13.2分子动理论的初步知识 （课件）2025-2026学年人教版（2024）九年级全一册

13.2分子动理论的初步知识 第十三章 内能 RJ 九年级 全一册 （2024） 远处的山峰上火光冲天、烟雾弥漫，炽热的岩浆犹如一条火龙。这是火山在爆发。 地球内部有高温、高压的岩浆。在极大的压力下，岩浆会从地壳薄弱的地方喷涌而出，无情的火舌毁坏它途经的一切，大量火山灰冲上万米高空…… 火山爆发时，炽热的岩浆携带着大量与热有关的能量，那么覆盖火山的皑皑白雪是不是与岩浆一样，也具有与热有关的能量？在本章，我们将尝试从能量角度对热现象的性质进行描述并寻找规律。 导入新课 同学们，在生活中，我们时常会遇到一些奇妙的现象。当我们走进花园，无需刻意寻找，阵阵花香便扑鼻而来，仿佛有一种无形的力量，将花朵的芬芳送到我们身边； 导入新课 在一杯清水中滴入一滴红墨水，不用搅拌，过一会儿整杯水都会均匀地变成红色。 导入新课 还有，我们都知道压缩空气时会费力，而固体和液体却很难被压缩。这些日常现象背后，究竟隐藏着怎样的秘密呢？ 其实，这些都与物质的微观结构密切相关。今天，我们将深入到微观世界，探究分子动理论的初步知识，从分子的角度来揭秘这些生活中常见却又蕴含深刻道理的现象，一起打开微观世界的神秘大门 。 这里所说的原子与现代物理学中的原子不同，现代物理学中的原子是有结构的。 一、物质的构成 （一）物质的构成 物质是由什么组成的？两千多年前，古希腊思想家德谟克利特认为，万物都是由极小的、不可分割的微粒——“原子”组成的，人可以闻到不同的气味，是因为这些气味的“原子”飘到了人的鼻子里。 现代科学研究发现，常见的物质是由极其微小的粒子—— （molecule）、 （atom）等构成的。 分子 原子 有些物质由分子构成，例如氢气、氧气；有的物质是由原子构成，例如铁铝。在研究与热学有关的问题时，不做区分，都看作分子。 一、物质的构成 （二）分子的大小 1.分子很小：如果把分子看成球形的，一般分子的直径只有 分之几米，人们通常以 m为单位来量度分子。分子如此之小，人们用肉眼甚至光学显微镜都分辨不出它们。不过， 可以帮助我们观察到这些微小的粒子。 百亿 电子显微镜 一、物质的构成 一、物质的构成 2.分子数量巨大：草叶上的一颗小露珠，含有约 个水分子；1g蔗糖含有约 个蔗糖分子。 1.8× 凡是能用肉眼直接看到的都不是分子，而是物体。如细小的灰尘、烟雾等。 一、物质的构成 一、物质的构成 3.分子间有间隙：将50mL酒精倒人装有50mL水的试管中，堵住试管口，反复倒置几次，最后总体积 100mL。这说明分子之间存在 ，水分子和酒精分子 的间隙，导致总体积变小。 小于 间隙 彼此进入对方 例题1：（多选）关于分子，下列说法正确的是（ ） A.空气中细小的灰尘、烟雾就是分子 B.将50mL酒精倒人50mL水中后，水和酒精的总体积小于100 mL，说明分子间有间隙 C.黄豆和芝麻混合后振荡，总体积变小，说明分子之间有空隙 D.1滴水中大约有1.67X个水分子，说明分子很小 BD 二、分子热运动 气体的扩散（录像） 二氧化氮的密度比空气大。在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开（图13.2-3）。抽掉玻璃板后，观察发生的现象。 二氧化氮能进入上面的瓶子里吗？ 二、分子热运动 二、分子热运动 实验现象1： 两瓶气体混合在一起，颜色变得均匀。 实验结论1： 气体分子在不停的运动。 二、分子热运动 2.液体的扩散 在玻璃筒里装一半清水，用细管在水的下面注入硫酸铜的水溶液。静置。 二、分子热运动 实验现象2： 几天后界面变模糊，几周后颜色变得均匀。 实验结论2： 液体分子在不停的运动。 将密度大的二氧化氢气体和硫酸铜溶液放在各自实验装置的下面，密度小的空气和清水放在上面，目的是避免重力对实验造成影响。 二、分子热运动 3.固体的扩散 把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年后再将它们切开。 二、分子热运动 实验现象3： 5年后发现它们互相渗入约1mm深。 实验结论3： 固体分子在不停的运动。 生活中的固体扩散现象：堆煤的地方，煤用完后墙体变黑。 二、分子热运动 不同的气体、液体和固体在互相接触时，彼此都能进人对方，说明构成物质的分子都在做无规则运动。 探究归纳： 二、分子热运动 （二）扩散现象 1.定义： 在 时 的现象，叫作 （diffusion）。 2.发生条件： 。 3.扩散现象说明： 。 不同的物质 互相接触 彼此进入对方 扩散 同种物质混合不属于扩散现象 一般来说，相同条件下，气体扩散得最快，液体扩散得较快，固体扩散得最慢。 ①物质不同；②互相接触 ①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动；②分子之间存在间隙 分子的无规则运动是分子自身的特性，与外界的作用无关，如人能闻到花香、酒味，都是扩散现象。而尘土飞扬、炊烟袅袅都是微小物体在外力作用下的机械运动，不是扩散现象。 二、分子热运动 4.对扩散现象的理解： ①扩散现象整体看起来是有方向的，但若单看某一个分子的运动则是杂乱无章的、无规律的。 ②扩散时分子的运动是双向的，两种物质的分子会同时进人对方分子的间隙中。 ③扩散现象不仅存在于状态相同的物质之间，还存在于状态不同的物质之间。例如闻到花香，扩散发生在固体和气体之间。 例题2：下列选项中描述扩散现象的是（　　） A．收拾房屋时，灰尘漫天飞舞 B．打喷嚏时，飞沫肆溅 C．晚风拂面，阵阵花香 D．烧开水时，“白气”升腾 C 二、分子热运动 墨水扩散快慢与温度的关系 在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的冷水。用相同的滴管同时分别向两个烧杯中滴入一滴墨水，观察哪个烧杯中的墨水扩散得快。 扩散的快慢与温度有什么关系？ 二、分子热运动 二、分子热运动 分子运动的快慢与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，物质扩散得越快。 结论： 扩散现象是分子热运动的宏观表现，分子热运动是扩散现象的微观成因。 二、分子热运动 2.分子的热运动 扩散现象等大量事实表明： 物质的分子都在 地做 的运动。这种无规则的运动叫作 （thermal motion）。分子运动越剧烈，物体的温度越 。 一切 不停 无规则 分子的热运动 高 深层理解： 0℃≠分子热运动停止 温度影响分子热运动的剧烈程度。温度高，分子热运动剧烈；温度低，分子热运动相对缓慢，但并不会停止。任何温度下物质的分子都在不停地做无规则运动。 二、分子热运动 项目 机械运动 分子热运动 研究对象 宏观物体 微观分子 有无规律 有规律可循 单个分子的运动无规律可循 可见情况 能用肉眼直接观察 不能用肉眼直接观察 影响运动快慢的因素 质量、力及力的作用时间 温度与物质的状态 3. 机械运动与分子热运动的比较 例题3：探究分子的热运动 如图所示，在冷水中滴入一滴墨水，过一段时间后整杯水会完全变色，这个现象叫做___ ___，若将同样的一滴墨水滴入等质量的热水中，会发现墨水完全变色的时间更______（“快”或“慢”）。这说明______影响分子热运动的剧烈程度。 快 扩散现象 温度 三、分子间的作用力 既然分子在不停地运动，那么为什么固体和液体中的分子通常不会飞散开，而总是聚合在一起，保持一定的体积呢？ 三、分子间的作用力 铅柱间的作用力 如图13.2-5 所示，将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两个铅柱就会结合起来，甚至下面吊一个20 kg 的重物都不能把它们拉开。 你觉得不能把两个铅柱拉开的原因是什么？ 三、分子间的作用力 三、分子间的作用力 实验现象： 两个铅柱没有被拉开。 实验结论： 分子间存在引力。 三、分子间的作用力 在注射器内装水，用塞子堵住注射器口，用力推压活塞。 实验现象： 桶内的水几乎很难被压缩，水的体积几乎不变。 实验结论： 分子间存在斥力。 三、分子间的作用力 分子间存在相互作用的引力和斥力。 探究归纳： 分子间的引力和斥力总是同时存在，不存在只有引力或只有斥力的情况。分子间所表现出的分子力是分子引力和斥力的合力。 三、分子间的作用力 分子间既有引力又有斥力。分子间的作用力表现为引力还是斥力（即哪种作用力更明显）与分子 有关。当分子间的距离 平衡距离时， 引力等于斥力；当外力压缩物体迫使分子靠近时，分子间的距离小于平衡距离，斥力 引力，分子间表现为 以抗拒外力的压缩；当外力拉伸物体迫使分子远离时，分子间的距离大于平衡距离，引力 斥力，分子间表现为 以阻碍外力的拉伸。 间距 等于 大于 斥力 大于 引力 分子间的引力和斥力总是同时存在、同时作用，不可能只有引力没有斥力或只有斥力没有引力。分子间作用力表现为引力或斥力是二者共同作用的结果。 三、分子间的作用力 分子间的引力和斥力都随分子间距离的增加而减小，但减小的幅度不同。 三、分子间的作用力 （二）用类比法理解分子间引力与斥力的关系 r= 引力等于斥力，分子间作用力为零。 类比分析：相当于弹簧的自然伸长状态。 三、分子间的作用力 r< 引力小于斥力，分子间作用力表现为斥力。 类比分析：相当于弹簧的压缩状态。 