高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第一章 分子动理论1 分子动理论的基本内容课文内容ppt课件

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1．知道什么是扩散现象及产生扩散现象的原因、影响扩散快慢的因素。2．知道什么是布朗运动及布朗运动产生的原因。3．通过对比，归纳扩散现象、布朗运动和分子的无规则运动之间的联系与区别。4．知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律。5．知道分子动理论的内容。
如果我们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1 cm的球与分子相比。可见，分子是极其微小的。我们曾经研究过物体的运动，那么，构成物体的微小分子会怎样运动呢？
物体是由大量分子组成的
研究化学性质：物质组成微粒，分子、原子、或者离子。
研究热学运动性质和规律：分子、原子、或者离子这些微粒统称为分子。
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。
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
把分子看做小球，这是分子的简化模型。实际上，分子有着复杂的内部结构，并不是小球。我们通常说分子的直径有多大、只是对分子大小的一种粗略描述。
两种模型在热力学研究中，我们把固体和液体的单个分子可看成是一个小球；单个气体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。
在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：
立方体模型：在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的中心，这个小立方体的边长等于分子间的平均距离.即：
1 ml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．
NA＝6.02×1023ml－1
3.计算：宏观量与微观量的关系
标况下气体摩尔体积VA=22.4L/ml 1mL=1cm3 1L=1dm3
气体分子间距离（立方体模型）：
固体或液体分子的直径（球体模型）：
一般分子的质量的数量级为10-26kg
（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）引起扩散的原因：是物质分子的无规则运动产生的。
气体和液体都可以发生扩散现象，固体之间可以发生扩散现象吗？
①物质处于气态、液液、固态都能够发生扩散现象。
②温度越高，扩散现象越明显。
③浓度大处向浓度小处扩散，且受“已进入对方”的分子浓度的限制，当进入对方的分子浓度较低时，扩散现象较为明显。
直接证明组成物质的分子在不停地运动着。
在纯净半导体材料中掺入其他元素。
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。 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。
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。
看到的炭粒的运动有规律吗？
运动快慢与炭粒的大小有关吗？
运动快慢与颗粒大小有关
每隔30s记下三颗微粒运动的位置，用折线分别依次连接这些点，如图所示:
⑴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？
⑵能否预测炭粒下一时刻的位置？
悬浮在液体（或气体）中的微小颗粒永不停息地无规则运动。
②微粒越小，布朗运动越明显。
③在任何温度下都会发生，温度越高，布朗运动越明显。
大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性造成的。
间接地反映了液体(或气体)分子运动的无规则性。
布朗运动跟什么因素有关
布朗运动的影响因素：颗粒的大小和温度
每一瞬间受到液体分子撞击的数目少
同时跟它撞击的分子数多
受力的平均效果互相平衡
颗粒越大越明显还是越小越明显？
撞击作用的的不平衡性越明显
对布朗微粒撞击频率和强度越高
综上：颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显
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。
把分子永不停息地做无规则运动叫热运动。
温度越高，热运动越激烈
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.
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。它说明了说明问题？
说明液体分子间存在着空隙
固体和液体的分子间隙较小
②分子之间存在着相互作用力
①组成物质的分子之间存在间隙
1、分子间有引力和斥力
把两块纯净的铅压紧，两块铅就合在一起。
固体和液体的体积很难被压缩
分子间引力和斥力是同时存在的！
▲引起分子间相互作用力的原因
我们知道，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.两原子的电子与电子间，原子核与原子核间存在斥力；两原子中的电子与原子核间存在引力，故分子间作用力是电子、原子核间的库仑力（电磁力）的总体体现.
而库仑力的大小与电荷间距有关，显然，分子间作用力跟分子间的距离有关.
2、分子间引力和斥力的变化规律
纵轴表示分子间的作用力
⑴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）。
⑵分子力随分子间距的变化规律
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（10-9m）时，分子力等于0。
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。
以上就是物质结构的基本图像.在热学研究中常常以这样的基本图像为出发点，把物质的热学性质和规律看做微观粒子热运动的宏观表现.这样建立的理论是一种微观统计理论，叫做分子动理论.
1.分子动理论的内容：物体是由大量分子组成的，分子永不停息的做无规则运动，分子间存在相互作用力。
2.从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律，这种规律叫做统计规律。
①物体是由大量分子组成的②分子在做永不停息的无规则热运动③分子间存在着相互作用的引力和斥力
物体是由大量分子组成，这些分子没有统一运动步调，对于单个的分子而言，分子运动方向和速率大小都具有偶然性，但是对于大量的分子却表现出规律性。这种由大量偶然事件的整体表现出来的规律，叫做统计规律。如本章第3节我们将研究分子运动速率的分布规律（统计规律）。
把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现。
分子动理论（mlecular kinetic thery）
热现象的宏观理论——研究热现象一般规律，不涉及热现象微观解释(热力学)
热现象的微观理论——从分子动理论的角度来研究宏观热现象的规律(统计物理学)
例1.如图所示，一棱长为L的立方体容器内充有密度为ρ的某种气体，已知该气体的摩尔质量为μ，阿伏加德罗常数为NA。求：(1)容器内气体的分子数；(2)气体分子间的平均间距。
⑴容器内气体的质量为：
容器内气体物质的质为：
容器内气体的分子数为：
⑵设气体分子间的平均距离为d，将分子占据的空间看做立方体，则有：
【例2】仅利用下列某一组数据，可以计算出阿伏加德罗常数的是（ ）A.水的密度和水的摩尔质量B.水分子的体积和水分子的质量C.水的摩尔质量和水分子的体积D.水的摩尔质量和水分子的质量
解析　知道水的密度和水的摩尔质量可以求出其摩尔体积，不能计算出阿伏加德罗常数，故A错误；知道水分子的体积和水分子的质量，不能求出水的摩尔质量或摩尔体积，所以不能求出阿伏加德罗常数，故B错误；知道水的摩尔质量和水分子的体积，不知道水的密度，故不能求出阿伏加德罗常数，选项C错误；用水的摩尔质量除以水分子的质量可以求得阿伏加德罗常数，故D正确.
变式训练1：(多选)阿伏加德罗常数是NA(单位为ml－1)，铜的摩尔质量为M(单位为kg/ml)，铜的密度为ρ(单位为kg/m3)，则下列说法正确的是（ ）
D.1 kg铜所含有的原子数目是ρNA
1、关于布朗运动和扩散现象，下列说法中正确的是（ ）A.布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发生B.布朗运动和扩散现象都是分子运动C.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显D.布朗运动和扩散现象都可以用肉眼直接观察
2、有两个分子，设想它们之间相隔10倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是( )Ａ.分子间的斥力增大，引力变小;Ｂ.分子间的斥力变小，引力变大;Ｃ.分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力变化快;Ｄ.分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零，然后又从零逐渐增大到某一数值.