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第七章 分子动理论
第七章 分子动理论
空隙
减小
扩散
同时
合力
减小
增大
快
＜
＝
＞
分子
无规则运动
引力
斥力
无规则
统计
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第3节 分子间的作用力
1.知道分子间存在空隙． 2.知道分子间同时存在着引力和斥力，分子力是引力与斥力的合力．知道分子间的作用力随分子间距离变化而变化的规律．能用分子力解释有关现象． 3.了解分子动理论的内容．
一、分子间的作用力
1．分子间有空隙
(1)气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙．
(2)水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子之间存在着空隙．
(3)压在一起的金片和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子之间也存在着空隙．
2．分子间的相互作用
(1)分子引力和斥力同时存在，分子力是指分子引力和斥力的合力．
(2)分子引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随距离的减小而增大．
(3)当分子间距离变化时，分子斥力比引力变化的快．
①当r＜r0时，F引＜F斥，分子力表现为斥力；
②当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为0；
③当r＞r0时，F引＞F斥，分子力表现为引力；
④当r＞10r0时，F引→0，F斥→0，分子力为零．
(1)固体和液体分子之间没有空隙，气体分子间有空隙．( )
(2)分子间的引力随分子间距离的增大而增大，而斥力随距离的增大而减小．( )
(3)当两分子间距为r0时，分子力为零，没有引力也没有斥力．( )
(4)当分子间的距离达到无穷远时，分子力为零．( )
提示：(1)× (2)× (3)× (4)√
二、分子动理论
1．分子动理论的内容：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，分子之间存在着引力和斥力．
2．统计规律：物体是由大量的分子组成的，每个分子的运动都是无规则的、带有偶然性的，但大量分子的运动却有一定的规律，这种由大量偶然事件的整体所表现出来的规律叫做统计规律．
物体是由大量分子组成的，分子又在永不停息地做无规则运动，那么为什么大量分子能聚在一起形成液体或固体而不散开？
提示：由于分子间存在引力，引力使分子聚集在一起不分开．
分子力与分子间距离变化的关系
1．分子力：在任何情况下，分子间总是同时存在着引力和斥力，而实际表现出来的是分子力，分子力是分子引力和斥力的合力．
2．分子力与分子间距离变化的关系
(1)平衡位置：分子间距离r＝r0时，引力与斥力大小相等，分子力为零．平衡位置即分子间距离等于r0(数量级为10－10 m)的位置．
(2)分子间的引力和斥力随分子间距离r的变化关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，但斥力减小得更快．
(3)分子力弹簧模型：分子间的相互作用力像弹簧连接着的两个小球间的相互作用力．小球代表分子，弹簧的弹力代表分子斥力和分子引力的合力，如表所示：
分子力F随分子间距离r的变化关系图象 分子间距离 分子力 分子力弹簧模型
r＝r0 零 象征分子力合力为零
r r>r0 表现为引力，且分子力随分子间距的增大，先增大后减小 象征分子力的合力为引力
命题视角1 分子力与分子距离的关系
(多选)两个分子从靠近得不能再靠近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，直到大于分子直径的10倍以上，这一过程中关于分子间的相互作用力的下列说法中正确的是( )
A．分子间的引力和斥力都在减小
B．分子间的斥力在减小，引力在增大
C．分子间相互作用的合力在逐渐减小
D．分子间相互作用的合力，先减小后增大，再减小到0
[解析] 分子间同时存在着引力与斥力，当距离增大时，引力和斥力都在减小，只是斥力减小得比引力快．当分子间距离rr0时，分子间的斥力小于引力，因而表现为引力；当r＝r0时，合力为0；当距离大于10r0时，分子间的相互作用力可视为0.所以分子力的变化是先减小后增大，再减小到0.选项A、D正确．
[答案] AD
(1)无论分子间的距离如何，分子引力和分子斥力都是同时存在的，不会出现只有引力或只有斥力的情况．
(2)要注意“分子力表现为引力或斥力”与“分子引力”和“分子斥力”不是同一个概念．
命题视角2 分子在分子力作用下的运动分析
在使两个分子间的距离由很远(r0＞10－9 m)变到很难再靠近的过程中，分子间的作用力大小将( )
A．先减小后增大
B．先增大后减小
C．先增大后减小再增大
D．先减小后增大再减小
[解析] 分子间同时存在引力和斥力，当两个分子间的距离由很远(r＞10－9m)变到很难再靠近的过程中，引力和斥力同时增加，但斥力增加的更快；故其合力先表现为引力，后表现为斥力，但引力有一个最大值，故选C．
[答案] C
命题视角3 分子力做功分析
