(共25张PPT)
第2节 分子动理论的初步知识
1.知道分子，原子等是构成物质的基本微粒，知道分子热运动的特点，了解分子间存在作用力，能利用分子动理论解释相关现象。
2.经历通过宏观现象推测物质微观结构的过程，培养模型建构，科学推理能力。
3.经历观察，分析和解释简单热现象的过程，培养基于证据得出结论，作出解释的意识。
4.通过学习分子动理论的初步知识，初步体会物理学中通过模型和推理来认识自然的方式。
教学目标
"墙角数枝梅，凌寒独自开。遥知不是雪，为有暗香来。"这首诗描绘了梅花不惧严寒，傲然独放的情境(右图)。你知道花香是怎么传播到远处的吗
问题
物质的构成
物质是由什么组成的
两千多年前，古希腊思想家德谟克利特认为，万物都是由极小的，不可分割的微粒"原子"组成的，人可以闻到不同的气味，是因为这些气味的"原子"飘到了人的鼻子里。
现代科学研究发现，常见的物质是由极其微小的粒子——分子(molecule)、原子(atom)等构成的。
电子显微镜下的苯分子
电子显微镜下的金原子
在研究与热学有关的问题时，这些微观粒子可以不必区分，都看作分子。如果把分子看成小球，一般分子的直径只有百亿分之几米，人们通常以10-10m为单位来量度分子。分子如此之小，人们用肉眼甚至光学显微镜都分辨不出它们。不过，电子显微镜可以帮助我们观察到这些微小的粒子(上图)。
构成物质的分子是静止的还是运动的 相互之间有没有作用力 虽然用肉眼不能直接观察到分子，但人们可以通过物体的一些宏观表现来推断构成它们的分子的情况。
二氧化氮的密度比空气大。在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开(右图)。
分子热运动
演示
气体的扩散(录像)
抽掉玻璃板后，观察发生的现象。
二氧化氮能进入上面的瓶子里吗
由实验可以看到，两个瓶子内的气体会混合在一起，最后颜色变得均匀。像这样，不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫作扩散(diffusion)。
扩散现象也可以发生在液体之间。在玻璃筒里装一半清水，用细管在水的下面注人硫酸铜的水溶液。由于硫酸铜溶液的密度比水大，会沉在玻璃筒的下部，因此可以看到无色的清水与蓝色硫酸铜溶液之间有明显的界面。
静放几天，界面就逐渐变得模糊不清了。
固体之间也能发生扩散。有人曾经把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年后再将它们切开，可以看到它们互相渗入约1mm深。
在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的冷水。用相同的滴管同时分别向两个烧杯中滴入一滴墨水，观察哪个烧杯中的墨水扩散得快。扩散的快慢与温度有什么关系
演示
墨水扩散快慢与温度的关系
扩散现象等大量事实表明：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。这种无规则的运动叫作分子的热运动(thermal motion)。分子运动越剧烈，物体的温度越高。
既然分子在不停地运动，那么为什么固体和液体中的分子通常不会飞散开，而总是聚合在一起，保持一定的体积呢
分子间的作用力
如右图所示，将两个铅柱的底面削平，削干净，然后紧紧地压在一起，两个铅柱就会结合起来，甚至下面吊一个20kg的重物都不能把它们拉开。
演示
铅柱间的作用力
你觉得不能把两个铅柱拉开的原因是什么
两个铅柱没有被重物拉开，主要是因为两个铅柱的分子之间存在引力。固体和液体的分子之间存在引力，这种引力使得固体和液体的分子不致散开，因而固体和液体能保持一定的体积。
从扩散现象还可以看出，物体的分子不是紧密地挤在一起，而是彼此间存在间隙。既然如此，那么为什么压缩固体和液体很困难呢
这是因为除了引力，分子之间还存在斥力。
分子之间既有引力又有斥力。当固体被压缩时，分子间的距离变小，作用力表现为斥力；当固体被拉伸时，分子间的距离变大，作用力表现为引力。
