高中物理选修 分子动理论

高中物理选修分子动理论课件第1页，共33页，2023年，2月20日，星期四内容要求物质是由大量分子组成的，分子的热运动、布朗运动.分子间的相互作用力Ⅰ分子热运动的动能，温度是物体的热运动平均动能的标志，物体分子间的相互作用势能，物体的内能Ⅰ做功和热传递是改变物体内能的两种方式，热量、能量守恒定律Ⅰ热力学第一定律Ⅰ热力学第二定律Ⅰ永动机不可能Ⅰ绝对零度不可达到(热力学第三定律)Ⅰ能源的开发和利用，能源的利用与环境保护Ⅰ气体的状态和状态参量，热力学温度，气体分子运动的特点，气体压强的微观意义Ⅰ第2页，共33页，2023年，2月20日，星期四分子动理论物质是由大量分子组成的分子做永不停息的无规则运动分子间存在着斥力和引力分子的体积很小----直径数量级是10-10米分子间有空隙阿伏加德罗常数6.0×1023mol-1，是联系微观量和宏观量的桥梁.油膜法测分子直径d=V/S第3页，共33页，2023年，2月20日，星期四例1.一滴露水的体积大约是6.0×10-7cm3,它含有多少个水分子?如果一只极小的虫子来喝水,每分钟喝进6.0×107个水分子,需要多长时间才能喝完这滴露水.解：露水的质量m=6.0×10-7×10-6m3×

103kg/m3=6×10-10kg

含有的分子数nn=(6×10-10/18×

10-3)

×

6.02×1023=2×1016t=2×1016/6.0×107=3.3×108min=630年第4页，共33页，2023年，2月20日，星期四例2

、将1cm3

的油酸溶于酒精，制成200cm3

的油酸酒精溶液，已知1cm3

溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2m2

。由此可估测出油酸分子的直径为多少？

解：V=1/50×1/200×10-6m3=10-10m3d=V/S=10-10/0.2=5.0×10-10m第5页，共33页，2023年，2月20日，星期四分子动理论物质是由大量分子组成的分子做永不停息的无规则运动分子间存在着斥力和引力扩散现象布朗运动悬浮在液体(或气体)中小颗粒的无规则运动.原因：小颗粒受周围液体(气体)分子撞击不平衡的无规则性.布朗运动是分子热运动的有力实验证明，但两者又有本质区别.第6页，共33页，2023年，2月20日，星期四

1.以下说法中错误的是().(A)布朗运动就是液体分子的无规则运动(B)布朗运动就是花粉分子的无规则运动(C)两个分子间的距离减小时分子力也一定随着减小(D)两个分子间的作用力总表现为吸引力(E)布朗运动说明液体分子在不断地做无规则运动ABCD返回第7页，共33页，2023年，2月20日，星期四分子动理论物质是由大量分子组成的分子做永不停息的无规则运动分子间存在着斥力和引力分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，其合力叫分子力分子间的引力和斥力都随着分子间的距离增大而减小，随着分子间的距离减小而增大，但斥力比引力变化更快分子作用力与分子间距离的关系第8页，共33页，2023年，2月20日，星期四

r=r0时f引=f斥分子力F=0r<r0时f引<f斥分子力表现为斥力

r>r0时f引>f斥分子力表现为引力

r>10r0时f引、

f斥迅速减为0，分子力F=0第9页，共33页，2023年，2月20日，星期四r=r0时f引=f斥分子力F=0,对外不表现分子力r>r0时f引>f斥

分子力表现为引力r<r0时f引<f斥

分子力表现为斥力返回第10页，共33页，2023年，2月20日，星期四3.a.将两块接口磨光的铅压紧以后能接在一起现象说明

；分子之间有引力b.固体和液体很难被压缩的现象说明

；分子之间有斥力c.酒精和水混合以后体积缩小的现象说明

；分子间有空隙d.布朗运动说明

.大量分子在不停的无规则运动着返回第11页，共33页，2023年，2月20日，星期四

例8.当两个分子之间的距离为r0时,正好处于平衡状态,下面关于分子间相互作用的引力和斥力的各说法中,正确的是().(A)两分子间的距离小于r0时,它们之间只有斥力作用(B)两分子间的距离小于r0时,它们之间只有引力作用(C)两分子之间的距离小于r0时,它们之间既有引力又有斥力的作用,而且斥力大于引力(D)两分子之间的距离等于2r0时,它们之间既有引力又有斥力的作用,而且引力大于斥力CD返回第12页，共33页，2023年，2月20日，星期四

