分子运动论多媒体

关于分子运动论多媒体分子有多大？分子是极微小的，即使使用光学显微镜也无法看到。例如水分子的直径相当于一根头发直径的十万分之一第2页,共96页，2024年2月25日，星期天再如：

1立方厘米水中含有的水分子个数是如此之多，以至全世界50亿人都来数这些分子的话，每人每秒数2个，10万年也数不完。第3页,共96页，2024年2月25日，星期天第4页,共96页，2024年2月25日，星期天分子间存在空隙在一根长玻璃管中先注入一半清水，再沿管壁缓慢地注入染色的酒精直到管口，这时清水和酒精之间有一个明显的界面。在管口塞上橡皮塞，将玻璃管上下颠倒几次，当酒精和水混合后，可以看到液面上方出现了一部分空间。说明水和酒精的分子间都存在着空间。第5页,共96页，2024年2月25日，星期天第6页,共96页，2024年2月25日，星期天扩散现象空气二氧化氮第7页,共96页，2024年2月25日，星期天

在一个装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上盖一块玻璃片，取一个空的广口瓶倒扣在玻璃片上。抽掉玻璃片后，观察两个瓶中气体颜色的变化，可以发现：上面空瓶中气体颜色逐渐变深，下面广口瓶中的红棕色气体逐渐变浅。

第8页,共96页，2024年2月25日，星期天实验表明：二氧化氮分子和空气中的分子互相进入了对方原来所在的广口瓶。不同物体接触时，分子互相进入对方物体的现象叫做扩散。扩散现象不单气体里有，液体里也有

第9页,共96页，2024年2月25日，星期天做汤的时候，滴进几滴酱油，即使不搅拌，整个汤里也会逐渐均匀地染上酱油的色泽，并富有酱油的美味。这就是酱油在汤里扩散的结果。第10页,共96页，2024年2月25日，星期天固体之间也有扩散现象。有人曾经做过这样的实验：把一块铅片和一块金片，分别磨光，压在一起，在室温下(20℃)放置五年，金片和铅片便连在一块，它们互相混合的深度约一厘米。我们知道，在室温下，金和铅是不会熔解的，但是它们的接触面竟生成了一层均匀的铅金合金，这就是扩散作用在固体中玩的把戏。第11页,共96页，2024年2月25日，星期天扩散现象生动地证明：无论是那一种形态的物质，它们的分子无时无刻不在运动，即：分子在不断地运动第12页,共96页，2024年2月25日，星期天实验还表明：分子不停地无规则运动的剧烈程度与物体的温度有关，温度越高，分子不停地无规则运动越剧烈。第13页,共96页，2024年2月25日，星期天将两小片表面洁净的铅叠合在一起，用铁锤在铅片上重击一下，两片铅就会粘合在一起，要分开它们，需要较大的力量。

为什么？第14页,共96页，2024年2月25日，星期天液态物体很难被压缩。分子间存在相互作用，分子间存在相互吸引和排斥作用。为什么？

第15页,共96页，2024年2月25日，星期天由于分子间的引力和斥力同时存在，当分子间的距离为某一数值r0引力等于斥力，此时分子处于平衡位置；当分子间距离大于r0时，引力和斥力都将减小，但斥力比引力减小的快，此时引力大于斥力，这就是固体不容易被拉断的原因；当分子间距离小于r0时，引力和斥力都将增大，但斥力比引力增大的快，斥力大于引力，分子力表现为斥力，这就是固体和液体不容易被压缩的原因。

第16页,共96页，2024年2月25日，星期天热现象

热现象是指跟物体的冷热程度有关的物理现象。例如大家在小学自然课中学过的物体的热胀冷缩就属于热现象。再如：物体吸热后温度升高；水受热后变成水蒸气等这些都是热现象。第17页,共96页，2024年2月25日，星期天固体热胀冷缩

（固体受热膨胀，冷却时收缩）

第18页,共96页，2024年2月25日，星期天

冬天将开水快速地倒入厚的玻璃杯后，常常会引起杯子的破裂

为什么？

这是由于玻璃的导热性能差，它的内壁受热后的膨胀比外壁快，因而产生了很大的向外膨胀的力，从而使杯子破裂。第19页,共96页，2024年2月25日，星期天由此，我们得到如下结论：固体热胀冷缩时受到阻碍就会产生很大的力量。第20页,共96页，2024年2月25日，星期天

