1.1.2 分子动理论的基本内容(二)(1) 高中物理 人教版 选择性必修三(共45张PPT)

(共45张PPT)
第一章　分子动理论
1.2　分子动理论的基本内容(二)
《卜算子·咏梅》
【宋】陆游
驿外断桥边，寂寞开无主。
已是黄昏独自愁，更著风和雨。
无意苦争春，一任群芳妒。
零落成泥碾作尘，只有香如故。
学习目标
2
通过实验，知道分子间存在空隙和相互作用力，并理解分子间作用力与分子间距的关系。
1
知道扩散现象、布朗运动和分子热运动，理解扩散现象、布朗运动产生的原因。
重点
重难点
3
明确分子动理论的内容。
分子热运动
气体实验：把一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开，抽去玻璃板，看到了什么现象？说明了什么？
现象：两种气体最后混合在一起，颜色变得均匀一致
气体分子做无规则运动
分子之间有间隙
(一) 扩散
液体实验：在烧杯中装入半杯清水，注入蓝色硫酸铜溶液，使它留在杯底，观察两种液体的分界面，看到了什么现象？说明了什么？
分界面逐步上移，并且变得模糊不清。
液体分子做无规则运动
分子之间有间隙
固体实验
固体分子做无规则运动
分子之间有间隙
不同种物质能够彼此进入对方的现象—扩散
铅块
金块
实验前
金块
铅块
叠放在一起
金块
铅块
五年后
温度越高，扩散现象越显著
扩散
1.定义：不同种物质能够彼此进入对方的现象。
2.产生原因：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的。扩散现象在气体、液体和固体中都能发生。
3.意义:（1）说明了物质分子在永不停息地做无规则运动。
（2）说明了物质分子之间存在间隙
4.扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著，这表明温度越高，分子运动得越剧烈。
5.应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的扩散，在纯净半导体材料中掺入其他元素；腌制咸菜；渗碳钢—耐磨、耐腐蚀。
扩散
1.将一碗小米倒入一碗大米中，发现小米进入了大米的间隙之中，这属于扩散现象吗？
扩散现象是指由于分子的无规则运动，不同物质的分子彼此进入对方的现象。但上述现象不是分子运动的结果，而是两种物质的混合，所以不属于扩散现象。
2.滴一滴红色墨水在一盆清水中，过一段时间整盆水会变成浓度相同的红色。整盆水变为均匀的红色时，扩散现象停止了吗？温度低时扩散现象会停止吗？
没有，扩散现象永不停止。不会。
用显微镜观察水中的花粉，追踪几粒花粉，每隔30 s记下它们的位置，用折线分别依次连接这些点，如图所示。
(二) 布朗运动
(1)从图中可看出花粉微粒运动的特点是什么？
花粉微粒的运动是无规则的.
(2)花粉微粒为什么会做这样的运动？
花粉微粒受到液体分子不平衡的撞击作用，在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强，在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样就引起了花粉微粒的无规则运动。
(3)这种运动反映了什么？
间接地反映了液体分子运动的无规则性.
(4)我们把悬浮微粒的这种无规则运动称为布朗运动，影响布朗运动剧烈程度的因素有哪些？
①固体微粒的大小：固体微粒越小，布朗运动越剧烈。
②温度：温度越高，布朗运动越剧烈。
为什么微粒越小，它的无规则运动越明显？
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
质量大，惯性大
受力的平均效果互相平衡
运动状态难改变
5
2
50
45
从较暗的房间里观察到入射阳光的细光束中有悬浮在空气里的尘埃微粒在左右上下游动，尘埃微粒的运动是布朗运动吗？为什么？
答案：布朗微粒是很小的，需要在显微镜下观看，尘埃微粒在阳光下肉眼就可见了，所以不是布朗运动。阳光中的尘埃微粒的运动是由于受到空气气流的冲击裹挟而形成的。
(三) 分子热运动
1.定义：分子永不停息的无规则运动。
2.宏观表现：布朗运动和扩散现象。
3.特点：①永不停息；
②运动无规则；
③温度越高，分子的热运动越剧烈。
高温下的布朗运动
温度降低，分子的热运动变慢，当温度降低到0 ℃以下时，分子就停止运动了，这种说法对吗？
答案：不对。分子的热运动是永不停息的。虽然温度降低，分子的无规则运动变慢，但不会停止，所以当温度降低到0 ℃以下时，分子的无规则运动仍然不会停止。
布朗运动与扩散现象的区别与联系
布朗运动 扩散现象
区别 研究对象不同 固体小微粒的运动；可以在显微镜下看到，肉眼看不到 物质分子的运动；在显微镜下看不到
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
1.下列说法正确的是
A.只有气体和液体才能发生扩散现象
B.布朗运动就是分子的热运动
C.温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越明显
D.物体运动的速度越大，其内部分子的热运动就越剧烈
√
固体也会发生扩散现象，选项A错误；
布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动，不是分子的运动，选项B错误；
温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越明显，选项C正确；
热运动是物体内部分子的运动，属于微观的范畴，与物体的宏观运动没有关系，与物体的物态也没有关系，选项D错误。
2.小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。从A点开始，他把小颗粒每隔20 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D等这些点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是
A.该折线图是粉笔末的运动轨迹
B.粉笔末的无规则运动反映了粉笔末分子的无
规则运动
C.经过B点后10 s，粉笔末应该在BC的中点处
D.粉笔末由B到C的平均速度大小小于由C到D
的平均速度大小
√
题图中的折线是粉笔末在不同时刻的位置的连线，不是固体颗粒的运动轨迹，故A错误；
题图中的折线没有规则，说明粉笔末的运动是无规则的，反映了水分子的无规则运动，故B错误；
