2020-2021学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册课件：1.1分子动理论的基本内容18张PPT

1　分子动理论的基本内容
1.知道分子动理论的内容。
2.知道扩散现象、布朗运动,以及产生的原因;理解分子热运动与温度的关系。
3.掌握分子间引力和斥力以及分子间作用力随分子间距离的变化规律。
4.理解分子的模型,会应用阿伏加德罗常数进行相关计算、估算。
1.物体是由①　大量分子????组成的。在研究物体的热运动性质和规律时,把组成物
体的微粒统称为②　分子????。
2.阿伏加德罗常数:1 mol的任何物质都含有相同的粒子数,这个数量用阿伏加德罗
常数表示,即NA=6.02×1023 mol-1。
1 | 物体是由大量分子组成的
3.分子模型
(1)固体、液体分子可视为③　球体????模型。
(2)气体分子可视为④　立方体????模型,其边长即气体分子间的距离。
1.扩散现象
(1)定义:不同种物质能够彼此⑤　进入对方????的现象。
(2)原因与实质:扩散现象并不是⑥　外界????作用(例如对流、重力作用等)引起的,
也不是化学反应的结果,而是由物质分子的⑦　无规则????运动产生的。
(3)意义:扩散现象是物质分子⑧　永不停息????地做无规则运动的证据之一。
(4)应用:扩散现象在科学技术中有很多应用。例如,在生产半导体器件时,需要在纯
净半导体材料中掺入其他元素。这一过程可以在高温条件下通过分子的⑨　扩散
????来完成。
2.布朗运动
(1)概念:19世纪初,一些人观察到,悬浮在液体中的小颗粒总在⑩　不停????地运动。
2 | 分子热运动
1827年,英国植物学家布朗首先在?　显微镜????下研究了这种运动。后人把悬浮
微粒的这种无规则运动叫作布朗运动
(2)特点:①永不停息;②无规则;③微粒越?　小????,运动就越明显;④温度越?　高
????,运动就越明显。
(3)原因:大量液体分子对悬浮微粒撞击作用的?　不平衡性????造成的。
(4)意义:分子的无规则运动无法直接观察。悬浮微粒的无规则运动并不是分子的
运动,但布朗运动可以间接地反映?　液体????分子运动的无规则性。
3.热运动
(1)概念:把分子永不停息的无规则运动叫作热运动。
(2)宏观表现:?　扩散????现象和?　布朗运动????。
(3)特点:①永不停息;②无规则;③温度越高,分子的热运动越?　剧烈????。
(4)?　温度????是分子热运动剧烈程度的标志。在扩散现象中,温度越高,扩散得越
快。观察布朗运动,温度越高,悬浮微粒的运动就越明显。可见,分子的无规则运动
与温度有关系,温度越高,热运动越剧烈。
1.分子间有空隙
(1)气体: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)液体:水和酒精混合后总体积变?　小????了,这表明液体分子间存在着空隙。
(3)固体:压在一起的金块和铅块,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.分子之间存在着相互作用力
(1)分子间有空隙,大量分子却能聚集在一起,这说明分子之间存在着相互作用力。
(2)当用力拉伸物体时,物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力,此时分子间的
作用力表现为引力。
(3)当用力压缩物体时,物体各部分之间会产生反抗压缩的作用力,此时分子间的作
用力表现为斥力。
3 | 分子间的作用力
3.分子间作用力与分子间距离的关系
(1)当r(2)当r=r0时,分子间的作用力F为0,这个位置称为平衡位置;
(3)当r>r0时,分子间的作用力F表现为引力。
4.产生原因
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。分子间的作用力就是由这些带电粒子的相互作用引起的。
1.基本内容
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?　相互作用力????。
2.统计规律
(1)微观方面:由于分子热运动是无规则的,所以,对于任何?　一个????分子而言,在
每一时刻沿什么方向运动,以及运动的速率等都具有?　偶然????性;
(2)宏观方面:对于?　大量????分子的整体而言,它们的运动却表现出?　规律????
