13 第2节 分子动理论的初步知识-【教材笔记】2026-2027学年九年级全一册物理课前预习笔记（人教版·新教材）

第2节 分子动理论的初步知识 学习目标 1.知道常见的物质是由分子、原子构成的。 2.能识别扩散现象，并能用分子热运动的观，点进行解释。 3.知道分子之间存在着相互作用的引力和斥力。 ?)问题 “墙角数枝梅，凌寒独自开。遥知不是雪，为有暗 香来。”这首诗描绘了梅花不惧严寒、傲然独放的情境 (图13.2-1)。你知道花香是怎么传播到远处的吗？ 图13.2-1绽放的梅花 知识点1> 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 微粒一“原子”①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 图13.2-2电子显微 分子(molecule)、原子(atom)等构成的。 镜下的金原子 在研究与热学有关的问题时，这些微观粒子可以 不必区分，都看作分子。如果把分子看成小球，一般 分子的直径只有百亿分之几米，人们通常以1010m为 凡能用肉眼直接观察到单位来量度分子。分子如此之小，人们用肉眼甚至光 的物体都不是分子，如 学显微镜都分辨不出它们。不过，电子显微镜可以帮 打成细末的铜粉、铁粉、 小水珠、烟雾、灰尘等 助我们观察到这些微小的粒子（图13.2-2)。 构成物质的分子是静止的还是运动的？相互之间 有没有作用力？虽然用肉眼不能直接观察到分子，但 人们可以通过物体的一些宏观表现来推断构成它们的 分子的情况。 ①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。 8 教材笔记物理九年级RJ 知识点2>》分子热运动 >演示 气体的扩散（录像） 空气 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， 玻璃板 观察发生的现象。 二氧化氮 二氧化氨能进入上面的瓶子里吗？ 同种物质混合不属于扩散现象 图13.2-3气体扩散实验装置 、由实验可以看到，两个瓶子内的气体会混合在一 起，最后颜色变得均匀。像这样，不同的物质在互相接 触时彼此进入对方的现象，叫作扩散（diffusion)。 扩散现象也可以发生在液体之间。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。由于硫 酸铜溶液的密度比水大，会沉在玻璃筒的下部，因此可 开始时10日后 以看到无色的清水与蓝色硫酸铜溶液之间有明显的界面。 静放几天，界面就逐渐变得模糊不清了（图13.2-4）。 固体之间也能发生扩散。有人曾经把磨得很光滑的 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，可以看到它们互相渗入约1mm深。 注意 20日后30日后 将密度大的物质（二氧化氯气体和硫酸铜溶液）放在下 图13.2-4液体扩散实验 面，密度小的物质（空气和清水）放在上面，这是为了避免密 度大的物质下沉而不能充分地说明扩散现象，对实验造成影响。 ◇演示 墨水扩散快慢与温度的关系)采用了控制变量法 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？ 、温度越高，扩散越快 第十三章内能 9 总结 扩散现象等大量事实表明：一切物质的分子都在不 任何温度下，构 成物质的分子都在不 停地做无规则的运动。这种无规则的运动叫作分子的热 停地微无规则运动， 运动(thermal motion)。分子运动越剧烈，物体的温度 仪是运动速度不同。 越高。 不能酷误地认为0℃ 以下的物质的分子不 会运动。 知识点3)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？ 演示 铅柱 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20kg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？ 铅柱结合不是大气压力的作用 图13.2-5用铅柱吊起重物 两个铅柱没有被重物拉开，主要是因为两个铅柱的 分子之间存在引力。固体和液体的分子之间存在引力， 这种引力使得固体和液体的分子不致散开，因而固体和 液体能保持一定的体积。 从扩散现象还可以看出，物体的分子不是紧密地挤 在一起，而是彼此间存在间隙。既然如此，那么为什么 压缩固体和液体很困难呢？这是因为除了引力，分子之 间还存在斥力。 分子之间既有引力又有斥力。当固体被压缩时，分 10 教材笔记物理九年级RJ 子间的距离变小，作用力表现为斥力：当固体被 拉伸时，分子间的距离变大，作用力表现为引 力。固体分子间的距离小（图13.2-6)，不容易 被压缩和拉伸，固体具有一定的体积和形状。 如果分子相距很远，作用力就变得十分微 弱，可以忽略。气体分子之间的距离就很远（图 图13.2-6组成固体的分子 13.2-7),彼此之间几乎没有作用力，因此，气 体具有流动性，容易被压缩。 通常，液体分子之间的距离比气体小很多， 比固体略大（图13.2-8)。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较难被压缩，没有 确定的形状，具有流动性。 通过以上分析及相关研究发现：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。这就是人们 用来解释热现象的分子动理论的初步知识。 各种热现象的微观本质都是分子的热运 图13.2-7组成气体的分子 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。 图13.2-8组成液体的分子 第十三章内能 11 练习与应用 1.把分子看成小球，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1cm。这个正方形中约有多少个分子？1×106个。 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。有用的例子：在房间里 放上固体清新剂，整个房间都有香味。有害的例子：大量汽油扩散到空气中易引 发爆炸。 3.两个杯子中分别盛有质量相等的冷水和热水，向其中分别放入同样的糖块，经 过相同的时间后（两个杯子中的糖块都还没有全部溶解)，请推断哪杯水会更 甜。为什么？热水杯中的水更甜。因为分子的热运动跟温度有关，热水温度高， 分子运动更剧烈，即扩散得快。 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。然后使玻璃板水平 接触水面，稍稍用力向上拉玻璃板（图13.2-9)。弹簧测力计 的示数有什么变化？请你说说示数变化的原因。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，稍销用力向上拉玻璃板时，玻璃分子 和水分子间的距离略微变大，作用力表现为引力，因此弹簧测 力计的示数变大。 图13.2-9 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。 甲 图13.2-10 空气是气体，其分子间距离很大，分子间作用力很微弱，容易被压缩；水是液 体，其分子间距离比空气小很多，分子间作用力较大，很难被压缩。 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。 微观特性 宏观特性 物态 分子间距离 分子间作用力 有无固定形状 有无固定体积 固态 很小 很大 有 有 液态 较大 较大 无 有 气态 很大 很小 无 无 12 教材笔记物理九年级RJ