三、分子间的作用力 r> 引力大于斥力，分子间作用力表现为引力。 类比分析：相当于弹簧的拉伸状态。 三、分子间的作用力 r>10 分子间作用力十分微弱，可以忽略。 类比分析：相当于弹簧被拉断。 思想方法： 分子间的作用力不直观，我们不能直接感受到分子力，但它的特点与弹簧拉伸或压缩时表现出的力的特点相似，将两者加以比较，有助于我们进一步理解分子间作用力的特点.这种研究问题的方法叫作类比法。 “破镜不能重圆”是由于将镜子的两部分相互挤压时，绝大多数分子间的距离依然非常大，分子力十分微弱，不足以使两部分结合在一起。 三、分子间的作用力 三、分子间的作用力 当固体被压缩时，分子间的距离变 ，作用力表现为 ；当固体被拉伸时，分子间的距离变 ，作用力表现为 。固体分子间的距离小，不容易被压缩和拉伸，固体具有一定的 。 小 斥力 大 引力 体积和形状 三、分子间的作用力 如果分子相距很远，作用力就变得 ，可以忽略。气体分子之间的距离就很远，彼此之间几乎没有作用力，因此，气体具有 ， 被压缩。 十分微弱 流动性 容易 三、分子间的作用力 通常，液体分子之间的距离比气体 很多，比固体略大。液体分子之间的作用力比固体小。液体分子没有固定的位置，运动比较自由。这样的结构使得液体 被压缩， 确定的形状，具有 。 较难 没有 流动性 小 例题4：如图所示，“天宫课堂”上王亚平老师将两块透明板上的水球接触后粘在一起，慢慢拉开板后形成一个长长的“液桥”，该现象主要说明了（　　） A．水分子间有空隙 B．水分子间存在吸引力 C．水分子间存在排斥力 D．水分子处在永不停息的无规则运动中 B 三、分子间的作用力 分子动理论 常见的物质是由大量分子构成的。 物质内的分子在不停地做热运动。 分子之间存在引力和斥力。 三、分子间的作用力 各种热现象的微观本质都是分子的热运动。例如，将一个充满空气的气球放入温度约为-196 ℃ 的液氮中，气球会变扁平。这是因为在常温常压下，气球内气体分子的无规则热运动比较剧烈，能够挣脱相互作用的束缚，处于一种“自由”的状态。在液氮中，分子热运动急剧减弱，分子间的相互作用将分子束缚在一起，空气变成了液体。空气从气体变为液体时，体积大大减小。 例题5：如图所示是物质在不同状态下的分子模型，下列有关说法正确的是（     ） A．甲、乙、丙三图分别表示固体、液体、气体分子的排列情况 B．甲图中分子静止，乙、丙两图中分子在做无规则运动 C．乙图中分子相距最远，分子间的作用力最小 D．甲图中分子相距最近，分子间的作用力最小 C 1 把分子看成球体，将它们一个挨一个地紧密平铺成一层，组成一个单层分子的正方形，边长为1 cm。这个正方形中约有多少个分子？ 答：分子的直径约为m，1cm的长度内可以并排排列 = 分子。边长为1cm的正方形能排列× = 分子。 2 扩散现象跟人们的生活密切相关。它有时有用，如腌制鸭蛋就是通过扩散使盐进入蛋中的；它有时又有害，如人造木板黏结剂中的甲醛扩散到空气中造成环境污染。请你分别列举一个扩散现象有用和有害的实例。 答：有害的扩散现象：煤气泄漏；房间里有人吸烟；臭气熏天等。 有益的扩散现象：花香四溢；兑制糖水；酒香不怕巷子深等。 3 两个杯子中分别盛有质量相同的冷水和热水，向其中分别放入同样的糖块，经过相同的时间后（两杯中的糖块都还没有全部溶解），请推断哪一杯水会更甜。为什么？ 答：热水更甜一些。因为分子的热运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，扩散得也更快。 4 把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面（用吸盘吸住玻璃板或用细线绑住玻璃板），读出测力计的示数。使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板。弹簧测力计的示数有什么变化？解释产生这个现象的原因。 答：弹簧测力计的示数变大。因为玻璃板和水接触时玻璃分子和水分子间的距离在分子力作用的范围内，向上稍微拉玻璃板时，玻璃分子和水分子之间的距离变大，作用力表现为引力，因此弹簧测力计的示数将变大。 5 在图13.2-10 甲中的注射器里封有空气，图13.2-10 乙中的注射器里封有相同体积的水。用手推动活塞可以压缩空气，但很难压缩水，说说为什么。 答：因为气体和液体分子间的距离以及分子间的作用力不同。空气是气体，其分子间距离较大，分子间的作用力很弱，可以压缩。水是液体，分子间距离较小，压缩时分子间存在较强的斥力。 6 下表归纳了物质固、液、气三态的微观特性和宏观特性，请完成这个表格。 很小 很小 有 有 有 无 无 无 $$