内容正文:
第十三章
第2课 分子动理论的初步认识
知识精讲
知识点01 物质的构成
1.常见物质是由大量及其微小的粒子—分子、原子构成的。
特别提醒
物理学中的分子不能等同于化学中的分子。在化学中,物质是由分子或原子组成的。但在物理学中,分子是指广义的分子,是从热运动的角度讨论的,包括了化学中分子、原子和粒子,即分子不是严格的概念,而是一种描述方法。
2.分子的大小
分子的直径很小,通常以10-10m来量度,所以一个看似很小物质中都会包含大量的分子,如一个小水滴中含有约1021个水分子。
特别提醒
常见的微小物体不是分子:分子的尺度很小,人们用肉眼观察到的都不是分子,分子只能用电子显微镜观察到。细小的灰尘、空气中极小的水滴,极细的铁粉都是微小物体,而不是分子,它们仍然是由大量分子构成的宏观物体。
知识点02 分子热运动
1.扩散现象
(1)定义:不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象的实质是分子(原子)的相互渗入。
(2)扩散现象表明:一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,也说明物质的分子间存在间隙。
(3)影响扩散的因素:温度越高,扩散越快(即分子无规则运动跟温度有关,温度越高分子无规则运动越剧烈)。
判断扩散现象的方法
由于分子运动而自发形成的属于扩散现象,受外力作用下的宏观机械运动形成的现象就不属于扩散现象。例如,秋天,桂花飘香属于由于分子运动而形成的扩散现象,而冬天,雪花飘扬是由于雪花受重力和风力作用下的机械运动,它不属于扩散现象。
2.分子间有间隙
实验演示一:取一枝长约1m的细玻璃管,注入半管清水,再注入酒精,使液面几乎达到管口,上下几次颠倒玻璃管,观察玻璃管中的液体体积会变小。
这是酒精与水的混合过程。实际上是酒精分散到了水中,从微观的角度看,酒精分子分散到了水分子中间,这一现象说明水分子和酒精分子间都有间隙。
【例1】如图为真空罩装置,图表示真空罩模型中未抽气前气体分子的分布情况(“〇”表示气体分子)。用抽气泵抽出部分气体后,真空罩内气体分子的分布最合理的是( )
A. B. C. D.
【例2】在导热性能良好的注射器内封闭一定质量的空气如图甲,当用力把活塞缓慢推到图乙的位置时,封闭空气温度保持不变,则此过程中,封闭空气( )
A.分子运动剧烈程度变缓慢
B.分子运动剧烈程度不变
C.气体密度变小
D.气体密度不变
【例3】下列现象中,能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.炒菜时,美味香气扑鼻 B.扫地时,大量灰尘在空中飞舞
C.下雪时,雪花纷纷飘下 D.起风时,树叶纷纷落下
知识点03 分子间作用力
1.探究实验:分子间的作用力(用转换法研究分子运动)
实验观察
现象分析
现象1:将两个铅块地面磨平,紧压在一起,在下面重物不能它们分开;
现象2:用胶水涂抹在两物体表面,压实后两个物体被牢牢得粘在一起
现象3:生活中常见的固体、液体能保持一定的体积,不会散开
因为物体分子之间存在引力,分子间的压力使两个铅块或涂胶水的两个物体结合在一起,分子间的压力使固体和液体的分子不会散开
现象4:用力去压一个铁块,它的体积不会不发生明显的变化;
现象5:向配有活塞的厚玻璃筒内注入一些水,用力压活塞,发现水的体积没有明显变化
虽然分子间有间隙,但要压缩固体和液体却很困难,这是因为分子之间存在着斥力
结论
分子间存在相互作用的引力和斥力
特别提醒
分子之间同时存在相互作用的引力与斥力。(气体分子间的距离大于分子直径十倍以上,分子间的相互作用力很微弱,一般忽略不计)
固体物质具有一定的体积和形状(原因:分子间距小,分子的位置比较固定,难以移动,相互作用力大,很难被压缩);
气体物质没有固定的体积和形状,具有流动性,容易被压缩(原因:分子间距大,分子间的相互作用力小,分子比较自由,最容易被压缩);
液态物质没有确定的形状,具有流动性,但它很难被压缩,具有一定的体积。
【例4】用细线把干净的玻璃板挂在弹簧测力计的下面,读出弹簧测力计的读数。使玻璃板水平接触水面,然后用力向上拉玻璃板,而玻璃板未离开水面时,如图所示。弹簧测力计的读数( )
A.不变,因为玻璃板受到的重力不变 B.变小,因为玻璃板受到浮力的作用
C.变大,因为玻璃板沾有水变重了 D.变大,因为玻璃板与水面间存在分子引力
【例5】下图是物质在三种不同状态下的分子模型示意图,下列说法不正确的是( )
A.图甲分子间距最小、作用力最大,因此分子是静止的
B.图甲所示物质处于固态
C.图丙分子间距最远、作用力最小
D.图乙、丙所示的物质均可流动
同步训练
1. 用“●”和“○”分别表示氧气和氮气分子,氧气密度大于氮气,图中最能代表久置后静止的封闭容器中氧气和氮气分布情况的是( )
A. B. C. D.
2. 有四杯水(质量与温度如图所示),其中水分子的热运动最剧烈的是( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,将相同体积的清水和蓝色的硫酸铜溶液放在透明玻璃容器中,盖上盖子,静置几天后,两种液体的界面逐渐变模糊了;30天后,容器中液体颜色变成均匀的浅蓝色。已知水的密度比硫酸铜密度小,则下列说法中不正确的是( )
A.这个实验说明了扩散现象可以发生在液体之间
B.若密封后迅速摇匀液体,静置足够长的时间,容器中的液体会重新分层
C.若将容器放置在温度高的环境中,可以加快液体颜色变化
D.第30天瓶内液面比第1天的低
4. 如图所示是由微颗粒(直径为1~50nm)制备得到的新型防菌“纳米纸”,在“纳米纸”的表面,细菌无法停留且“油水不沾”,下列说法正确的是( )
A.组成“纳米纸”的分子是静止不动的
B.组成“纳米纸”的分子间只有引力
C.油分子间引力使纸面上的油汇集成小油珠
D.“油水不沾”的原因是纳米纸分子间没有间隙
5. 湿润蓝色石蕊试纸遇到二氧化碳会变红。把分别装有高纯度二氧化碳和氢气的玻璃瓶瓶口相对,用玻璃板隔开,如图所示(两种气体均无色透明,且瓶内二氧化碳气体的密度大于氢气密度)。经过一段时间后,发现湿润的石蕊试纸变红,以下说法正确的是( )
A.湿润的石蕊试纸变红后,瓶中气体分子停止运动
B.抽去玻璃板之后,氢气也会进入下方的瓶子之中
C.抽去玻璃板,没有马上看到石蕊试纸变色,说明二氧化碳气体无法扩散到氢气中
D.出现石蕊试纸变红的现象,是由于分子间有斥力
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