为此在工程技术上必须考虑到固体膨胀时所产生的巨大的力，需要采取适当的防护措施。

如在长距离蒸汽管道上设置弯管。这样，导管在热胀冷缩是只改变弯管的弯曲程度，而不影响其他部分。第21页,共96页，2024年2月25日，星期天另一方面在工程技术上也常常利用固体的热膨胀。如将火车车轮的轮箍安装在车轮上。第22页,共96页，2024年2月25日，星期天

夏天架电线时，为什么要象图所示那样放得松一些？冷缩时拉断第23页,共96页，2024年2月25日，星期天在同样的情形下，不同固体的热胀冷缩程度是不一样的。

常用的金属材料中，铝的膨胀最显著，铜次之，铁较小，钢最小。第24页,共96页，2024年2月25日，星期天双金属片

将两种不同金属（如铜和铁）的薄片铆合在一起，可以制成双金属片。

它受热时会向膨胀程度较小的金属片一侧弯曲。铜和铁制成的双金属片受热时向哪边弯曲？向铁那边弯曲因为铁与铜相比，铁的膨胀程度小第25页,共96页，2024年2月25日，星期天

双金属片在受冷收缩时，金属片向膨胀程度较大的一侧弯曲。铜和铁制成的双金属片受冷时向哪边弯曲？向铜那边弯曲注意第26页,共96页，2024年2月25日，星期天双金属片第27页,共96页，2024年2月25日，星期天液体的热膨胀液体受热时膨胀，冷却时收缩。

但是有例外第28页,共96页，2024年2月25日，星期天水的反常膨胀

实验证明：当水的温度从40C降低到00C的过程中，以及结冰的过程中它的体积不但不收缩，反而膨胀。当水的温度高于40C时，它的体积才会随着温度的升高而膨胀。第29页,共96页，2024年2月25日，星期天水的反常膨胀可以解释为什么比较深的湖泊的水的表面，在冬天会结冰，而底部不会积冰的原因。温度降低到40C以下时，上层的水反而膨胀，密度减小，于是冷水层就停留在上面继续冷却，直到温度降到00C时，上面的冷水层结成了冰为止。第30页,共96页，2024年2月25日，星期天气体的热膨胀

气体具有明显的热胀冷缩现象在热膨胀时，在相同条件下，固体膨胀最小，液体膨胀的较大，气体膨胀得最大。热膨胀从小到大固、液、气第31页,共96页，2024年2月25日，星期天气体热胀冷缩的性质是很有用处的。例如，夏季给自行车轮胎打气的时候，不要打得太饱，不然中午气温升高时，胎内气体膨胀会把车胎胀裂；踩瘪的乒乓球，只要把它放进热水中，让球内的气体膨胀，就能把瘪进去的地方重新鼓起来第32页,共96页，2024年2月25日，星期天温度生活中用冷、热、温、凉、烫等有限的词来形容物体的冷热程度。但是这样的形容非常粗糙。

开水和烧红的铁块都很烫，但是它们烫的程度又有很大的区别。所以，在物理学中，为了准确地描述物体的冷热程度，我们引入了温度这一概念。第33页,共96页，2024年2月25日，星期天温度：是表示物体冷热程度的物理量。在第一堂课中我们就讲过，凭感觉来判断物体的温度高低是很不可靠的。要准确地测量物体的温度需要使用温度计。温度计的种类很多，有实验用温度计，家庭用的温度计--寒暑表，医用温度计--体温计，等等。第34页,共96页，2024年2月25日，星期天温度计是利用水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩的性质来测量温度的

第35页,共96页，2024年2月25日，星期天摄氏温标

温度计上有一个字母C表示这个温度计采用是摄氏温标。摄氏温度是这样规定的：把标准大气压下冰水混合物的温度规定为0度，标准大气压下沸水的温度规定为100度。0度和100度之间分成100等分，每一等分叫1摄氏度，写作1℃。例如，人体正常温度为37℃，读作37摄氏度。

第36页,共96页，2024年2月25日，星期天-5℃读作：负5摄氏度，或零下5摄氏度读法：5℃读：5摄氏度；第37页,共96页，2024年2月25日，星期天绝对零度和热力学温度

宇宙中可能接近的最低温度大约是负273摄氏度，这个温度科学家们提出了热力学温度，用T表示。它的单位是开尔文，用K表示。如果用t表示摄氏温度。则有T=273.15+t叫绝对零度。第38页,共96页，2024年2月25日，星期天体温计

