are these some courts, that intense interaction? Our journey has taken us through forty powers of ten. If now the field is one unit, then when we saw many questions of galaxies together, IT was ten to the forty eight or one and forty zeros. null