1.1分子动理论的基本内容 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册

分子动理论的基本内容问题情境经过很长一段探索历程之后，人们逐渐认识到，这种运动是自然界中普遍存在的一种运动形式——热运动。问题：为什么能够闻到沁人心脾的桂花香呢？热学是研究物质热运动规律及其应用的一门学科，是物理学的一个重要组成部分。物体是由大量分子组成的1.分子研究物质的化学性质：组成物质的微粒是分子、原子或者离子⑴定义：研究物体的热运动性质和规律：组成物体的微粒统称为分子格尔德·宾宁海因里希1981年由格尔德·宾宁及海因里希·罗雷尔在IBM位于瑞士苏黎世的苏黎世实验室发明，两位发明者因此与恩斯特·鲁斯卡分享1986年诺贝尔物理学奖扫描隧道显微镜亦称为“扫描穿隧式显微镜”、“隧道扫描显微镜”，是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。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

DNA分子结构图氯化钠晶体结构图显微镜下的远古细胞物体是由大量分子组成的放大上亿倍的蛋白质分子结构模型利用纳米技术把铁原子排成“师”字扫瞄隧道显微镜下的硅片表面原子的图像物体是由大量分子组成的2.分子的大小(1)极其微小：肉眼、光显微均不可见。扫描隧道显微镜可见单个分子或原子。(2)可用实验测量：分子看成小球，直径数量级10－10m把地球的大小与一个苹果的大小相比，那就相当于将直径为1cm的球与分子相比物体是由大量分子组成的油酸分子分子的简化模型把分子看做小球3.分子模型把固体和液体的单个分子可看成是一个小球两种模型把气体单个分子和其占有的空间当作一个小立方体，气体分子位于每个立方体的中心（近似处理方法）物体是由大量分子组成的①固体、液体小球模型

dddd计算固液体分子大小时，作为一个近似的物理模型，一般可把分子看成是一小球，小球紧密排列在一起（忽略小球间的空隙）。则：分子的直径②气体立方体模型立方体模型：计算气体分子大小时，把每个分子和其占有的空间当作一个小立方体，气体分子位于每个立方体中心，这个小立方体的边长等于分子间的平均距离.即：气体分子间的平均距离物体是由大量分子组成的4.阿伏加德罗常数⑵数值：1mol的任何物质都含有相同的粒子数是微观世界的一个重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁⑶意义：⑴定义：NA＝6.02×1023mol－1微观宏观NA桥梁分子体积V0分子直径d分子质量m0物体的体积V0、摩尔体积Vm物质的质量m、摩尔质量M、物质的密度ρNA分子质量：分子体积：（气体分子除外）分子数量：宏观量微观量宏观量微观量分子热运动1.扩散现象分子热运动1.扩散现象（1）定义：不同物质相互接触时能够彼此进入对方的现象叫做扩散（2）固体、液体、气体都存在这样的现象（3）结论：一切物体的分子都在不停地做无规则的运动分子热运动1.扩散现象扩散运动的特点：1.与物态有关，短时间内气态物质扩散最明显。2.温度越高扩散越快，温度越低扩散越慢。4.扩散现象是分子无规则运动的宏观反映，不是外界作用引起的。3.从浓度大向浓度小处扩散。生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，是在高温条件下通过分子的扩散来完成STSE分子热运动2.布朗运动用显微镜观察炭粒的运动

取1滴用水稀释的碳素墨汁，滴在载玻片上，盖上盖玻片，放在高倍显微镜下观察小炭粒的运动情况。调节显微镜的放大倍数，如调节至400倍或1000倍，观察悬浊液中小炭粒的运动情况。目镜中观察的结果可以通过显示器呈现出来。分子热运动2.布朗运动改变悬浊液的温度。重复上述操作，观察悬浊液中小炭粒的运动情况。（2）运动快慢与炭粒的大小有关吗？问题：（1）观察到的碳粒的运动有规律吗？观察到的现象：微粒在做无规则运动；微粒越小,运动越明显