性。
4 | 分子动理论
1.冰冻的衣服也会变干,说明固体分子也在不停地运动。?(　√　)
2.打湿了的两张纸很难分开是因为分子间存在引力。?(　√　)
3.阳光从狭缝中射入教室,透过阳光看到飞舞的尘埃,这些尘埃颗粒的运动就是布
朗运动。?(?????　)
4.将沙子倒入石块中,沙子要进入石块的空隙属于扩散现象。?(?????　)
5.1 mol任何物质都含有NA个粒子。?(　√　)
提示:1 mol的任何物质都含有相同的粒子数,这个数量用阿伏加德罗常数NA表示。
6.只有在气体和液体中才能发生扩散现象。?(?????　)
提示:在气体、液体和固体中都能发生扩散现象。
判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ?” 。
7.热运动是指物体内大量分子的无规则运动。?(　√　)
提示:热运动是指物体内大量分子的无规则运动,这种运动与物体的温度有关。
8.布朗运动和扩散现象都是分子的热运动。?(?????　)
提示:布朗运动和扩散现象都是分子的热运动的宏观体现。
9.大量分子的集体行为遵循统计规律。?(　√　)
提示:任何一个分子的运动具有偶然性,但大量分子的集体行为遵循统计规律。
1 |物体是由大量分子组成的
情境????1 mol水的质量为18 g,大约是我们喝一口水的质量,换句话说,我们喝下一口
水,就喝下了6.0×1023个水分子,如果动员全世界60亿人来数这些分子,每人每秒数一
个,300万年也数不完。1 cm3水中含有3.3×1022个水分子,假如把1 cm3水中所有水分
子一个挨一个地排列起来,将长达100亿千米,可绕地球24.9万圈。
问题
1.从以上情境分析,估算出水分子的质量为多少。
提示:将水的摩尔质量除以1摩尔水的分子数目就能估算水分子的质量。从题中情
境得出水分子的质量m0=?=?=3.0×10-26 kg。
2.从以上情境分析,估算出水分子的体积为多少。
提示:用水的体积除以对应的分子数目就能估算水分子的体积。从题中情境得出
水分子的体积V0=?=?≈3.0×10-29 m3。
阿伏加德罗常数的理解
阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。它把摩尔质量Mmol、摩
尔体积Vmol、物体的质量m、物体的体积V、物体的密度ρ等宏观量,跟单个分子的
质量m0、单个分子的体积V0等微观量联系起来。
注意要点
(1)密度ρ=?=?,但要切记对单个分子ρ=?是没有物理意义的。
(2)阿伏加德罗常数公式NA=?只适用于固体、液体,对气体不成立,这是因为固体和液体分子排列比较紧密,分子间距可以忽略,但气体分子间距较大,分子间距不能忽略。
分子的两种模型
分子模型
意义
分子直径或
分子间的平均距离
图例
球形模型
固体和液体可看成是由一个个紧挨着的球形分子排列而成的,忽略分子间的空隙
?
立方体模型
气体分子间的空隙很大,把气体分成若干个小立方体,气体分子位于每个小立方体的中心,每个小立方体是位于中心的分子占有的活动空间,这时忽略气体分子的大小
?
特别提醒
不论把分子看成球体还是看成立方体,都只是一种简化的模型,是一种近似的处理
方法。由于建立的模型不同,得出的结果稍有不同。
扩散现象的特点
(1)条件:任何情况下都可以发生,与外界因素无关;在固体、液体和气体之间都能发
生。
(2)永不停息:不分季节,也不分白天和黑夜,分子每时每刻都在运动。
(3)温度:在两种物质一定的前提下,温度越高,扩散现象越明显。
(4)无规则性:单个分子的运动无规则,但大量分子的运动又具有规律性,总体上分子
由浓度大的地方向浓度小的地方运动。
布朗运动的特点
(1)现象主体
①布朗运动是悬浮在液体中的微粒的运动,不是微粒中的单个分子的运动,也不是
液体分子的运动。
2 |分子热运动
②微粒的运动是极不规则的,显微镜下看到的微粒运动位置连线并不是运动轨迹。
(2)观察方式——光学显微镜观察
①能做布朗运动的微粒很小,在光学显微镜下可以看到,人眼直接观察不到。
②在阳光下肉眼见到的尘埃微粒是大的颗粒,即使受到周围做无规则热运动的空
气分子的撞击,也无法呈现出布朗运动。
热运动
(1)分子热运动是扩散现象形成的原因,布朗运动是分子热运动的反映,但不能说扩
散现象和布朗运动是热运动。
(2)“无规则运动”是指由于分子之间的相互碰撞,每个分子的运动速度无论是方
向还是大小都在不断地变化。
(3)热运动是对大量分子而言的,对个别分子无意义。
分子间有空隙
(1)扩散现象和布朗运动不但说明分子在永不停息地做无规则运动,同时也说明分
子间有空隙,否则分子就不能运动。
(2)物体的热胀冷缩现象正是由于物体分子间的空隙增大或缩小造成的,这是气
体、液体和固体所共有的现象。
(3)在估测分子大小时,常常把固体或液体分子看作是一个挨一个紧密排列的,其实,
这只是为了研究方便而假设的一种理想化的模型,真实的分子间是有空隙的。
分子之间存在着相互作用力
(1)分子间存在相互作用的引力(如:压紧的铅块结合在一起,它们不易被拉开);
(2)分子间存在相互作用的斥力(如:固体和液体很难被压缩);
3 |分子间的作用力
(3)分子间的引力和斥力同时存在,实际表现出来的分子间作用力是分子引力和斥
力的合力。
注意
压缩气体也需要力,不能说明分子间存在斥力作用。压缩气体时需要的力是用来
反抗大量气体分子频繁撞击容器壁(活塞)时对容器壁(活塞)产生的压力。
分子间作用力随分子间距离变化的规律
?
(1)r=r0:分子间的引力和斥力相互平衡,此时分子间的作用力为零。
(2)r斥力大于引力,此时分子之间的作用力表现为斥力(引力仍然存在)。
(3)r>r0:随着分子之间距离的增大,引力和斥力同时减小,但斥力减小得更快一些,故
引力大于斥力,此时分子之间的作用力表现为引力(斥力仍然存在)。
(4)r>10r0:分子之间的作用力已经变得十分微弱,可以忽略不计。