甲、乙两个分子相距较远，若把甲固定，使乙逐渐向甲移动，直到不能再靠近为止．在这一过程中，下列有关分子力对乙做功的说法中正确的是( )
A．分子力对乙总是做正功
B．分子力对乙总是做负功
C．先是乙克服分子力做功，然后分子力对乙做正功
D．先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功
[解析] 分子间的距离大于r0时，分子力表现为引力，分子乙在靠近平衡位置的过程中，分子力对乙做正功；当分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，当分子乙继续向分子甲靠近的过程中，分子力做负功．选项D正确．
[答案] D
分子力问题的分析方法
(1)首先要分清分子力是引力还是斥力．
(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小．
(3)分子力比较复杂，要抓住两个关键点：一是r＝r0时，分子力为零但引力和斥力均不为零．二是r≥10r0时，分子力以及引力、斥力都可忽略，可以看做是零．所以当rr0时，分子间距由r0增大到10r0的过程中，分子力先增大后减小．
【通关练习】
1．固态物体中分子间的引力和斥力是同时存在的，则对其中的引力和斥力，下列说法中正确的是( )
A．当物体被压缩时，斥力增大，引力减小
B．当物体被压缩时，斥力、引力都增大
C．当物体被拉伸时，斥力减小，引力增大
D．当物体被拉抻时，斥力、引力都增大
解析：选B.依据分子力随距离的变化关系可知，引力和斥力都随距离的减小而增大，随距离的增大而减小．当物体被压缩时，斥力和引力均增大，故A错误、B正确．当物体被拉伸时，斥力和引力均减小，故C、D均错误．
2. (多选)如图所示，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关系图象如图．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过程中呈现引力，从r2到r1过程中呈现斥力
C．乙分子从r3到r1过程中，两分子间的分子力先增大后减小
D．乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先减小后增大
解析：选AC．乙分子从r3到r1一直受甲分子的引力作用，且分子间作用力先增大后减小，故乙分子做加速运动，A、C正确；乙分子从r3到r1过程中一直呈现引力，B错误；乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先增大后减小再增大，D错误．
用分子动理论解释热现象
分子间有相互作用力的宏观表现
(1)当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子间将表现为引力以抗拒外界对它的拉伸．
(2)当外力欲使物体压缩时，组成物体的大量分子间将表现为斥力以抗拒外界对它的压缩．
(3)大量的分子能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在引力．固体有一定形状，液体有一定的体积，而固体、液体分子间有空隙，却没有紧紧地吸在一起，说明分子间还同时存在着斥力．
(多选)对下列现象的解释正确的是( )
A．两块铁经过高温加压将连成一整块，这说明铁分子间有吸引力
B．一定质量的气体能充满整个容器，这说明在一般情况下，气体分子间的引力很微弱
C．电焊能把两块金属连接成一整块是分子间的引力起作用
D．破碎的玻璃不能把它们拼接在一起是因为其分子间斥力作用的结果
[解析] 高温下铁分子运动非常激烈，两铁块上的铁分子间距很容易充分接近到分子力起作用的距离内，所以两块铁经过高温加压将很容易连成一整块，电焊也是相同的原理，所以A、C项正确；通常情况下，气体分子间的距离大约为分子直径的10倍，此种情况下分子间引力非常微弱，气体分子可以无拘无束地运动，从而充满整个容器，所以B项正确；玻璃断面凹凸不平，即使用很大的力也不能使两断面间距接近到分子引力作用的距离，所以碎玻璃不能接合，若把玻璃加热，玻璃变软，即可重新接合，所以D项错误．
[答案] ABC
分子动理论是在大量实验观察的基础上，通过分析推理总结形成的一种科学理论，反过来，利用它又能说明生活实践中与之相关的许多实际问题．
将下列实验事实与产生的原因对应起来．
A．水与酒精混合体积减小
B．固体很难被压缩
C．细绳不易被拉断
D．糖在热水中溶解得快
E．冰冻食品也会变干
a．固体分子也在不停地运动
b．分子运动的剧烈程度与温度有关
c．分子间存在空隙
d．分子间存在着引力
e．分子间存在着斥力
它们之间的对应关系分别是：(1)_______________，(2)____________，(3)____________，(4)____________，(5)____________．(在横线上填上实验事实与产生原因的符号)
解析：A．水和酒精混合后体积变小，说明分子间有空隙；B．固体很难被压缩说明分子间有斥力；C．细绳不易被拉断，说明分子间有引力；D．糖在热水中溶解得快，说明温度越高，分子热运动越剧烈；E.冷冻食品也会变干，说明固体分子也在做无规则运动．
答案：(1)Ac (2)Be (3)Cd (4)Db (5)Ea
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