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文档简介
1、1.第11章:分子动力学理论。第一部分:物体由大量的分子组成。29班是由2岁的王教的。热学,3。(1)热学导论1。热学是物理学的一部分,它研究热现象的规律。2.与温度相关的物理现象。如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服干燥等。热学的主要内容:传热、热膨胀、状态变化、固体、液体和气体的性质等。4热学基础理论:由于热现象的本质是大量分子的不规则运动,所以研究热学的基础理论是分子运动理论和能量守恒定律。5.研究热现象有两种方法:一是从宏观上总结热现象的规律,引入内能的概念,并将其与其他形式的能量联系起来。另一种是基于物质的微观结构,建立分子运动理论,这表明热现象的本质是大量分子不规则运动的表现。这两
2、种方法相辅相成。4、分子动力学理论、能量守恒定律。本章介绍,第1单元:第1-3节:分子动力学理论基础;单元2:第4节:内能的概念和改变它的两种方法;第3单元:第5节:热力学第一定律和能量守恒定律;单元4:第6节和第7节;热力学第二定律与能量和环境。5,分子运动理论的内容,1。物体是由大量的分子组成的。分子不停地做不规则运动。分子之间存在相互作用、(2)回顾并问一问最初所学的分子运动理论的基本内容是什么?学生笔记,第6章,分子动力学理论,1。物体是由大量的分子组成的。阅读课文,回答以下问题:这里提到的分子和化学中提到的分子有什么区别?在化学中,分子是具有物质化学性质的最小粒子。物理学中的分子是指
3、做热运动时遵循相同定律的粒子,包括构成物质的原子、离子或分子。学生笔记,8,材料1:一微米大小的小水滴中包含的水分子数量是地球上人口的几倍,这与细菌的数量相似。材料2:如果每个分子都像小钉子一样大,然后以这样的比例放大到你的手上,那么你的手就可以握住这个分子。这两种材料反映了:组成物体的大量分子和单个分子的微小体积或质量。学生笔记9,1,分子的大小和组成物质的分子非常小,用肉眼或光学显微镜不能直接看到。那我们怎么能看到分子呢?10,11,扫描隧道显微镜,扫描隧道显微镜(可放大数亿倍),12,中国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排列图,其中每个亮点是一个碳原子。扫描隧道显微镜,石墨表面原
4、子排列图,13,(1)分子体积极小,肉眼或光学显微镜看不到;它只能通过放大数十亿倍的扫描隧道显微镜才能看到。如何衡量它?14,分子有多大?我们如何测量分子的大小?学生首先想到一个问题,如何测量一粒小米的直径?用量筒、米尺和一定量的小米,如果我们把小米看成球形,测量小米的直径,我们怎么知道分子的大小?首先用量筒测量一定量小米的体积,然后将大米水平摊在水平台上,不要重叠,一粒一粒地放在一起。测量小米占据的面积,然后测量小米的直径,d=,16,那么我们如何测量分子的直径?归纳方法:(以油酸分子为例)首先测量油酸的体积,然后将所有油酸滴到水面上,油酸分散形成单分子层,并测量油层面积。如果分子被认为是球
5、形的,单分子油膜的厚度可以认为等于油分子的直径,d=,17,那么我们怎么知道分子的大小呢?将一滴油酸滴到水面上,油酸分散在水面上1分子大小的估计如何用单分子油膜法知道油酸的体积?如何知道油膜面积?学生笔记,18,1分子大小估算单分子油膜法,19,学生实验:分子大小估算单分子油膜法,测量油酸体积:具体步骤如下:1。配制油酸醇溶液,取1毫升油酸,注入100毫升容量瓶中,然后向容量瓶中注入乙醇,直至液面达到100毫升刻度线,摇动容量瓶中,使油酸完全溶解在乙醇中。使用注射皮管作为滴管,以每秒一滴的速度将1毫升油酸醇溶液滴入小量筒中。1毫升,大约255滴。每滴醇油酸中油酸的体积为0.20,油酸的面积确定
6、如下:3。将约2厘米深的水倒入水槽中,待水面完全稳定后,将痱子粉均匀涂抹。4.粉末完全静止后,开始滴一滴乙醇油酸溶液。几分钟后,油酸膜的形状趋于稳定。油分散形成单分子层,并测量油层面积。5.盖上水箱上的玻璃板。用彩笔在玻璃板上画出油酸膜的形状。将玻璃板放在坐标纸上,每格面积为1cm2。6.将带有油酸膜轮廓的玻璃覆盖在坐标纸上(边长为1厘米),计算油酸膜的面积(通过四舍五入计算1平方厘米的面积)。7.油酸膜的厚度d/可以根据每滴油酸的体积和膜的面积来计算。也就是油酸分子的大小。计算轮廓中的方块数(少于一半的方块被丢弃,超过一半的方块被计为一个方块),并得到油膜面积s(单位为cm2),21、20,
7、21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,s=(230 42) 1cm2这是一种估算方法,有许多方法可以确定分子直径,但用任何一种方法测得的分子直径大小都是相同的,即24,(3):的大小为了书写方便,习惯上用科学符号写10的幂,如310-10米。我们称10的幂为数量级,110-10m和910-10m,两者都是10-10m。分子直径的数量级是:除少数有机大分子外,分子直径的一般数量级为10-10m。水分子的直径为410-10m,氢分子的直径为2.310-10m,钨原子的直径为210-10m,25。事实上,当用油膜
8、法测量分子直径时,这是理想化的。哪些地方被理想化了?这些分子被认为是球形的。答:水面上油滴的油酸层被认为是单分子油膜层。油分子整齐地排列在一起;学生笔记,26,理解分子,1。分子很小,但可以被识别。用扫描隧道显微镜放大了数亿倍。用油膜法粗略测量分子尺寸。结果:分子直径的数量级一般为10-10 m。概述:测量分子直径的方法是通过测量宏观量来研究微观量。分子真的很小,物体由大量的分子组成。(“小尺寸”,“大数量”),27,实施例1。将1cm3油酸溶于乙醇中,制成200cm3油酸乙醇溶液。已知有50滴1cm3溶液。现在,取一滴油酸醇溶液,滴在水面上。当酒精溶于水时,油酸在水面上形成一个单一的分子薄层
9、。这个薄层的面积被测量为0.2平方米,那么油酸的分子直径是多少?一滴油酸醇的体积是,其中油酸的体积和油酸膜的厚度是,28。练习1,将体积为10-4cm3的油滴滴入水中。如果油滴发展成单分子油膜,油膜面积的数量级为(A102cm2 B104cm2 C106cm2D108cm2,B)油酸膜的面积,29、气体,立方模型,子模块,30,分子模型分子模型:当计算固体和液体分子的尺寸时,作为一个近似的物理模型,分子可以看作是气体的一个小立方体,这个小立方体的边长可以看作等于分子之间的平均距离。也就是说,(V代表固体和液体分子的体积或气体分子占据的空间体积。)。2.直径测量:扫描隧道显微镜单分子油膜法3。分
10、子模型:将分子视为球形或立方体模型。第一,分子的大小,32,作业:预习第二个问题:Avogadro常数;第十章和名师一起完成机械波的单元测试,晚上谈自学。为什么要在油膜法中使用稀油酸?否则,油膜面积太大,无法充满整个水箱,因此不能将油膜理想化为由一层油膜分子组成的表面。思考2:分子之间有间隙吗?酒精和水混合后,体积变小,油从高压油缸外壁渗透出来,表明分子之间有间隙。35,通过上述方法测量的分子直径的数量级为。可以看出,分子非常非常小,所以宏观物体由大量分子组成。这种材料由多少分子组成?回想一下,化学中任何物质的一摩尔都含有相同数量的粒子。这个数字是多少?36,是阿伏伽德罗常数:老师指出,阿伏伽
11、德罗常数是一个基本常数,它是微观和宏观之间的桥梁,NA=6.01023 mol-1,37,(4)。)阿伏伽德罗常数3360,并问阿伏伽德罗常数在化学课上学到的意义是什么。数值是多少?意思是:1摩尔任何物质中所含的粒子数(包括原子序数、分子序数和离子数)是相同的。这个数叫做Avogadro常数,可以用符号NA来表示。该值为:1986年,x光法钠=6.02213671023/摩尔(摩尔-1)。计算中一般记录为6,粗略计算可为61023mol-1。例2:下列陈述是正确的:(1)1cm3中包含的氧分子数为6.021023;(2)1克氧气中含有的氧分子数是61023;(3)1升氧气中含氧分子的数量为61
12、023;(4)1摩尔氧中所含的氧分子数是61023,39,一个水分子的体积:1摩尔水中所含的水分子数:=6.01023摩尔-1,钠=,思考和讨论:溶液:阿夫伽德罗常数钠=6.01023摩尔-1,40,秒,阿夫问:分子的质量?分子的体积?包含的分子数量?不适用于气体,V0应该是气体分子占据的空间。在标准温度和压力下,Vmol=22.4升。V升气体中包含的分子数,1摩尔物质中包含的粒子数,以及分子的大小,钠=6.01023摩尔-1。(1)计算物质中包含的粒子数,(2)计算分子质量,(3)计算分子体积,(4)估计标准状态下气体分子之间的距离,42,(2)计算分子质量。实施例2:水和氢的摩尔质量分别为1.810-2千克/摩尔和210-3千克/摩尔。计算水和氢分子的质量(已知为NA=6.01023mol摩尔-1)。分子质量的数量级为: 10-2610-27千克,摩尔。一般来说,分子质量的数量级是10-26公斤。2.直径测量:单分子油膜法。3.分子模型:分子被认为是球形或立方体模型。1.分子的大小。一个物体中有许多分子。Avv Gadereau常数:(1)计算物质中包含的粒子数,(2)计算分子质量,(3)计算分子体积,(4)估计标准状态下气体分子之间的距离。44,示例5。如果已知铁的原子量为56,铁的密度为7.8103kgm3,试着求出质量为1g的铁块中铁原子的数量(取一个有效数)和
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