体温计是利用水银的热胀冷缩的性质来测量温度的。体温计的刻度范围是从35℃到42℃。体温计的最小刻度是0.1℃体温计的玻璃泡上方有一段很细的缩口，水银收缩时，水银从缩口处断开，管内水银面不能下降，指示的仍然是上次测量的最高温度，所以再用时必须向下甩。我们说体温计是最高温度计。第39页,共96页，2024年2月25日，星期天一般温度计和体温计有什么区别？解：一般温度计和体温计有以下几方面的不同量程：一般温度计的量程是-20℃~100℃；体温计的量程是35℃~42℃。刻度：一般温度计的最小刻度是1℃，体温计的最小刻度是0.1℃；构造：体温计水银玻璃泡上方有一段非常细的缩口，而一般温度计则没有；读数方法：一般温度计读数时不能离开被测物体，而体温计可以离天人体读数。第40页,共96页，2024年2月25日，星期天熔化和凝固

你见过哪些物质由固态变成液态的现象?

春天来了，湖面上的冰化成水；固态的铁、铝等金属块在高温下变成了液态等等，这些都是物质由固态变成液态的现象。第41页,共96页，2024年2月25日，星期天

你见过哪些物质由液态变成固态的现象?

冬天到了，气温下降，湖面上的水结成冰；工厂的铸造车间里，工人将铁水浇在模子里，冷却后，铁水变成了固态的铸件。

第42页,共96页，2024年2月25日，星期天

我们把物质由固态变成液态的过程叫熔化。物质由液态变成固态的过程叫做凝固。

刚才我们提到的冰化成水是熔化，水结冰是凝固。铁、铝等金属块在高温下变成液态是熔化，铁水铸成工件是凝固。第43页,共96页，2024年2月25日，星期天熔化：物质从固态变成液态叫熔化

凝固：物质从液态变成固态叫凝固第44页,共96页，2024年2月25日，星期天固体分晶体和非晶体

所有金属以及岩盐、冰、石英是晶体。晶体熔化时的温度叫熔点。凝固成晶体时的温度叫凝固点。同种晶体的熔点和凝固点是相同的。第45页,共96页，2024年2月25日，星期天

让我们看一下晶体的熔化和凝固过程。

将装有固态萘的试管放在盛水的烧杯中，给烧杯中的水加热。萘的熔化过程和凝固过程如图所示。

第46页,共96页，2024年2月25日，星期天A点开始计时，随着时间的增加，萘的温度不断升高，B点表示t=5min时萘的温度为80℃，此时萘仍全部处于固态。第47页,共96页，2024年2月25日，星期天

随着时间的推移，萘不断吸收热量，萘吸收的热量全部用于萘的熔化，温度保持不变，所以萘的熔点是80℃，BC段与时间轴平行，到C点全部萘熔化成液态。第48页,共96页，2024年2月25日，星期天

此后，萘继续吸热升温，如CD段所示。从图中可以看出，B点是80℃固态的萘，C点是80℃液态的萘，BC之间是80℃固液共存状态的萘。第49页,共96页，2024年2月25日，星期天

若从D点起停止加热，液态萘温度不断降低。当降到E点（80℃）时，开始凝固，凝固过程中不断放热，但温度仍保持80℃不变，直到F点全部凝固。以后，固态萘放热，温度才开始下降，即图线中FG段。

第50页,共96页，2024年2月25日，星期天

图中BC

段和EF段分别为晶体的熔化和凝固过程，请问从图中可以看出这两个过程有什么特点？

第51页,共96页，2024年2月25日，星期天

特点是:晶体在熔化和凝固过程中，温度保持不变。

另外，晶体熔化时吸热，凝固时放热。第52页,共96页，2024年2月25日，星期天非晶体的熔化和凝固

将非晶体放入试管中，重复上述实验，熔化过程和凝固过程如图所示。第53页,共96页，2024年2月25日，星期天

非晶体先变软，最后变成液态。熔化时吸热，温度不断上升，但没有一个确定的熔点。凝固时放热，但没有一个确定的凝固点。第54页,共96页，2024年2月25日，星期天晶体和非晶体的重要区别

