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1、第七章分子动理论第一节物体是由大量分子组成的一、物体是由大量的分子组成的(1)一般分子直径的数量级是1010m.若把两万个分子一个挨一个地紧密排列起来，约有头发丝直径那么长一点，若把一个分子放大到像芝麻那么大，则芝麻被成比例地放大将到地球那么大(2)人们不可能用肉眼直接观察到分子，也无法借助光学显微镜观察到，通过离子显微镜可观察到分子的位置，用扫描隧道显微镜 (放大数亿倍 )可直接观察到单个分子或原子. 二、实验：用油膜法估测分子的大小(1)实验目的估测油酸分子的大小学习用宏观量间接测量微观量的原理和方法(2)实验原理 : dV /S(3)实验器材注射器或滴管、量筒、痱子粉(或石膏粉 )、浅盘
2、、水、酒精、油酸、玻璃板、彩笔、坐标纸(4)实验步骤取 1 毫升 (1cm3)的油酸溶于酒精中，制成500 毫升的油酸酒精溶液往边长约为30cm40cm 的浅盘中倒入约2cm 深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上用滴管 (或注射器 )向量筒中滴入n 滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1mL，算出每滴油酸酒精溶液的体积V01nmL. 用滴管 (或注射器 )向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积据油
3、酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，据一滴油酸的体积V 和薄膜的面积S ，算出油酸薄膜的厚度 dVS，即为油酸分子的直径比较算出的分子直径，看其数量级(单位为 m)是否为 1010，若不是 1010须重做实验思考 1：油酸分子的形状真的是球形吗？排列时会一个紧挨一个吗？答案：实际分子的结构很复杂，分子间有空隙，认为分子是球形，且一个紧挨一个排列，是一种近似模型，是对问题的简化处理 .估算在物理学和研究中都是很有用的思考 2：是不是所有的分子都看做球形？固体、液体分子可视为球形，且分子间紧密排列没有间隙；气体分子在一个正立方体的空间范围内活动，可以近似认为气体分子均匀分布，即认为每个
4、气体分子占据一个正方体，其边长即为气体分子间的距离(5)本实验的注意事项酒精油酸溶液配制好后，不要长时间放置，以免浓度改变，影响实验（油酸难溶于水，酒精 稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度,使油酸 分子 尽可能的少在竖直方向上重叠,更能保证其形成单层分子 膜）酒精油酸溶液的浓度应小于1100为宜痱子粉的用量不要太大，否则不易成功（作用：因为油和水颜色相近，不易分辨。撒上痱子粉 或石膏粉后油的扩散可以将 痱子粉 或石膏粉排开，这样油的面积大小 就很清楚了。）滴管胶头高出水面就在1cm 之内，否则油膜难以形成要待油膜形状稳定后，再画轮廓做完实验后， 把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后
5、用脱脂棉擦净，最后用水冲洗， 以保持盘的清洁三、阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数NA6.021023mol1阿伏加德罗常数的含义：1 摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数叫阿伏加德罗常数其值是6.021023mol1，这个数常用NA 表示，是微观世界的一个重要常数00()AVMNvm只适用于固体和液体精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 第二节分子的热运动一：扩散现象1.定义：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。温度越高，扩散现
6、象越明显。扩散现象不仅发生在气体和液体之间，也会发生固体在之间扩散原因：分子运动所致2.扩散现象说明（1）直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动,温度越高分子运动越剧烈（2）扩散说明：分子间有间隙。二：布朗运动1布朗运动：悬浮在液体 (气体）中的固体微粒永不停息的无规则运动叫做布朗运动追踪一个微粒的运动：布朗是英国的一位植物学家。1827 年，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在不停地作无规则运动。布朗经过反复观察后，写下了这样的一段文字：“ 我确信这种运动不是由于液体的流动所引起，也不是由于液体的逐渐蒸发所引起，而是属于粒子本身的运动。”