固体分子间的距离小(右图)，不容易被压缩和拉伸，固体具有一定的体积和形状。
水晶固体
水晶分子
如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。
气体分子之间的距离就很远(右图)，彼此之间几乎没有作用力，因此，气体具有流动性，容易被压缩。
气球里有气体
气体分子
通常，液体分子之间的距离比气体小很多，比固体略大(右图)。液体分子之间的作用力比固体小。液体分子没有固定的位置，运动比较自由。这样的结构使得液体较难被压缩，没有确定的形状，具有流动性。
瀑布
液体分子
这是因为在常温常压下，气球内气体分子的无规则热运动比较剧烈，能够挣脱相互作用的束缚，处于一种"自由"的状态。
通过以上分析及相关研究发现：常见的物质是由大量分子构成的，物质内的分子在不停地做热运动，分子之间存在引力和斥力。这就是人们用来解释热现象的分子动理论的初步知识。
各种热现象的微观本质都是分子的热运动。例如，将一个充满空气的气球放入温度约为 -196℃的液氮中，气球会变扁平。
在液氮中，分子热运动急剧减弱，分子间的相互作用将分子束缚在一起，空气变成了液体。空气从气体变为液体时，体积大大减小。
小结
分子动理论的初步知识
常见的物质是由大量分子构成的
物质内的分子在不停地做热运动
扩散
分子热运动
分子之间存在引力和斥力
练习与应用
1.把分子看成小球，将它们一个挨一个地紧密平铺成一层，组成一个单层分子的正方形，边长为1cm。这个正方形中约有多少个分子
1016个
分子的直径约为10-10m,1cm的长度能排列约 =108个分子。
边长1cm的正方形中能排列的分子数约为108x108=1016个。
2.扩散现象跟人们的生活密切相关。它有时有用，如腌制鸭蛋就是通过扩散使盐进入蛋中的；
有用的扩散现象：
兑制糖水
腌制酸黄瓜
蚊香驱蚊
它有时又有害，如人造木板黏结剂中的甲醛扩散到空气中造成环境污染。
请你分别列举一个扩散现象有用和有害的实例。
有害的扩散现象：
垃圾堆臭气熏天
有毒气体泄漏
房间里有人吸烟
3.两个杯子中分别盛有质量相等的冷水和热水，
因为分子的热运动跟温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，扩散也越快。
热水更甜一些。
向其中分别放入同样的糖块，经过相同的时间后(两个杯子中的糖块都还没有全部溶解)，请推断哪杯水会更甜。为什么
4、把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面(用吸盘吸住玻璃板或用细线绑住玻璃板)，读出测力计的示数（甲图）。
弹簧测力计的示数有什么变化 请你说说示数变化的原因。
然后使玻璃板水平接触水面，稍稍用力向上拉玻璃板(乙图)。
因为玻璃和水接触时玻璃分子和水分子间的距离在分子力作用的范围内，向上稍微拉玻璃板时，玻璃分子和水分子间的距离略微变大，分子间的作用力表现为引力，因此弹簧测力计的示数将变大。
弹簧测力计的示数变大。
5.在甲图中的注射器里封有空气，乙图中的注射器里封有相同体积的水。
用手推动活塞可以压缩空气，但很难压缩水，说说为什么。
气体分子之间的距离很大，彼此之间几乎没有作用力，因此气体容易被压缩；液体分子之间的距离比气体小很多，分子之间的作用力比较大，使得液体很难被压缩。
6.下表归纳了物质固，液，气三态的微观特性和宏观特性，请完成这个表格。
物态 微观特性 宏观特性 分子间距离 分子间作用力 有无固定形状 有无固定体积
固态 很大
液态 较大 较大
气态 很大
很小
很小
无固定形状
无固定体积
有固定形状
有固定体积
无固定形状
有固定体积
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Thanks!
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