1.1分子动理论的基本内容 课件（共27页）

(共27张PPT)
第一章 分子动理论
第1节 分子动理论的基本内容
热学：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。
热现象和冷现象的本质追求
——————王竹溪
苹果
地球
VS
分子
直径1CM的小球
VS
分子到底有多大？
一、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。
扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面的原子，图中每个亮斑都是一个碳原子
二、分子热运动
1、扩散：不同物质能够彼此进入对方的现象。
原因：物质分子的无规则运动产生的。
例子：
纯净的半导体掺入其他元素。
2.布朗运动：悬浮于液体（或气体）中的固体小颗粒的无规则运动。
取一滴水稀释的碳素墨汁，滴在载玻片上，盖上盖玻片，放在高倍显微镜下观察小碳粒的运动情况。
每隔一定时间记录一下碳粒的位置，用折现连起来。
注意：这不是碳粒的运动轨迹。
布朗运动的成因：液体分子对固体小颗粒的碰撞造成的。
固体颗粒越小，温度越高，布朗运动越显著。
布朗运动反应了液体分子无规则运动。
热运动：分子这种永不停息的无规则运动。
温度是分子热运动剧烈程度的标志。
例题1
关于扩散现象与布朗运动,下列说法正确的是 (　　)
A.扩散现象与布朗运动都是分子的无规则运动
B.扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的运动
C.扩散现象只能在液体和气体中发生
D.液体中的悬浮颗粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,布朗运动越明显
B
例题2
研究发现,新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统,这些固态或液态颗粒在气体中做布朗运动。关于气溶胶做的布朗运动,下列说法正确的是 (　　)
A.布朗运动是气体分子的无规则运动
B.布朗运动反映了气体分子之间存在着斥力
C.悬浮在气体中的颗粒越小,布朗运动越明显
D.当固态或液态颗粒很小时,能很长时间都悬浮在气体中,这是因为气体浮力作用
B
三、分子间作用力
分子间有空隙吗？
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？
总体积变小了。
这表明液体分子间存在着空隙。
分子间有空隙，大量分子却能聚集在一起，这说明分子之间存在着相互作用力。
平衡位置时：分子间的距离 r0
r=r0,分子间的作用力F 为0，这个位置称为平衡位置。
rr>r0,分子间的作用力F 表现为引力。
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。
如图所示,纵坐标表示两个分子间力的大小,横坐标表示两个分子间的距离,
图中两条曲线分别是两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系,
e为两曲线的交点,则下列说法正确的是 (　　)
A.ab为斥力曲线,cd为引力曲线,e点横坐标的数量级为10-10 m
B.ab为引力曲线,cd为斥力曲线,e点横坐标的数量级为10-10 m
C.若两个分子间距离大于e点的横坐标,则分子间作用力表现为斥力
D.若两个分子间距离越来越大,则分子间作用力一直做正功
例题3
B
B　在F-r图像中,随着距离的增大斥力比引力变化得快,所以ab为引力曲线,cd为斥力曲线,当分子间的距离等于平衡距离r0时,引力等于斥力。当分子间的距离小于r0且距离增大时,分子间作用力表现为斥力且做正功,当分子间距离大于r0且距离增大时,分子间作用力表现为引力且做负功,故选B。
四、分子动理论
物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着相互作用力。这就是分子动理论的基本内容。
热学研究中常常以这样的基本内容为出发点，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。这样建立的理论叫作分子动理论。
1.与阿伏加德罗常数相关的物理量
宏观量：摩尔质量M、摩尔体积Vmol、物质的质量m、物质的体积V、物质的密度ρ；
微观量：单个分子的质量m0、单个分子的体积V0
五、宏观量与微观量的关系
2、宏观量与微观量的关系
(对于气体，V0表示每个气体分子所占空间的体积)
六、两种分子模型
1.球体模型
固体和液体可看作一个一个紧挨着的球形分子排列而成，忽略分子间空隙，如图1甲所示.
2.立方体模型
气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是每个气体分子平均占有的活动空间，忽略气体分子的大小，如图乙所示.d＝ (V0为每个气体分子所占据空间的体积).
例题4
答案　(1)1×1022个　(2)3×10-10 m
解析　(1)1克铁含有的分子数N=NA=×6.0×1023≈1×1022(个);
(2)取1 mol的铁,则1×NA·π=,代入数据,可得d=3×10-10 m。
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1.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
D
2.关于热运动,下列说法正确的是 (　　)
A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈
B.气体的压强越大,其分子的热运动越剧烈
C.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
D.热运动是指大量分子永不停息地做无规则运动
D　温度是分子热运动剧烈程度的标志,分子热运动的剧烈程度与速度、压强无关,故A、B错误;
空气中PM2.5的运动是固体小颗粒的运动,不属于分子热运动,故C错误;根据热运动的定义可知D正确。
3. (多选)下面关于分子间作用力的说法中正确的有 (　　)
A.铁丝很难被拉长,这一事实说明铁丝分子间存在引力
B.水很难被压缩,这一事实说明水分子间存在斥力
C.两个纯净的铅块紧压后合在一起,这一事实说明铅块分子间存在引力
D.磁铁可以吸引铁屑,这一事实说明分子间存在引力
ABC　
ABC　铁丝很难被拉长,这一事实说明铁丝分子间存在引力,故A正确;水很难被压缩,这一事实说明水分子间存在斥力,故B正确;两个纯净的铅块紧压后合在一起,说明铅块分子间存在引力,故C正确;磁铁可以吸引铁屑,是因为磁力的作用,并不能够说明分子间存在引力,故D错误。
4. (多选)将甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于r轴上,甲、乙两分子间作用力与分子间距离的关系图像如图所示。现把乙分子从r3处由静止释放,则 (　　)
A.乙分子从r3到r1一直加速
B.乙分子从r3到r2过程中分子间作用力表现为引力,从r2到r1过程中分子间作用力表现为斥力
C.乙分子从r3到r1过程中,分子间作用力先增大后减小
D.乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中,分子间作用力先减小后增大
AC
AC　由图像可知,乙分子从r3到r1过程中,分子间作用力一直表现为引力,且分子间作用力先增大后减小,分子间作用力和运动方向相同,说明乙分子一直做加速运动,故A、C正确,B错误;乙分子距离甲最近时一定在r1的左侧,可知乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中,分子间作用力先增大(从r3到r2,表现为引力)后减小(从r2到r1,表现为引力)再反向增大(从r1向左,表现为斥力),故D错误。