7、悬浮的微粒足够小时，受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的。在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用强，致使微粒运动。在下一瞬间，微粒在另一方向受到的撞击作用强，致使微粒又向其它方向运动。这样，就引起了微粒的无规则运动。2布朗运动产生的原因：大量液体分子永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因即：液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因布朗运动是观察到的悬浮小颗粒(足够小 )的无规则运动，不是分子的运动。但它间接反映了气体、液体分子在不停地做无规则的热运动。影响因素： 颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动就越明显。布朗运动能够
8、在液体和气体中发生！三：扩散现象和布朗运动的区别：（1）所谓扩散现象，指的是不同物质相互接触时，可以彼此进入对方中去的现象. （2）所谓布朗运动，指的是悬浮在液体中的固体颗粒所作的无规则运动. （3）扩散现象是分子运动的直接证明；布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动. 从较暗的房间里观察到入射阳光的细光束中有悬浮在空气里的尘埃微粒在左右上下游动，尘埃微粒的运动是布朗运动吗？为什么？布朗微粒是很小的，需要在显微镜里观看，尘埃粒子在阳光下肉眼就可见了，这样大的颗粒，就是受到周围作无规则热运动的空气分子的撞击，也无法呈现出布朗运动来的。四、热运动扩散现象和布朗运动都表明分子在永不停息地作无规则的运
9、动，而且温度越高，分子的无规则运动就越激烈。这说明物体的温度高低是与内部分子无规则运动的剧烈程度直接相关的。因此，物理学中把物体内部大量分子的无规则运动称为热运动。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 第三节分子间的作用力1、分子间存在空隙：固体分子间、液体分子间、气体分子间共有的现象！（酒精和水混合）2、分子间同时存在引力和斥力问题1：:既然分子在运动，且之间又有空隙，那么固体和液体中的分子为什么不会飞散开，而总是聚合在一起，保持一定
10、的体积呢？分子之间存在引力，如拉伸物体需要用力，两块纯净的铅压紧后，很难拉开问题 2：既然分子之间有间隙，为什么压缩固体和液体很困难？分子之间存在斥力，如压缩物体要用力，固体和液体的体积很难被压缩。3、分子力： 分子间引力和斥力的合力。引起分子间相互作用力的原因：分子间相互作用力是由原子内带正电的原子核和带负电的电子间相互作用而引起的。4、分子间同时存在着引力和斥力：分子间同时存在引力和斥力，某些情况下表现为引力，在某些情况下表现为斥力，它们的大小都跟分子间的距离有关。分子引力和斥力与分子间距的变化图：分子力及引力和斥力的大小跟分子间距离的关系：1.引力和斥力都随距离的增大而减小。2.斥力随距
11、离变化比较快。3.当 r =r0时， F引F斥，F分0，分子力为零。(r0数量级为 10-10m,距离为 r0的位置 ,叫做平衡位置。) 4.当 r r0时，随 r 的减小， F引、F斥都增大， F斥比 F引增大得快， F斥F引，分子力表现为斥力，r 减小，分子力增大。5.当 r r0时，随 r 的增加， F引、F斥都减小， F斥比 F引减小得快， F斥 F引，分子力表现为引力，r 增大，分子力减小。6.当 r10r0（10-9m)时，分子间距过大，分子间已无作用力，分子力等于0，分子力是短程力。分子动理论的基本内容：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
12、相互作用的引力和斥力统计规律：1、微观方面：对于任何一个分子而言，运动都是不规则的，带有偶然性。2、宏观方面：对于大量分子的整体而言，它们表现出规律性。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。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 第四节温度和温标一、状态参量与平衡态1、热力学系统： 热力学研究中的研究对象，一般由大量分子组成。系统以外与系统发生相互作用的其他物质统称为外界或环境 。例如，用酒精灯加热容器中的气体，气体就是