晶体有确定的熔点和凝固点。晶体在一定的温度下熔化，而非晶体熔化过程中没有一定的温度。

第55页,共96页，2024年2月25日，星期天晶体要实现熔化需要两个条件

一是温度到达熔点，二是吸热。

晶体的温度达到熔点，若无法继续吸热就无法熔化。

第56页,共96页，2024年2月25日，星期天晶体要实现凝固需要两个条件

一是温度到达凝固点，二是放热

晶体的温度达到凝固点，若无法放热就无法凝固

第57页,共96页，2024年2月25日，星期天熔化吸热，凝固放热

熔化过程物质需要吸热，凝固过程物质需要放热第58页,共96页，2024年2月25日，星期天例题1:右图测得碎冰温度是多少？答：图所示的温度计，最小刻度是10C,图中温度计细管内液面在零刻度线以下第三条刻线处，所以碎冰的温度为-30C.第59页,共96页，2024年2月25日，星期天例题2

下图所示是甲、乙两种物质的熔化曲线，从图中可得到什么结论？第60页,共96页，2024年2月25日，星期天

答：甲图表明：甲物质的温度随加热时间的增加而升高，但其没有确定的熔化温度，所以甲是非晶体。乙图中有一段线（BC段）与时间轴平行，因此乙是晶体。晶体的熔点和凝固点是800C。第61页,共96页，2024年2月25日，星期天汽化和蒸发

物质状态的变化除了我们刚刚学过的熔化和凝固，物质也可以由液态变成气态

请大家举例说说你所见过的物质由液态变成气态的实例。第62页,共96页，2024年2月25日，星期天汽化物质由液态变成汽态叫汽化。汽化有两种不同的方式：蒸发和沸腾。

洒在地上的水，过一段时间水没有了，地面干了，这是水的蒸发。壶里的水开了，水变成了水蒸气，这是沸腾。第63页,共96页，2024年2月25日，星期天蒸发

将棉花蘸些洒精，在黑板上擦一道酒精，注意酒精越来越少，过一段时间酒精全部蒸发了。

夏天温度高，水能蒸发，冬天温度低，水也能蒸发。所以液体蒸发是在任何温度下都能发生的，并且是只在液体表面发生的汽化现象。

第64页,共96页，2024年2月25日，星期天影响蒸发快慢的因素

我们洗完衣服，把衣服放在阳光下晒，或者放在荫凉处，哪种情况下衣服的的水蒸发快？阳光下蒸发快

这说明了影响蒸发快慢的因素与什么有关？

第65页,共96页，2024年2月25日，星期天

可见液体蒸发快慢与液体的温度有关，温度高蒸发快。第66页,共96页，2024年2月25日，星期天

肯德基厕所里的干手机为什么要吹风，是吹风手干的快，还是不吹风手干得快？

吹风手干得快

这说明了影响蒸发快慢的因素又与什么有关？

可见液体蒸发快慢还与液体表面空气流动快慢有关

第67页,共96页，2024年2月25日，星期天将两块洗好的手绢，一块展开挂在阳光下，一块团起来放在阳光下晒，哪一块先干？

可见液体蒸发快慢还与液体表面积有关。表面积越大，蒸发越快展开的先干这又说明了什么？第68页,共96页，2024年2月25日，星期天影响液体蒸发快慢的因素是（1）液体的温度。温度越高，蒸发越快（2）液体表面上方的空气流动速度。空气流动速度越快蒸发越快。（3）液体的表面积大小。表面积越大，蒸发越快。第69页,共96页，2024年2月25日，星期天即：三个因素：温度、流速、表面积蒸发吸热

把酒精擦在两个同学的手背上，并说出感觉。

感到凉

这个实验说明液体蒸发时温度下降。正在蒸发的液体温度下降，它必须从周围的物体吸热。所以，液体蒸发时温度降低，从周围吸热，液体蒸发时有致冷的作用。第70页,共96页，2024年2月25日，星期天