粉笔末的运动是无规则的，不能判断出在经过B点后10 s粉笔末是否在BC的中点处，故C错误；
根据平均速度的定义，由题图可知，从B到C的位移的大小小于从C到D的位移的大小，时间间隔相等，所以由B到C的平均速度大小小于由C到D的平均速度大小，故D正确。
3.(2022·广东湛江高二期末)PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害。矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是
A.PM2.5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当
B.温度越低，PM2.5运动越剧烈
C.PM2.5在空气中的运动属于布朗运动
D.PM2.5中颗粒大一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈
√
“PM2.5”是指直径小于等于2.5微米的颗粒物，PM2.5尺寸远大于空气中氧分子的尺寸的数量级，故A错误。
大量空气分子对PM2.5无规则碰撞，温度越高，空气分子对颗粒的撞击越剧烈，则PM2.5的运动越剧烈，故B错误。
PM2.5是固体颗粒，在空气中的运动是分子团的运动，属于布朗运动，故C正确。
PM2.5中颗粒越小，空气分子对颗粒的撞击越不均衡，小颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈，故D错误。
分子间的作用力
气体分子间存在很大的空隙
固体分子间存在空隙
液体分子间存在空隙
分子间有间隙，大量分子却能聚集在一起
形成固体或液体；分子在运动，那固体和
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？
既然分子之间有间隙，为什么压缩固体和
液体很困难？
　分子之间存在引力
分子之间存在斥力
分子间的作用力
F
F斥
F引
r0
O
r
合力，即分子力
横轴表示分子间的距离
纵轴表示分子间的作用力
正值表示F斥
负值表示F引
1.分子间同时存在引力和斥力。
2.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。
3.分子间的作用力F跟分子间距离r的关系
F
r0
O
r
(1)当r＝r0＝10－10 m时，F斥＝F引，分子力F合＝0；
(2)当r>r0时，F斥(3)当rF引，分子力表现为斥力；
(4)当r>10r0时，分子力等于0。
4.产生原因：由原子内部的带电粒子的相互作用引起的。
F
r0
O
r
4.两分子间的作用力F与分子间距r的关系图像如图所示，下列说法中正确的是
A.rB.r1C.r＝r2时，两分子间的引力最大
D.r>r2时，两分子间的引力随r的增大而增大，斥力为零
√
分子间同时存在引力和斥力，r引力，合力表现为斥力，故A错误；
r1增大，故B正确；
分子间同时存在引力和斥力，且均随着两分子间距离的减小而增大，r＝r2时，两分子间的引力不是最大，故C错误；
r>r2时，两分子间的引力随r的增大而减小，斥力不为零，故D错误。
5.(多选)下列说法正确的是
A.水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
B.气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
C.两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难
拉开，这就是分子间存在引力的宏观表现
D.用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这就是分子间存在引力的宏观表现
√
√
水的体积很难被压缩说明分子间存在斥力，故A正确；
气体总是很容易充满容器是分子热运动的结果，而不是分子间存在斥力的宏观表现，故B错误；
当马德堡半球中空气被抽出后，在外部大气压强作用下，球很难被拉开，故C错误；
用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，说明分子之间存在引力，故D正确。
外力作用下三种状态表现不同的原因
1.外力作用下固体很难被压缩的原因是分子间存在斥力；很难被拉伸的原因是分子间存在引力.
2.外力作用下液体很难被压缩的原因是分子间存在斥力.
3.外力作用下气体很容易被压缩的原因是分子间有空隙，气体压缩到一定程度后较难再被压缩，是气体压强的原因.
分子动理论
分子动理论
1.分子动理论：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而建立的理论。
2.基本内容
(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运动；
(3)分子之间存在着相互作用力。
6.(多选)分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质和规律，据此可判断下列说法中正确的是
A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接地反
映了液体分子运动的无规则性
B.分子间的相互作用力随分子间距离的增大，一定先减小后增大
C.分子间引力随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
D.在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素
√
√
小炭粒做布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动，故A正确；
分子间的相互作用力在分子间距r分子间的引力一定随着分子间距的增大而减小，故C错误；
真空环境是为了防止其他杂质的介入，而高温条件下分子热运动加剧，有利于所掺入其他元素分子的扩散，故D正确。
分子动理论的基本内容（二)
目标一
分子热运动
(一)扩散
(二)布朗运动
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运动
直接说明分子在永不停息地做无规则运动
目标二
分子动理论
目标二
分子间的作用力
间接说明分子在永不停息地做无规则运动
(三)分子热运动
永不停息、无规则、温度越高越剧烈
1．r＜r0时，分子力表现为斥力
2．r>r0时，分子力表现为引力
3．分子之间存在着相互作用力