13、一个热力学系统，而容器和酒精灯就是外界。2、状态参量： 为了描述系统的状态而用到的物理量称为系统的状态参量。如温度（T）、体积（ V）、压强（ P）等。3、平衡态： 没有外界影响的情况下，系统中各部分的状态参量都达到稳定的状态。否则就是非平衡态。注意：平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的。类似于化学平衡，热力学系统达到的平衡态也是一种动态平衡。系统内部没有物质流动和能量流动。处于平衡态的系统各处温度相等，但温度各处相等的系统未必处于平衡态。二、热平衡与温度1、热平衡 : 若两个热力学系统彼此接触，而其状态参量都不变化（即没有发生热传递），我们就说这两个系统达到了热平衡。
14、2、热平衡定律 (热力学第零定律) 若两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。3、温度 ：表征互为热平衡的各系统的“共同热学性质”的物理量互为热平衡的各系统具有相同的温度。同样，具有相同温度的系统也必然处于热平衡状态。三、温度计与温标1、温标：定量描述温度的方法叫做温标2、热力学温度(1)定义：热力学温标表示的温度叫做热力学温度，它是国际单位制中七个基本物理量之一。(2)符号 : T，(3)单位开尔文，简称开，符号为K(4)热力学温标与摄氏温标的关系：Tt+273.15 K (5)说明：摄氏温标的单位“”是温度的常用单位，但不是国际制单位，温度的国际制单位是
15、开尔文，符号为K在今后各种相关热力学计算中，一定要牢记将温度单位转换为热力学温度即开尔文；由 Tt+273.15 K 可知，物体温度变化l与变化 l K 的变化量是等同的，但物体所处状态为l与 l K 是相隔甚远的。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 第五节内能一、分子动能1、定义： 做热运动的分子所具有的动能叫分子动能。2、分子的平均动能：（1）定义： 物体内所有分子的动能的平均值叫做分子的平均动能。（2）决定因素： 温度是物体分子
16、热运动平均动能的标志。注意 ：（1）分子在永不停息地做无规则运动，每个分子都有动能，且每个分子动能大小不同，并时刻在变化。（2）温度是分子平均动能的标志，这是温度的微观含义。宏观上物体的冷热程度是微观上大量分子热运动的集体表现。温度越高，分子热运动的平均动能就越大。（3）温度不反映单个分子的特性，两个物体只要温度相同，它们的分子平均动能就相同，但它们单个分子动能不一定相同，温度很高的物体内部也存在着动能很小的分子。（4）物质种类不同的物体，如果温度相同，它们分子的平均动能就相同，但它们的平均速率不同，因为分子的质量不同。（5）物体内分子运动的总动能是所有分子热运动的动能总和。它等于分子平均动能
17、与分子数的乘积，即它与物体的温度和所含分子数目有关。二、分子势能1、定义： 由于分子间存在着分子力，因此分子组成的系统也存在着有分子间的相互位置决定的势能，这种势能叫分子势能。2、决定因素： （1）微观上：分子势能的大小由分子间相互位置决定。（2）宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关。3、变化规律 ：（1）当分子间距离rr0 时：分子间作用力表现为引力，分子间距离增大时，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的增大而增大。（2）当分子间距离rr0 时：分子间的作用力表现为斥力，分子间距离减小时，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的减小而增大。（3）当分子间距离rr0 时：分子力为零，分子
18、势能最小。思考：分子势能为零和分子势能最小的含义相同吗？不同！前者与势能零点的选择有关，一般选无穷远处为分子势能零点；而后者的位置时确定的，在r r0 处，分子势能最小。可见，如果选rr0 处为分子势能零点，这两者的位置时相同的。4、分子势能曲线：由分子势能的变化规律可知：分子间距离以r0 为数值基准， r 不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。5、分子力曲线与分子势能曲线对比：三、内能1、定义： 物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。2、特点： 组成任何物体的分子都在永不停息的做无规则的热运动，所以任何物体在任何情况下都具有内能。3、决定因素：（1）微观因素： 物体内能的大小由组成物体的分子数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。（2）宏观因素： 物体内能的大小由物体所含物质的多少即物质的量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响。4、内能和机械能的区别和联系：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - - -