1.1 分子动理论的基本内容 课件- 2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册(共17张PPT)

(共17张PPT)
第一章 分子动理论的基本内容
第1节 分子动理论
新教材人教版 物理（高中选择性必修第三册）
第一课时
课堂引入
知识点：
1、理解物体是由大量分子组成的；
2、理解扩散现象，能解释布朗运动。知道扩散现象在实际中的应用；
3、知道分子间存在间隙，明确分子间作用力的变化规律；
4、知道分子动理论的基本内容。
学习目标
思考与讨论：暮春时节，金黄的油菜花铺满了原野。你有没有想过，为什么能够闻到这沁人心脾的香味呢
古希腊学者德谟克利特早就对此作出了解释，他认为这是由于花的原子飘到了人们鼻子里。
这些“花的原子”究竟是怎么运动的 物质究竟是由什么组成的呢？
一、物体是由大量分子组成的
研究热学运动性质和规律：分子、原子、或者离子这些组成物体的微粒统称为分子。
研究化学性质：组成物质的微粒是分子、原子、或者离子。
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。
扫描隧道显微镜
石墨表面原子的排布图
扫瞄隧道显微镜下的硅片表面原子的图像
一般分子直径的数量级都是10-10m、质量的数量级为10-26kg。
（1）固体、液体
球形模型
d
d
d
d
在计算固体和液体分子大小时，看成一个近似的物理模型，一般可把分子看成是一个小球，小球紧密排列在一起（忽略小球间的空隙）。则：
分子的直径
1. 分子模型的建立
一、物体是由大量分子组成的
（2）气体
立方体模型
气体分子间的平均距离
d
d
d
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：
一、物体是由大量分子组成的
3．阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁．
宏观量
物质的摩尔质量M
物质的体积V
物质的摩尔体积Vmol
物质的密度ρ
物质的量（摩尔数）n
物质的质量m
微观量
单分子质量m0
单分子体积V0
分子的直径d
一、物体是由大量分子组成的
分子的数目N
2．阿伏加德罗常数NA：1摩尔（mol）任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数.
4. 有关计算：
（2）分子的体积 v0
（1）分子质量m0：
一、物体是由大量分子组成的
（3）单位质量所含分子数：
（4）单位体积所含分子数：
适用于固体、液体和气体
适用于固体、液体；气体V0表示每个气体分子所占据的活动空间的体积！
适用于固体、液体和气体
适用于固体、液体和气体
（5）气体分子间的平均距离：
（6）固体、液体分子直径：
二、分子热运动
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。
引起扩散的原因：是物质分子的无规则运动产生的。
酱油的色素分子扩散到蛋清中
扩散特点
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。
扩散意义：
扩散应用：
在纯净半导体材料中掺入其他元素。
二、分子热运动
2、布朗运动
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.
思考与讨论
①.花粉微粒在显微镜下的运动有规律吗？
无规则运动
②.花粉微粒的大小对运动是否有影响？
与微粒大小有关，越小越明显。
二、分子热运动
③.图中折线是否为花粉微粒的运动轨迹？
不是运动轨迹
④.这些折线反映了微粒的运动什么特点？
无规则的特点
⑤.你能预测微粒下一时刻的运动到的位置吗？
不能
三颗微粒每隔30秒位置的连线图
（1）定义：悬浮微粒的无规则运动。
（2）布朗运动是颗粒运动，不是分子运动，但布朗颗粒的无规则性运动间接反映了（液体）分子无规则的运动。
颗粒小
温度高
瞬间与微粒撞击的分子数越少
撞击作用的的不平衡性越明显
液体分子运动越激烈
布朗运动越明显
对布朗微粒撞击频率和强度越高
（3）影响布朗运动的因素
二、分子热运动
3、热运动：分子永不停息的无规则运动叫作热运动。
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.
温度越高，热运动越激烈
特点：
永不停息
无规则
第一章 分子动理论的基本内容
第1节 分子动理论
新教材人教版 物理（高中选择性必修第三册）
第二课时
三、分子间的作用力
气体容易被压缩
酒精和水混合后体积变小
热胀冷缩、铅合金的扩散现象
1、分子间有空隙
2、分子之间存在着相互作用力
引力作用
斥力作用
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.
物体很难被拉伸
大量分子能聚在一起形成液体或固体而不离散成一群独立的单个分子.
物体很难被压缩
分子间有引力，分子却没有紧紧吸在一起而还有空隙.
⑴分子间引力和斥力随分子间距的变化曲线
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 。
①分子间的引力和斥力同时存在
三、分子间的作用力
分子间引力和斥力的变化规律
实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）。
本质：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。
⑵分子力随分子间距的变化规律
三、分子间的作用力
分子间引力和斥力的变化规律
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。（分子力是短程力）
2.分子动理论的内容：
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热运动
③分子间存在着相互作用力
1.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。
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）。
四、分子动理论
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.
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)
五、课堂小结