例9.分子间同时存在着引力和斥力，若分子间的引力和斥力随分子间的距离r的变化规律分别为f引=b/ra

，f斥=d/rc，分子力表现为斥力时，必须满足的条件是什么？解：设f引=f斥b/ra

=d/rcra/

rc=b/dra-c=b/d分子力表现为斥力返回第13页，共33页，2023年，2月20日，星期四计算物质所含的分子数微观量（分子的质量m、分子的体积v1、分子的直径）宏观量（物质的体积V、物质的质量M、物质的密度ρ、摩尔质量Mmol

、摩尔体积Vmol

）阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁计算分子的质量m=Mmol/NA=ρVmol/NA计算分子的体积V1=Vmol/NA=Mmol/ρNA（仅适用于固体、液体，不适用于气体）例12

13

96全国

15

1617返回第14页，共33页，2023年，2月20日，星期四

例12.阿伏伽德罗常数是N/mol,铜的摩尔质量为Mkg/mol,铜的密度是ρkg/m3,那么以下说法正确的是().(A)1kg铜所含原子的数目是ρN(B)1m3铜所含原子的数目是ρN/M(C)1个铜原子的质量是ρ/Nkg(D)1个铜原子占有的体积是M/ρNm3

BD返回第15页，共33页，2023年，2月20日，星期四第16页，共33页，2023年，2月20日，星期四

例13.

对于液体和固体来说,如果采用M表示摩尔质量,m表示分子质量,ρ表示物质密度,V表示摩尔体积,v表示分子体积,N表示阿伏加德罗常数,那么反映这些量之间关系的下列各式中,正确的是

()BCD若对气体，正确的是（）CD返回第17页，共33页，2023年，2月20日，星期四只要知道下列哪一组物理量,就可以估算出气体中分子间的平均距离().(A)阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和质量(B)阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和密度(C)阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和体积(D)该气体的密度、体积和摩尔质量

B

返回96全国第18页，共33页，2023年，2月20日，星期四

例15.试估算标准状况下气体分子的距离为多少m?(取1位有效数字）解：标准状况下1mol气体的体积V=22.4Ld=V1/3=(3.72×10-23×

10-3)1/3=3×10-9m假使每个分子占有的体积为立方体每个分子占有的体积为V1=22.4/6.02×1023=3.72×10-23L1mol气体的分子数N=6.02×1023返回第19页，共33页，2023年，2月20日，星期四

例16.已知铜的密度是8.9×103kg/m3,铜的原子量是63.5,体积是4.5cm3的铜块中含有多少个铜原子?解：铜的质量m=ρV=8.9×103kg/m3×4.5×10-6m3=40.05×10-3kgn=40.05×10-3/63.5×10-3=0.63molN=0.63×6.02×1023=3.8×1023个返回第20页，共33页，2023年，2月20日，星期四第21页，共33页，2023年，2月20日，星期四

例17.已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水的摩尔质量=1.8×10–2

kg/mol

，求：⑴1cm3的水中有多少个水分子?⑵估算一下一个水分子的线度有多大？解：水的摩尔体积Vmol=M

mol/ρ=1.8×10–2/103

=1.8×10-5m3/mol=18c

m3/mol1cm3水的分子数n为n=NA/V

mol=6.02×1023/18=3.3×1022个每个分子体积V1=1/n=3×10-23c

m33.9×10-10m返回第22页，共33页，2023年，2月20日，星期四第23页，共33页，2023年，2月20日，星期四分子动理论物质是由大量分子组成的分子做永不停息的无规则运动分子间存在着斥力和引力第24页，共33页，2023年，2月20日，星期四分子动理论物质是由大量分子组成的分子做