(共34张PPT)
苏科版(2024)八年级下册物理
第十章 从粒子到宇宙
第 1 课时 走进分子世界
物质是由大量分子组成的
我们生活在一个物质世界里。有高山、河谷、小桥、流水、青树、绿叶,还有……
高楼、大厦、桌椅、板凳……包括我们自己。
从外表看,各种形态的物质似乎都是连续的,凭肉眼无法看到它们内部的微小结构。
物质是由大量分子组成的
但事实上,任何物质都可以分解成更小的颗粒。
我们肉眼看到的铅笔笔迹是连续的一条线,但在显微镜下却是由一个个孤立的小颗粒组成。
物质是由大量分子组成的
随着科学技术的进步,人们发明了各种探测微观世界的工具
人们发现:小颗粒可以不断地分成更小的颗粒。
物质是由大量分子组成的
人们通过这些不断迭代更新的显微镜,获得了大量的物体是由更小颗粒组成的证据。
科学家发现,物质被分到一定程度后,就不再保持其原有的性质了。
物质是由大量分子组成的
科学家把能保持物质化学性质的最小微粒称为分子。
分子很小,若把分子看成一个小球,则一般分子直径的数量级为 10-10 m。例如,水分子的直径约为 4×10-10 m,氢气分子的直径约为 2.3×10-10 m。
若每一个人只有分子那么大,则全中国14亿人一个挨一个的排成一行,总长度约为0.56米。
1毫升水(1克水)含水分子的数量为 3.3 4×1022 个,若1s钟数一个,约需要1千万亿年(107年)才能数完。
物质是由大量分子组成的
由此可见:
分子间有空隙
思考:
半桶西瓜和半桶芝麻混起来装,能不能装满一桶?为什么?
分子间有空隙
做一做
如图 10-2 所示,向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注入酒精直至充满。封闭管口,将玻璃管反复翻转,使酒精和水充分混合,观察混合前后水和酒精总体积的变化。
现象:
总体积变小
说明什么?
分子之间有空隙
分子间有空隙
根据热胀冷缩的知识,你认为哪一种状态的物体分子间空隙最大?哪一状态的物体分子间空隙最小?
分子间有空隙
分子的运动
做一做
1. 如图 10-5 所示,在两个容器中分别倒入醋和酱油,你能通过嗅气味的方法来鉴别它们吗?
为什么你能嗅到醋或酱油的气味?
因为醋或酱油的分子已经运动到我们的鼻腔。
这一现象说明了什么?
说明组成物质的分子是在不断地运动的,而不是静止不动的。
分子的运动
做一做
2. 如图 10-6 所示,将一滴红墨水滴入水中,观察红墨水在水中散开的现象。
该现象说明液体分子是运动的。
分子的运动
生活中还有哪些证据支持你的结论?
该现象说明气体分子是运动的。
分子的运动
生活中还有哪些证据支持你的结论?
有人曾做过这样的实验:将铅片和金片压紧后放置几年,也能 观 察 到 铅 和 金 相 互 渗 入 的 现象,如图 10-7 所示。
该现象说明固体分子也是运动的。
分子的运动
生活中还有哪些证据支持你的结论?
在教室里打开酒精瓶,不一会儿整个教室都能嗅到酒精味。
糖放入水中不久,整碗的水都变甜了。
美味佳肴,香气扑鼻
分子的运动
1827年,苏格兰植物学家罗伯特布朗为更清楚的观察花粉的形态,他将花粉溶于水中(以便观察到更小的颗粒)然后放在显微镜下观察,他竟然发现水中的花粉悬浮的微小颗粒不停地作不规则的曲线运动……
分子的运动
注意:
花粉颗粒的无规则运动,本身不是分子的无规则运动(因为花粉颗粒是由很多很多分子组成的)。
而是由于水分子的运动,撞击着花粉颗粒做无规则运动。
通过观察花粉颗粒做无规则运动,间接地证明水分子在永不停息地做无规则运动。
分子的运动
分子的无规则运动与温度有关,温度越高分子运动得越快。
分子间的相互作用
分子间的相互作用
做一做
1. 如图 10-8(a)所示,将两个端面平整的铅块相互紧压,它们会粘在一起吗?
2. 如图 10-8(b)所示,在两个压紧的铅块下面挂上钩码,试一试,能挂几个?
你能得出什么结论?
