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1、第八章分子动理论本讲稿第一页，共十页一、分子动理论一、分子动理论1、物质是由大量分子组成、物质是由大量分子组成1）分子质量在）分子质量在10-26kg数量级数量级 分子直径在分子直径在10-10m数量级数量级用单分子油墨估测分子的大小用单分子油墨估测分子的大小本讲稿第二页，共十页一、分子动理论一、分子动理论分子的直径有多大？分子的直径有多大？可用可用“油膜法油膜法”粗略估测分子的大小。将油滴到水面上，油会在水面上散粗略估测分子的大小。将油滴到水面上，油会在水面上散开，几乎形成单分子油膜。如果把分子看作是球形的，那么单分子油膜的开，几乎形成单分子油膜。如果把分子看作是球形的，那么单分子油膜的厚度
2、就可被认为等于油分子的直径，如图所示。只要先测出油膜的面积，厚度就可被认为等于油分子的直径，如图所示。只要先测出油膜的面积，就可估算出油分子的直径。就可估算出油分子的直径。【实验过程】【实验过程】1.把已知浓度的油酸酒精溶液滴入量筒，记下滴数，测量并计算出每滴溶液中油酸把已知浓度的油酸酒精溶液滴入量筒，记下滴数，测量并计算出每滴溶液中油酸的体积。的体积。2.在蒸发皿内盛放一定量的水，再把痱子粉均匀地洒在水面上，滴入一滴油酸酒在蒸发皿内盛放一定量的水，再把痱子粉均匀地洒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开。精溶液，待其散开。3.用透明方格纸（把方格复印在透明薄膜上），测量油膜的面积，如图所示
3、。用透明方格纸（把方格复印在透明薄膜上），测量油膜的面积，如图所示。测定结果表明，分子直径的数量级是测定结果表明，分子直径的数量级是1010m。作用：油膜的边界清晰作用：油膜的边界清晰本讲稿第三页，共十页一、分子动理论一、分子动理论1、物质是由大量分子组成、物质是由大量分子组成2）分子分子 阿伏加德罗常数：阿伏加德罗常数：1mol纯物质所含的粒子数是恒定的，即纯物质所含的粒子数是恒定的，即6.021023个，这个数目叫做阿伏加德罗常数，通个，这个数目叫做阿伏加德罗常数，通常用符号常用符号NA表示。表示。联系宏观物质与微观分子的桥梁联系宏观物质与微观分子的桥梁本讲稿第四页，共十页一、分子动理论一
4、、分子动理论2、分子都在做永不停息的无规则热运动、分子都在做永不停息的无规则热运动 构成物体的分子永不停息地做无规则运动，这种构成物体的分子永不停息地做无规则运动，这种大量分子无规则运动的激烈程度跟温度有关，所以把分大量分子无规则运动的激烈程度跟温度有关，所以把分子的这种运动叫做热运动。子的这种运动叫做热运动。1）1827年，英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉，发现花年，英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉，发现花粉颗粒不停地做无规则的运动，这种运动后来被叫做布朗运动。粉颗粒不停地做无规则的运动，这种运动后来被叫做布朗运动。液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。液
5、体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。虽然我们至今很难虽然我们至今很难直接看见单个分子的运动，但由于做布朗运动的颗粒是由成千上万个分子直接看见单个分子的运动，但由于做布朗运动的颗粒是由成千上万个分子组成的。因此，布朗运动是可以被观察到的。组成的。因此，布朗运动是可以被观察到的。布朗运动的无规则性反映了布朗运动的无规则性反映了液体内部分子运动的无规则性。液体内部分子运动的无规则性。本讲稿第五页，共十页一、分子动理论一、分子动理论2、分子都在做永不停息的无规则热运动、分子都在做永不停息的无规则热运动 构成物体的分子永不停息地做无规则运动，这种大量构成物体的分子永不停息地做无规则运动，这种
6、大量分子无规则运动的激烈程度跟温度有关，所以把分子的这分子无规则运动的激烈程度跟温度有关，所以把分子的这种运动叫做热运动。种运动叫做热运动。2）分子做无规则运动，因此分子具有动能）分子做无规则运动，因此分子具有动能 分子平均动能：所有分子动能的平均值分子平均动能：所有分子动能的平均值 宏观温度是分子平均动能大小的标志宏观温度是分子平均动能大小的标志本讲稿第六页，共十页分子速率的分子速率的统计统计分布分布规规律：律：分子速率分布的统计规律：分子速率分布的统计规律：气体的大多数分子，其速率都在某个数值附近，离开这个数值越远，气体的大多数分子，其速率都在某个数值附近，离开这个数值越远，分子数越少。分
7、子数越少。热现象是大量分子热热现象是大量分子热运动统计平均的结果，运动统计平均的结果，讨论个别分子的运动讨论个别分子的运动是没有意义的是没有意义的本讲稿第七页，共十页一、分子动理论一、分子动理论3、分子之间存在相互作用力、分子之间存在相互作用力r0F r0斥力斥力引力引力1）分子之间同时存在引力和斥力，且都随分子之）分子之间同时存在引力和斥力，且都随分子之间的距离增大而减小，但斥力减小得快间的距离增大而减小，但斥力减小得快当当r=r0：引力：引力=斥力，分子力为斥力，分子力为0当当r r0:表现为引力，表现为引力，r60nm时，作用力迅速时，作用力迅速减小为减小为0当当r r0:表现为斥力表现
8、为斥力2）由于分子由于分子间间存在相互作用力，所以分子具有存在相互作用力，所以分子具有势势能能 本讲稿第八页，共十页二、内能二、内能内能是物体内部具有的能量内能是物体内部具有的能量 它包括物体内所有分子动能和势能。它包括物体内所有分子动能和势能。内能变化的两个途径：内能变化的两个途径：（1）做功）做功 （2）热传递）热传递本讲稿第九页，共十页三、三、能量的能量的转转化和能量守恒定律化和能量守恒定律 2、能量、能量转转化的方向性：化的方向性：热传递热传递、摩擦生、摩擦生热热、气体自由膨、气体自由膨胀胀等是物理学中所等是物理学中所讨论讨论的三的三类类典典型的型的单单向性向性过过程或不可逆程或不可逆
9、过过程，而且程，而且这这些些过过程都与程都与热现热现象密切相关。象密切相关。1 1、能量守恒定律：、能量守恒定律：能量既不能创生，也不能消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，能量既不能创生，也不能消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量不变。这或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量不变。这就是能量守恒定律。就是能量守恒定律。3 3、自然过程的方向性、自然过程的方向性耗散与退化：能量转化的自然过程中，能耗散与退化：能量转化的自然过程中，能量的品质逐步降级（内能是低品质能量）；如果要使变化了的事物重量的品质逐步降级（内能是低品质能量）；如果要使变化了的事物重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响，这就是自新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响，这就是自然过程的不可逆性。然过程的不可逆性。本讲稿第十页，共十页