分子热运动_6

1 / 6 分子热运动 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 第十一章分子热运动能量守恒 我们通常把中学物理知识分为五大块：力学、热学、电磁学、光学和原子物理。随着第十章的结束，我们就完成了力学的新课学习。热学包括第十一、第十二两章内容，从知识份量上来，远远少于力学。事实上，中学热学知识的深度也远远小于力学，如果把大学（普通）物理的深度比做十分，中学的力学可能已经到了五至六分，而热学则不到一分，可以说只是了解一些皮毛而已。这是因为热学的研究需要深入微观空间，不象力学一样直观、表象，所 以要常常用到一些特殊的方法，涉及的数学工具也比较深奥。这就意味着，知识内容虽少，理解的难度依然存在，不能认为就很轻松。在学习方向方面，我们不是重在定量的训练（过去的教材中关于气体知识的运算量较大，从本届起也砍掉了），而是要定性地建立一些有用的观念（如守恒的观念、统计的观念、熵增大的观念等），为高一级学校的学习做好思想方面的准备。 从两个章节的授课安排来看，下一章主要是阅读知识，相对的重点落在第十一章。 第十一章分三个单元：分子动理论（第 13 节）、内能介绍（第 4 节）、热力学两个定律（第 5、 6、 7 节）。 热学的知识和其它领域相对独立，但仍然和我们的生产生2 / 6 活、科学技术密切相关，希望大家给予一定的重视。 111 物体是由大量分子组成的 【教学目的】 1、知道物体是由大量分子组成的，知道分子的模型、大小、质量 2、知道用油膜法测定分子大小的原理 3、理解阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，并会用阿伏加德罗常数进行相关的计算 【教学重点】 知道物体是由大量分子组成的，知道分子的模型、大小、质量 【教学难点】 结合阿伏加德罗常数对分子大小、质量进行计算时，分子的排列模式 处理（是球形还是立方体） 【教具】 投影仪、扫描隧道显微镜拍摄的石墨照片、电子显微镜拍摄的硅原子照片 【教学过程】 、引入 看到今天的标题，我们就会想到化学中关于物质组成的知识。事实上，今天的课差不多就是这部分知识的复习，只是某些素材和研究的途径略有不同。 3 / 6 一、分子的大小 人们在认识物质组成方面的历史，我们已经知道得比较多了，这里不在赘述。 设问：什么是分子？ 学生：分子是物质保持化学性质的最小单位，它可以包括单个或多个原子。 我们下面从物理学的角度介绍一下人们认识分子组成的典型事实 1、相关事实 扫描隧道显微镜观察（教材彩图 2） 根据放大率反推分子大小 *电子显微镜（照片） 根据放大率反推分子大小 单分子油膜法 a、原理 ，以油酸分子呈立方体排列 “ 估算 ” 关系： d= b、操作：油酸 稀释 滴入 酒精溶解 撒石膏粉（或痱子粉）取膜 面积计算 例题：将 1cm3的油酸溶于酒精，制成 200cm3的的油酸酒精溶液。已知 1cm3溶液有 50滴，现取其 1 滴，将它滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层。现已测得这个薄层的面积为，试由此估算油酸分子的直径。 解： d=510 -10m 答：略。 4 / 6 用不同的途径测量，发现不同的分子，其大小虽然各不相同，但它们的数量级是相同的 2、分子的大小： 10-10m数量级 10-10m 在波动光学中也称之为 1 埃（），它是纳米的十分之一。 过渡：分子的线度是如此之小，那么组成物体的分子个数必然是巨大的。分子的线度和组成物体的分子个数除了实验测量之外，还有没有理论的方法寻求呢？ 二、阿伏加德罗常数 （化学知识复习）一摩尔的任何物质都含有相同的 1、阿伏加德罗常数： 1mol的任何物质所含的粒子数，即：NA=1023mo l 1（精确值为 1023mol 1） 显然，有了阿伏加德罗常数、摩尔质量，我们就能将宏观量和微观量联系起来进行计算。阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的重要纽带。 2、分子大小和质量的计算 当然，在计算方面，除了重复化学科目已经做过的一些处理外，还有一个分子怎么排布的问题。有关这方面的详细知识，在下一章会具体介绍。今天，我们会用到一些相对 “ 模糊 ”的处理。具体怎么个模糊法，看下面的例题 例题：已知金刚石的密度 =103kg/m3 ，碳的摩尔质量为1210 -3kg/mol。现有一块体积 V= 10-8m3 的金刚石，它5 / 6 含有多少个碳原子？如果认为碳原子是紧密地排列在一起的，试求碳原子的直径。 解：第一问很常规，属化学知识复习。 N=nNA=NA=1023=1022 解第二问，可以先求每个碳原子所占据的空间 v=10 -30m3 如果认为碳原子呈立方体排列，碳原子的直径 d=10 -10m 如果认为碳原子呈球形排列，则 v= （） 3，故，碳原子的直径 d=10 -10m 这两种算法导致的结果差异较大，第二种看起来似乎更精确，但只要稍做思考，就会发现这样的问题：如果把每个分子所占的空间作为每个分子的体积，那么，分子之间的间隙不是不存在了吗？。所以，第一种算法事实上更为符合事实。 从本题的第一问可以看到， 57mm3的钻石（相当于钻戒上的一颗小钻石）所含的碳原子居然有 1022 个！这个数字是庞大的，也就是说，物体是由大量分子组成的。建立起这样的观念非常重要。 第二问则告诉我们，遇到分子间距和质量的问题，除了化学的知识复习之外，还要进行物理的思考 三、小结 本节我们学习了两部分内容 。知识的重点还在对化学知识的复习，建立起 “ 物体是由大量分子组成的 ” 这样的观念。6 / 6 在分子的排布方 面，我们可以相机行事，具体问题具体分析。分子所占的空间和分子本身的大小是有差距的，这样的情形在气体中将会更加明显。 四、作业布置 教材 P71第（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）题，上作业本 优化设计 P58第 1、 2、 3、 4、 5、 6 题，做在书上 【板书设计】 注意 “ 教学过程 ” 的灰色部分，即是板书计划。 【教后感】 分量非常合适，计划贯彻