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1、,引入,出水好冷,冰袋降温,雪人不熔变小,天冷呼“白气”,前面我们学完了力学、电学。同样，我们时时刻刻感受着人间的冷与暖。,与温度有关的现象叫热现象。研究热现象遵循的规律的学科叫热学。,引入,热学这一门科学起源于人类对于热与冷现象的本质的追求.(这）可能是人类最初对自然法则的追求之一。王竹溪,【（1911-1983）中国物理学家，中国科学院院士，北大教授】,热学简介,1、以大量观察和实验得出的规律为基础，根据能量转化观点来研究热现象-建立热学宏观理论（热力学）,2、以物质结构为基础，即从组成物质的粒子的运动和它们的相互作用出发，借助微观模型，应用统计方法-建立起热学微观理论（统计物理）,热现象
2、往往缘于物质的内部结构。因此，研究物质的内部结构有着非常重要的。,物质内部由谁组成？,德谟克利特(约公元前460公元前370）,古希腊伟大的唯物主义哲学家，率先提出原子论（万物由原子构成）【他在哲学、逻辑学、物理、数学、天文、动植物、医学、心理学、伦理学、教育学、修辞学、军事、艺术等方面都有所建树,古希腊杰出的全才，在古希腊思想史上占有很重要的地位。】,万物的本原是原子和虚空。原子是不可再分的物质微粒，虚空是原子运动的场所。人们的认识是从事物中流射出来的原子形成的“影像”作用于人们的感官与心灵而产生的。,现代科技与理论证实,原子,原子核,核外电子,质子,中子,不同状态下的粒子,金属-原子,盐类
3、-离子,有机物-分子,在热学中统称为分子,化学中分子：具有物质的化学性质的最小微粒,物理中分子：做热运动时遵从相同规律的微粒，包括组成物质的原子、离子或分子。,第七章分子动理论,1,物体是由大量分子组成的,一、分子的大小,组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。那怎么才能看到分子呢？,用扫描隧道显微镜观察（1982年研制出可以放大几亿倍）,德国宾尼希和瑞士罗雷尔共获1986年诺贝尔物理学奖,扫描隧道显微镜可以把一个原子放大到一个网球大小的尺寸，这相当于把一个网球放大到地球那么大。使人类第一次看到单个原子。,我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的
4、排布图，图中的每个亮斑都是一个碳原子.,放大上亿倍的蛋白质分子结构模型,钨原子,水分子,氢分子,1、分子直径数量级10-10m,（1nm=10-9m）,一、分子的大小,分子的数量级很小，说明分子很小,18g的水有多少个水分子？你的根据是什么？,一、分子的大小,2、分子数目可以用阿伏加德罗常数计算,一般质量物体的分子数目很多，说明分子很小,阿伏加德罗常数：1mol的任何物质含有的粒子数相同。,NA=6.021023mol-1,1、分子直径数量级10-10m,分子的数量级很小，说明分子很小,将1mol的水分子一个挨一个紧密排列在地球赤道上，可以绕地球300万圈,一、分子的大小,3、分子质量数量级为
5、10-26kg,分子的质量很小，说明分子很小,2、分子数目可以用阿伏加德罗常数计算,一般质量物体的分子数目很多，说明分子很小,1、分子直径数量级10-10m,分子的数量级很小，说明分子很小,4、分子间仍有间隙,二、油膜法估测分子的大小,2.具体做法是：把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径。,1.粗略测定分子大小的方法。,理想化处理,把分子看成球形。,把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层。,油分子一个紧挨一个整齐排列。,3.配制一定浓度的油酸酒精溶液：1mL的油酸中加酒精直到总量为100mL，用注射器吸取滴入量筒，记