分子之间存在引力。
分子间的相互作用
思考:既然分子间有空隙,且分子间存在引力,那么物体应该很容易被压缩。但事实上,固体和液体都很难被压缩。这又是为什么?
这是因为,分子间不但存在引力,同时还存在着斥力。
就像弹簧一样,拉了它,它要收缩;压了它,它要伸长。
但与弹簧不一样的是:分子的引力和斥力是同时存在的。
分子间的相互作用
分子间引力和斥力的关系
1.在某一温度下,分子与分子之间有一个平衡距离r0。
r0
2.当分子间的距离r=r0时,分子间的引力等于斥力。
3.当分子间距离r从r0逐渐增大时,引力和斥力都变小,但斥力变小得更快,表现为相互吸引。
4.当分子间距离r从r0逐渐减小时,引力和斥力都变大,但斥力变大得更快,表现为相互排斥。
5.当分子间的距离大于分子直径10倍时,无论是引力和斥力,其相互作用力可以忽略不计,分子可以自由运动。
F引
F斥
F引
F斥
F引
F斥
分子动理论
科学家把关于分子、分子运动和分子间相互作用的认识,称为分子动理论。
分子动理论
用分子动理论解释固体、液体和气体的物质状态
固体:
分子间的距离较小,固体分子间距离的数量级一般为 10-10 m(约一个分子的大小)。
由于分子间的距离较小,分子间的作用力就较大,能够将固体分子有规律地排列在一起,并且绝大多数分子只能在固定位置附近振动。因此,固体有一定的体积和形状。
分子动理论
用分子动理论解释固体、液体和气体的物质状态
液体:
分子间的距离比固体分子间距离略大。
由于分子间比固体分子间距离略大,液体分子间作用力比固体小,因此无法将液体分子紧密束缚在一起。液体分子可以在一定范围内运动。因此,液体有一定的体积,但没有一定的形状。
分子动理论
用分子动理论解释固体、液体和气体的物质状态
气体:
分子间的距离更大。气体分子间距离通常为固体分子间距离的 10 倍左右。
由于分子间的距离很,气体分子间作用力很小,几乎可以忽略不计。所以气体分子能自由地在空间运动,并充满它所能到达的全部空间。因此,气体既没有固定的形状,也没有固定的体积
1. 如图 10-11 所示,将一勺糖放入一杯水中,稍等片刻后描述并解释你所观察到的现象。
现象:糖在水中逐渐消失,整杯水慢慢变甜,最终形成均一、稳定的糖水混合物。
解释:这是因为分子在不断地做无规则运动。糖由糖分子构成,水由水分子构成。当把糖放入水中后,糖分子会在水分子的作用下,逐渐向水分子的间隙中扩散。随着时间的推移,糖分子会均匀地分散在水分子之间,使得整杯水都具有了甜味,形成了一个均一、稳定的溶液。同时,由于分子间存在间隙,糖分子能够进入水分子的间隙中,所以糖溶解后,总体积并不会简单地等于糖和水的体积之和。
2. 放在衣柜里的樟脑丸过一段时间会变小,并且在空气中能够嗅到它的味道,请解释这一现象。
樟脑丸变小且能在空气中嗅到其味道,是因为樟脑丸发生了升华现象,这背后涉及到分子的运动。具体解释如下:
升华现象:樟脑丸是由樟脑分子组成的,在常温下,樟脑丸表面的樟脑分子由于获得了足够的能量,直接从固态变成气态,这个过程叫做升华。所以,我们会看到樟脑丸过一段时间后变小了。
分子运动:分子在不停地做无规则运动。升华后的樟脑分子会在空气中不断运动、扩散。当这些樟脑分子进入我们的鼻腔,刺激到嗅觉感受器,我们就能嗅到樟脑丸的味道。
3. 宋代诗人陆游在《村居书喜》中写道:“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴。”试解释“花气袭人”的原因。
“花气袭人” 是因为分子的热运动。具体原因如下:
花朵中的芳香物质由大量分子组成,这些分子在不断地做无规则运动。
温度是影响分子热运动剧烈程度的重要因素。诗中 “骤暖” 表明气温突然升高,根据分子热运动理论,温度升高时,分子的热运动变得更加剧烈。
因此,花朵中的芳香分子会更快速地向周围空气中扩散,使得周围空气中芳香分子的浓度增加,从而让人能够明显地感觉到 “花气袭人”。
下课了!同学们再见!