物理选修3-3 7.1物体是由大量分子组成 LI

第七章分子动理论,高中物理选修33,7.1物体是由大量分子组成的,热学中所说的分子与化学中所说的分子不同：化学中讲的分子是：具有各种物质的化学性质的最小微粒。实际上构成物质的单元是多种多样的，或是原子（如金属）或是离子（盐类）或是分子（如有机物）。在热学中，由于原子、离子、分子这些微粒做热运动时遵从相同的规律，通常统称为分子。,一、分子的大小,组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。那怎么才能看到分子呢？,扫描隧道显微镜（能放大几亿倍！）,扫描隧道显微镜，1982年用此人类才观测到物质表面原子的排列,我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原子.,怎样才能知道分子的大小呢？,2.具体做法是：把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径.,1.有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法.,在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理。,把分子看成球形.,把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.,油分子一个紧挨一个整齐排列;,d-单分子油酸的直径,V-一滴油酸分子的体积=,S-一滴油酸分子的面积,互补法,如何才能求出单分子油膜层的厚度(即分子直径)呢？,例：已知体积V=1mm3的一滴油，在水面上形成面积S=3.5m2的油膜，那么这种油分子的直径d为多少m？,油膜法估算分子直径公式,分子直径的数量级10-10m,1、体积是10-4cm3的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是（）A102cm2B104cm2C106cm2D108cm2,【课堂练习】,B,一、分子的大小,分子直径的数量级为,固体、液体,小球模型,气体,立方体模型,实际分子的结构是复杂的，单个分子可看作小球也可看作立方体,小球模型：在计算固、液体分子大小时，作为一个近似的物理模型，可把分子看成是一小球.则：,立方体模型：对气体可以把分子当作是一个小立方体，这个小立方体的边长可以看作相当于分子间的平均距离.即,分子直径,气体分子间的平均距离,二、阿伏加德罗常数,1mol的任何物质都含有相同的粒子数,以水分子为例，知道了分子的大小就可以估算阿伏加德罗常数。1、已知每个水分子的直径是，每个分子的体积约为多少？2、我们还知道水的摩尔体积是如果水分子是一个挨一个地排列的，那么1mol水所含的水分子数是多少？,【思考与讨论】,一个水分子的体积：,1mol水中所含的水分子数：.,微观量：（分子的质量、分子的体积、分子的直径）,宏观量：（物体的体积、物体的质量、物质的密度、摩尔质量、摩尔体积）,NA=6.021023/mol这个数特别巨大：1mol水的的质量是1810-3Kg，也就相当我们喝一口水的质量，如果全世界60亿人同时来数这些水分子，每人1秒钟数一个，300万年也数不完。,二、阿伏加德罗常数,阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁,微观量的估算方法,1、固体或者液体分子的估算方法：对固体或液体来说，分子间隙数量级远小于分子大小的数量级，所以可以近似认为分子紧密排列，据这一理想化模型，1mol任何固体或液体都含有NA个分子，其摩尔体积Vmol可以认为是NA个分子体积的总和。,分子体积：,分子质量：,微观量的估算方法,2、气体分子间平均距离的估算：气体分子间的间隙不能忽略，设想气体分子平均分布，且每个气体分子平均占有的空间设想成一个小立方体，据这一微观模型，气体分子间的距离就等于小立方体的边长d，即：（d并非分子的直径）,微观量的估算方法,3、物质分子所含分子数的估算：关键为求出分子的摩尔数，便可以利用阿伏加德罗常数求出含有的分子数,2.已知阿伏加德罗常数为NA，铜的摩尔质量为M，密度为（均为国际单位），则（）A1m3铜原子含原子数目为NA/MB1个铜原子质量是M/NAC1个铜原子的体积是M/NAD1kg铜所含原子的数目是NA,ABC,【课堂练习】,练习：水的分子量18，水的密度为103kg/m3,阿伏加德罗常数为NA=6.021023个/mol，则：,（1）水的摩尔质量M=_,18g/mol,（2）水的摩尔体积V=_,M/=18g/cm3,（3）一个水分子的质量m0=_,M/NA=2.9910-26kg,（4）一个水分子的体积V0=_,V/NA=2.9910-23cm3,（5）10g水中含有的分子数目N=_,mNA/M=3.3441021,课堂小结,物体是由大量分子构成的：1、分子很小，直径数量级1010m（单分子油膜法测直径）2、阿佛加德罗常数：,计算物质所含的分子数N,如何求阿伏加德罗常数：,计算分子的质量m0=Mmol/NA=Vmol/NA,计算分子的体积V0=Vmol/NA=Mmol/NA,2、仅适用于固体、液体，不适用于气体,4.原子量是1mol该物质的质量，以克为单位,固体、液体,气体,练习：,已知空气的摩尔质量是，则空气中气体分子的平均质量多大？成年人做一次深呼吸，约吸入450cm3的空气，则做一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数量是多少？（按标准状况估算）,练习：已知空气的摩尔质量是，则空气中气体分子的平均质量多大？成年人做一次深呼吸，约吸入450cm3的空气，则做一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数量是多少？（按标准状况估算）