电冰箱就是根据物质汽化时吸热和液化时放热的原理制造的

第71页,共96页，2024年2月25日，星期天

夏天，游泳后刚从水中上岸时会感到冷，如果有风，甚至会冷得打颤，为什么？

液体蒸发时有致冷的作用。第72页,共96页，2024年2月25日，星期天例题.夏天人出汗时，站在电风扇下会感觉凉快，而放在电风扇下的温度计的示数却无变化，为什么？解：天热人体出汗，风扇使周围空气的流动加快，加快流动的空气，促使皮肤表面汗液的蒸发，汗液在蒸发时要吸收热量，把人体中的部分热量带走，这样人就会感到凉快了。温度计液泡外面是干燥的，无液体可以蒸发，所以虽有电扇作用，但它的示数不会变化。第73页,共96页，2024年2月25日，星期天例题：在室内，将一支温度计从酒精中抽出，它的示数将（）（A）一直升高；（B）一直降低；（C）先升高后降低；（D）先降低后升高。解：因为酒精蒸发时能起到致冷作用，因此很多同学就认为温度计的示数会一直降低。这种错误的产生是对题目的理解不够全面。温度计从酒精中抽出来，玻璃泡表面带有酒精，酒精立即蒸发，带走大量的热，使温度计的温度下降，但当酒精蒸发完后，由于热交换，使温度计温度回到室温。因此温度计示数开始上升。所以，本题的正确答案是（D）。第74页,共96页，2024年2月25日，星期天汽化有蒸发和沸腾两种方式。蒸发是液体在任何温度下都能发生，并且只在液体表面发生的汽化现象。接下来我们介绍汽化的另一种方式——沸腾。第75页,共96页，2024年2月25日，星期天沸腾是在一定温度下从液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。

沸腾的条件

（1）温度达到沸点（2）要继续吸热

液体在沸腾过程中不断吸热但温度保持不变

第76页,共96页，2024年2月25日，星期天沸腾和蒸发有哪些不同？

（1）蒸发是在任何温度下都能发生，而沸腾是在一定的温度下才能发生。（2）蒸发时液体温度下降，而沸腾时液体的温度保持不变。（3）蒸发只发生在液体表面，而沸腾是在液体表面和内部同时发生，（4）蒸发是缓慢的，而沸腾是剧烈的。第77页,共96页，2024年2月25日，星期天例题：在盛有水的容器中，浮着一个装有水的试管，在一个标准大气压下给容器加热，并使其中的水沸腾后继续加热，则试管中的水A.会达到1000CB.会沸腾C.不会沸腾D.水量逐渐减少

第78页,共96页，2024年2月25日，星期天答：容器中的水吸热温度达到沸点，沸腾后继续加热，水仍在沸腾，温度保持不变（沸点温度），而试管中的水，从容器中吸收热量升温，温度达到沸点时，试管中水与容器中的水之间没有温度差，无法再从容器中吸热，所以试管中的水不会沸腾，但试管中的水会蒸发。所以选A、C、D。

第79页,共96页，2024年2月25日，星期天沸点跟液面上的气压有关对同一种液体来说，液面上的气压（压强）增大，沸点升高；气压（压强）减小，沸点降低。第80页,共96页，2024年2月25日，星期天压力锅为什么能在较短时间煮熟食物

是因为压力锅内的气压维持在标准大气压的2倍左右，锅里水的沸点可达到1200C.第81页,共96页，2024年2月25日，星期天沸点随着压强减小而降低的原理，用处也很大的

.例如，食品厂制造奶粉，就用到一种“减压锅”，用这种锅煮牛奶，可以降低牛奶的沸点，这样牛奶里的水分不到100℃就蒸发掉了，使牛奶的养分少受损失。第82页,共96页，2024年2月25日，星期天用冰水“煮”开水预备一只烧瓶，一个支架，一杯用纯冰融化的冰水，一只酒精灯。

在烧瓶里盛半瓶水，放在酒精灯上烧开，再用塞子把瓶口盖紧。然后移走酒精灯，把烧瓶倒过来放在支架上。由于停止加热，沸腾已经停止。这时把刚熔化的冰水浇在烧瓶底上，“奇迹”出现了：瓶里水竟然又沸腾起来了。真是冰水把水“烧”开了。第83页,共96页，2024年2月25日，星期天我们知道，水的沸点跟压强有关。在上面的实验中，当水烧开的时候，烧瓶中的空气受热膨胀逸出，盖上烧瓶塞后，烧瓶里没有水的那部分空间，充满了水蒸气。给瓶底浇上冰水，水蒸气就冷凝成水滴，瓶内的气压降低了，水重新沸腾起来。这说明气压降低了，水的沸点也随着降低。

怎么会出现这样的“奇迹”呢？原来是压强在起作用。第84页,共96页，2024年2月25日，星期天液化冰会熔化成水，水会汽化成水蒸气，那么水蒸气能否再变回液态的水呢？

水蒸气升到高空，遇冷后凝结成小水珠，这些微小的水珠，成团地在空中飘浮组成了云。落回地面就是雨水蒸气变回液态的水第85页,共96页，2024年2月25日，星期天

掀开沸水锅的锅盖，可以看到有水从锅盖滴下，这也是锅内的水蒸气遇到比较冷的锅盖凝结成的

第86页,共96页，2024年2月25日，星期天物质从气态变成液态的现象叫液化

液化的方