6、下总滴数n及体积v0，算出1滴溶液含的纯油酸的体积V,4.测量油膜面积S,5.计算油膜厚度,例1：将1cm3油酸溶于酒精，制成100cm3的油酸酒精溶液，已知1cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.4m2，由此可估测油酸分子直径是多少？,油酸酒精的浓度：1/1001滴油酸酒精的体积：1/50cm3其中含纯油酸体积：210-10m3分子的直径则为油酸膜的厚度：510-10m,液体、固体的分子排列比较紧密，我们一般把它们看做小球，即认为固体、液体分子是紧密挨在一起的小球，因此，小球的直径就是该物体的分子直径。,三
7、、有关计算,1、模型假设,（1）固体、液体,小球模型,（2）气体,立方体模型,1、模型假设,2、四种计算,（1）估算分子间距,对固体和液体(分子）:,对气体或固体、液体(占据空间）:,2、四种计算,（2）估算分子大小（体积）,（用于固体和液体，气体不适用）,（1）估算分子间距,2、四种计算,（2）估算分子大小（体积）,（1）估算分子间距,（3）估算分子质量,（4）估算分子数,（对固体和液体）,N（分子数）=,2、四种计算,（2）估算分子大小（体积）,（1）估算分子间距,（3）估算分子质量,【例】若已知阿伏加德罗常数，物质的摩尔质量，摩尔体积，则可以计算出（）A.固体物质分子的大小和质量B.液体
8、分子的大小和质量C.气体分子的大小和质量D.气体分子的质量和分子间的平均距离,ABD,思考与训练,【例】某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为(),BC,思考与训练,思考与训练,【例】某气体的摩尔质量为M，分子质量为m。若1摩尔该气体的体积为Vm，密度为，则该气体单位体积分子数为（阿伏伽德罗常数为NA）（）,ABC,【例】已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，地面大气压强为P0，重力加速度大小为g。由此可以估算得，地球大气层空气分子总数为，空气分子之间的平均距离为。,思考与训练,
9、启思,1、设想模型,2、如何求空气质量？,3、求分子间距应先求什么？,分析与解,思考与训练,1、求空气质量,2、求空气分子数,3、求分子所占空间,【例】如图所示，食盐(NaCI)的晶体是由钠离子（图中）和氯离子(图中)组成的。这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距离地交错排列的。已知食盐的摩尔质量是58.5g/mol，食盐的密度是2.2g/cm3。阿伏加德罗常数为6.01023mol-1。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离的数值最接近于(就下面四个数值相比)()A.3.010-8cmB.3.510-8cmC.4.010-8cmD.5.010-8cm,思考与训练,启思,1、求
10、间距应先求什么？,2、晶体中离子分布有什么特点？,分析与解,1、对食盐，摩尔体积,2、对一个离子，所占空间,3、离子所占空间边长,4、两钠离子间距,得,C,【例】设某人的肺活量为400mL，空气的摩尔质量为0.029kg/mol,试计算在此人一次吸气过程中，有多少个分子是他在一年前的一次呼气过程中呼出的？,思考与训练,启思,1、设想“一年”经历的过程,2、如何求空气总体积？,3、如何求一年后，一口气中含的分子数,分析与解,1、设想“一年”经历,设想，经一年呼出的气体均匀分布在整个空气层中。,2、对整个大气层，总质量,3、对整个大气层，总体积,视为标况,分析与解,1、设想“一年”经历,设想，经一年呼出的气体均匀分布在整个空气层中。,2、对整个大气层，总质量,3、对整个大气层，总体积,视为标况,4、人呼出的一口气经一年在大气中点的比率k,分析与解,一年后吸一口气中有,4、人呼出的一口气经一年在大气中点的比率k,我们知道1cm3水就有3.31023个分子，够全世界60亿人口，没日没夜地数，要17万年，说明这么小的空间-1ml却能挤这么多分子。分子间是不是非常紧密地填满整个空间？,转折,1、物体是由大量分子组成的,四、分子间有空隙,1、水与酒精混合,3、物体能被压缩,2、热胀冷缩,