高中物理 1.1 分子及其热运动课件 新人教版选修12.ppt

第一章分子动理论内能 一 分子及其热运动 1 了解人们对物质组成认识的过程 知道物质是由大量分子组成的 2 知道可以利用单分子油膜法测定分子的直径 3 知道分子的球形模型 知道分子直径的数量级 4 初步了解热学问题的研究方法 5 知道阿伏加德罗常数的含义 记住这个常数的数值和单位 6 知道什么是热运动 7 知道布朗运动 了解布朗运动的原因和意义 收集分子动理论的资料 一 二 三 四 五 一 分子1 分子的定义构成物质的单元是多种多样的 或是原子 如金属 或是离子 如盐类 或是分子 如有机物 在热学中 由于这些微粒做热运动时遵从相同的规律 所以在这里把它们统称为分子 2 分子的大小测定结果表明 除了一些有机物质的大分子外 一般物质分子直径的数量级为10 10m 一 二 三 四 五 二 用油膜法估测分子的大小1 分子的简化模型 1 将油酸分子视为小球 这是一个理想化模型 2 将分子间的空隙忽略不计 认为分子间无空隙 3 水面上形成的是单分子油层 如图所示 2 实验原理 1 测出油酸液滴的体积v 2 测出油膜的面积s 一 二 三 四 五 三 阿伏加德罗常数1 含义1mol的任何物质都含有相同的粒子数 这个数目用阿伏加德罗常数来表示 2 数值阿伏加德罗常数的值是6 0221367 1023mol 1 通常可取6 02 1023mol 1 3 符号阿伏加德罗常数常用符号na表示 分子很小很小 所以常见物体中所含的分子数很多很多 1cm3水中含有的分子数约为3 3 1022个 一 二 四 三 五 四 分子的热运动1 热运动的定义分子的无规则运动跟温度有关系 所以通常把分子的这种运动叫作热运动 2 扩散随处可见的扩散现象就是物质分子永不停息地做无规则运动的证明 3 扩散与温度的关系温度越高 扩散进行得越快 一 二 三 四 五 五 布朗运动1 定义液体或气体中悬浮微粒的无规则运动叫作布朗运动 2 特点微粒越小 运动就越明显 3 原因液体 或气体 分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因 所以微粒的布朗运动的无规则性 反映了液体 或气体 内部分子运动的无规则性 一 二 三 四 五 分子的无规则运动是布朗运动 对吗 提示 不对 布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动 当微粒足够小时 来自各个方向液体 或气体 分子的撞击作用不平衡 这样就引起了微粒的布朗运动 一 二 三 四 一 固体 液体和气体模型 一 二 三 四 一 二 三 四 二 用油膜法估测分子的大小的实验中的注意事项1 实验前将浅盘清洗干净 否则难以形成油膜 2 实验前要训练好滴法 向水面滴油酸酒精溶液时 应靠近水面 不能离水面太高 否则油膜难以形成 3 在求油膜面积时 以坐标纸上的方格的数目来计算 方格中不足半个的舍去 多于半个的算一个 4 计算分子直径时 注意滴加的不是纯油酸 而是油酸酒精溶液 要用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度 一 二 三 四 三 正确理解扩散现象1 定义当两种物质相接触时 物质分子可以彼此进入对方的现象 2 影响扩散现象显著程度的因素 1 在两种物质一定的前提下 扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关 温度越高 扩散现象越显著 这表明温度越高 分子的热运动越剧烈 2 扩散现象的显著程度还受到 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 扩散现象较为显著 当进入对方的分子浓度较高时 扩散现象发生得就较缓慢 3 意义物质处于固态 液态和气态时均能发生扩散现象 只是气态物质的扩散现象最显著 处于固态时扩散现象非常不明显 扩散现象证明了组成物质的分子永不停息地做无规则运动 一 二 三 四 四 布朗运动的正确认识1 实质 1 布朗运动是悬浮的固体微粒的运动 不是液体 或气体 分子的运动 2 布朗运动是大量液体 或气体 分子的无规则运动对固体微粒撞击不平衡产生的结果 因此 微粒的无规则运动反映了液体 或气体 分子运动的无规则性 一 二 三 四 2 影响布朗运动的因素 1 悬浮颗粒越小 布朗运动就越显著 在相同温度下 悬浮颗粒越小 它的线度越小 表面积越小 在某一瞬间跟它相撞的分子数越少 颗粒受到来自各个方向的撞击力越不平衡 颗粒线度小 它的体积和质量比表面积减小得更快 因而冲击力引起的加速度更大 2 温度越高 布朗运动就越显著相同的颗粒悬浮在同种液体 或气体 中 液体 或气体 温度越高 分子运动的平均速率越大 对悬浮颗粒的撞击作用也越大 颗粒受到来自各个方向的撞击力越不平衡 由撞击力引起的加速度越大 类型一 类型二 类型三 类型四 例题1 将1cm3的油酸溶于酒精 制成200cm3的油酸酒精溶液 