分子热运动2.布朗运动布朗运动：悬浮微粒的无规则运动布朗运动——布朗轰动世界的发现1827年，英国的一位植物学家布朗用显微镜观察植物的花粉微粒悬浮在静止水面上的形态时，却惊奇地发现这些花粉微粒都在不停地的运动中，布朗发现了花粉微粒在水中的这种运动后，人们对运动的产生原因进行了种种猜测。一颗小小的花粉颗粒，顿时掀起了一场轩然大波，面对植物学家的发现，当时的所有物理学家们显得束手无策，无法解释这一奇怪现象.整整过了半个世纪，直到1905年爱因斯坦和波兰物理学家佩兰发表了他们对布朗运动的理论研究结果，对布朗运动做出了理论上解释。分子热运动2.布朗运动改变悬浊液的温度。重复上述操作，观察悬浊液中小炭粒的运动情况。三颗微粒每隔30秒位置的连线图（2）能否预测炭粒下一时刻的位置？问题：（1）图中折线是否为炭粒的运动径迹？是否为水分子的运动径迹？分子热运动2.布朗运动问题：布朗运动的影响因素：颗粒的大小和温度（2）颗粒越大越明显还是越小越明显？[影响因素]：颗粒大小颗粒越小每一瞬间受到液体分子撞击的数目少受力极易不平衡颗粒越大同时跟它撞击的分子数多受力的平均效果互相平衡质量大，惯性大运动状态难改变（1）布朗运动跟什么因素有关？分子热运动2.布朗运动布朗运动：悬浮微粒的无规则运动布朗运动的成因颗粒小与微粒撞击的分子数越少撞击作用的不平衡性越明显布朗运动

越明显温度高液体分子运动越激烈对微粒撞击频率和强度越高布朗运动是颗粒运动，间接地反映了液体(或气体)分子运动的无规则性综上：颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显分子热运动布朗运动与扩散现象的区别与联系

扩散现象是分子运动的直接证明；布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动

布朗运动扩散现象区别研究对象不同固体小微粒的运动物质分子的运动产生原因不同液体(或气体)分子对微粒撞击的不平衡性产生的分子的无规则运动产生发生条件不同在液体或气体中发生固体、液体和气体中都能发生影响因素不同温度和微粒大小温度、物态及两种物质的浓度差联系(1)都是温度越高，现象越明显。(2)都能反映分子不停地做无规则运动。分子热运动(1)定义：分子永不停息的无规则运动叫作热运动。(2)特点：不停息、无规则，温度越高运动越激烈。(3)证据：扩散现象直接证明、布朗运动间接证明分子做热运动。(4)温度是分子热运动剧烈程度的标志。3.热运动不同温度下墨水的扩散高温下的布朗运动分子热运动布朗运动与热运动的区别与联系

布朗运动热运动不同点研究对象悬浮于液体(或气体)中的微粒分子观察难易程度可以在显微镜下看到，肉眼看不到在显微镜下看不到相同点(1)无规则；(2)永不停息；(3)温度越高越激烈联系周围液体(或气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动间接反映了分子的热运动①布朗运动是热运动的宏观体现，热运动是布朗运动的微观本质②布朗运动是热运动的间接反映，扩散现象是热运动的直接反映分子间的作用力1.分子间有空隙向A、B两个量筒中分别倒入50ml的水和酒精，然后再将A量筒中的水倒入B量筒中，观察混合后液体的体积。它说明了什么问题？总体积变小说明液体分子间存在着空隙水酒精分子间的作用力1.分子间有空隙金铅块扩散气体易压缩总体积变小固体和液体的分子间隙较小气体分子的间隙大②分子之间存在着相互作用力分子间有间隙，大量分子却能聚集在一起①组成物质的分子之间存在间隙分子间的作用力2.分子间有相互作用力思考1：既然分子在不停的做无规则的热运动，说明分之间有空隙。那么固体和液体中的分子为什么不会飞散开，而总是聚合在一起，保持一定的体积呢？分子之间应该存在一种吸引力思考2：为什么压缩固体和液体很困难？分子之间应该存在一种斥力思考3：为什么分子间有引力和斥力呢？分子是由原子组成的。原子内部有带正电的原子核和带负电的电子，分子间的作用力就是由这些带电粒子的相互作用引起的。把两块纯净的铅压紧，两块铅就合在一起分子间引力和斥力是同时存在的！分子间的作用力FrOF引F斥引力斥力的合力分子力r0纵轴表示分子间的作用力横轴表示分子间的距离分子间引力和斥力随分子间距的变化曲线①分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力比引力变化更快②分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）分子间的作用力分子间引力和斥力随分子间距的变化曲线分子间作用力是带正电的原子核和带负电的电子的相互作用引起的①当r=r0=10-10m时，F引＝F斥，分子力F分＝0，分子处于平衡状态②当r＞r0时，F斥＜F引，分子力表现为引力。随r

的增加，分子力先增大后减小③当r＜r0时，F斥＞F引，分子力表现为斥力。随r的减小，分子力增大④当r＞10r0时，分子力等于0