已知1cm3的溶液有50滴 现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上 随着酒精溶于水 油酸在水面上形成一单分子薄层 已测出这一薄层的面积为0 2m2 由此可估算出油酸分子的直径为多大 类型一 类型二 类型三 类型四 答案 5 10 10m题后反思首先要把在水面上尽可能充分散开的这种油酸形成的油膜视为单分子油膜 且把形成单分子油膜的分子视为紧密排列的球形分子 还要注意不要将1滴油酸酒精溶液的体积当成纯油酸的体积处理 类型一 类型二 类型三 类型四 例题2 水的相对分子质量是18 水的密度 1 0 103kg m3 阿伏加德罗常数na 6 02 1023mol 1 则 1 水的摩尔质量m g mol 1或m kg mol 1 2 水的摩尔体积v m3 mol 1 3 一个水分子的质量m kg 4 一个水分子的体积v m3 5 将水分子看成是球体 水分子的直径d m 一般分子直径的数量级都是m 点拨 解答此题时 一定要注意各物理量之间的关系 而阿伏加德罗常数是宏观物理量和微观物理量之间的联系桥梁 类型一 类型二 类型三 类型四 解析 1 某种物质的摩尔质量用 g mol 1 作单位时 其数值与该种物质的相对分子质量相同 所以水的摩尔质量m 18g mol 1 如果摩尔质量用国际单位制的单位 kg mol 1 就要换算成m 1 8 10 2kg mol 1 类型一 类型二 类型三 类型四 答案 1 181 8 10 2 2 1 8 10 5 3 3 10 26 4 3 10 29 5 3 9 10 1010 10题后反思估算分子数或分子线度时 首先要确定摩尔体积 固体 液体的摩尔体积可由物质的摩尔质量和密度求得 再者要确定分子的模型 如球形或立方体形 若知道每个分子的平均体积 则较容易求出分子线度 类型一 类型二 类型三 类型四 例题3 扩散现象说明了 a 物质是由大量分子组成的b 物质内部分子间存在着相互作用力c 分子间存在着空隙d 分子在永不停息地做无规则的运动点拨 知道扩散现象的实质 可解决此类问题 解析 扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质内部的现象 因而说明了分子间存在着空隙 扩散现象不是外界作用引起的 也不是化学反应的结果 而是由物质分子的无规则运动产生的 答案 cd题后反思扩散现象的实质是物质的分子彼此进入对方的内部 它证明了分子间存在空隙 分子都在永不停息地做无规则运动 类型一 类型二 类型三 类型四 例题4 如图所示是关于布朗运动的实验 每隔30s记录一次微粒的位置 下列说法中正确的是 a 图中记录的是分子无规则运动的情况b 图中记录的是粒子做布朗运动的轨迹c 微粒越大 布朗运动越明显d 温度越高 布朗运动越剧烈点拨 布朗运动是固体微粒的无规则运动 是分子热运动的反映 类型一 类型二 类型三 类型四 解析 布朗运动不是固体分子的无规则运动 而是大量液体分子做无规则运动时 与悬浮在液体中的小颗粒发生碰撞 从而使小颗粒做无规则运动 即布朗运动是分子热运动的间接反映 温度越高 分子运动越剧烈 布朗运动也越剧烈 可见a错误 d正确 微粒越小 某一瞬间跟它撞击的分子数越少 撞击作用的不平衡性表现得越明显 即布朗运动越显著 故c错误 图中各个拐点记录的是粒子每隔30s的位置 而在30s内粒子做的也是无规则运动 而不是直线运动 故b错误 注意折线不是微粒的运动轨迹 它只能大致反映微粒的无规则运动情况 答案 d 类型一 类型二 类型三 类型四 题后反思明确什么是布朗运动及其产生原因 是判断此类问题的关键 对微粒运动的位置连线图极易产生错误的理解 认为这就是微粒做无规则运动的轨迹 实际上微粒每时每刻都在做无规则的运动 并不是每隔30s才改变一次方向 12345 1下列数值等于阿伏加德罗常数的是 a 1m3的任何物质所含的分子数b 1kg的任何物质所含的分子数c 标准状态下1m3气体所含的分子数d 任何状态下1mol任何物质所含的分子数答案 d 12345 2用油膜法测分子大小时 要满足的理想化条件是 a 把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜b 把形成单分子油膜的分子看成紧密排列的球形分子c 将油膜视为单分子油膜 但需考虑分子间隙d 将单分子视为立方体模型答案 ab 12345 3下列现象属于扩散现象的是 a 雨后天空中悬浮着许多小水滴b 在一杯水中放几粒盐 整杯水变咸c 把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起 几年后发现铅中有金d 海绵吸水解析 扩散现象是指相互接触的物体彼此进入对方的现象 它不是外界作用引起的 而是物质分子无规则运动的结果 a d均是物体的宏观运动 不是分子运动的结果 故不属于扩散现象 答案 bc 12345 4 布朗运动 是说明分子运动的重要实验事实