高考物理学霸复习讲义分子动理论-第一部分 分子动理论

一、物体是由大量分子组成的 1．微观量的估算

（1）微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0。

（2）宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m 、质量m 、摩尔质量M 、密度ρ。 （3）关系

①分子的质量：m 0A A

V M

m N N ρ=

=； ②分子的体积：m 0A A

V M V N N ρ=

=； ③物体所含的分子数：A A m m V m N N N V V ρ==或A A m V N N N M M

ρ==。 （4）两种模型 ①球体模型直径为d ②立方体模型边长为30V d = 2．关于分子两种模型理解的四个误区 误区1：误认为固体、液体分子一定是球状的

产生误区的原因是认为分子、原子就像宏观中的小球一样，都是球形的。实际上分子是有结构的，并且不同物质的分子结构是不同的，为研究问题方便，通常把分子看作球体。

误区2：误认为物质处于不同物态时均可用分子的球状模型

产生误区的原因是对物质处于不同物态时分子间的距离变化不了解。通常情况下认为固态和液态时分子是紧密排列的，此时可应用分子的球状模型进行分析。但处于气态时分子间的距离已经很大了，此时就不能用分子的球状模型进行分析了。

误区3：误认为一个物体的体积等于其内部所有分子的体积之和

产生误区的原因是认为所有物质的分子是紧密排列的，其实分子之间是有空隙的，对于固体和液体，分子间距离很小，可近似认为物体的体积等于所有分子体积之和；但对于气体，分子间距离很大，气体的体积远大于所有气体分子的体积之和。

误区4：误认为只能把分子看成球状模型

其原因是经常出现分子直径的说法，其实在研究物体中分子的排列时，除了球状模型之外，还经常有立方体模型等。建立模型的原则是使研究问题的方便。

二、扩散现象

1．对扩散现象的认识

（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象。

（2）产生原因：由物质分子的无规则运动产生。

（3）发生环境：物质处于固态、液态和气态时，都能发生扩散现象。

（4）意义：证明了物质分子永不停息地做无规则运动。

（5）规律：温度越高，扩散现象越明显。

（6）应用：在高温条件下通过分子的扩散在纯净的半导体材料中掺入其他元素来生产半导体器件。

2．影响扩散现象明显程度的因素

（1）物态

①气态物质的扩散现象最快、最显著。

②固态物质的扩散现象最慢，短时间内非常不明显。

③液态物质的扩散现象的明显程度介于气态与固态之间。

（2）温度：在两种物质一定的前提下，扩散现象发生的明显程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著。

（3）浓度差：两种物质的浓度差越大，扩散现象越显著

3．分子运动的两个特点

（1）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。

（2）无规则：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。

三、布朗运动

1．对布朗运动的认识

（1）概念：悬浮在液体（或气体）中的微粒不停地做无规则运动。

（2）产生的原因：大量液体（或气体）分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的。

（3）布朗运动的特点：永不停息、无规则。

（4）影响因素：微粒越小，布朗运动越明显，温度越高，布朗运动越激烈。

（5）意义：布朗运动间接地反映了液体（气体）分子运动的无规则性。

2．影响因素

（1）微粒越小，布朗运动越明显：悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的冲击

力越不易平衡；另外微粒越小，其质量也就越小，相同冲击力下产生的加速度越大。因此，微粒越小，布朗运动越明显。

（2）温度越高，布朗运动越激烈：温度越高，液体分子的运动（平均）速率越大，对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越激烈。

3．实质

布朗运动不是分子的运动，而是固体微粒的运动。布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性；布朗运动与温度有关，表明液体分子运动的激烈程度与温度有关。

4．热运动

（1）定义：分子永不停息的无规则运动。

（2）宏观表现：扩散现象和布朗运动。

（3）特点

①永不停息；

②运动无规则；

③温度越高，分子的热运动越剧烈。

5．布朗运动与分子热运动

（1）扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。

（2）布朗运动不是分子的运动，是液体分子无规则运动的反映。

四、分子动理论

1．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

（1）微观方面：各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性。

（2）宏观方面：大量分子的运动有一定的规律，叫做统计规律。大量分子的集体行为受统计规律的支配。

【典例1】关于布朗运动，下列说法正确的是

A．颗粒越大布朗运动越剧烈

B．布朗运动是液体分子的运动

C．布朗运动的剧烈程度与温度无关

D．布朗运动是大量液体分子频繁碰撞造成的

【答案】D

【解析】布朗运动是液体分子不停地做无规则运动时，由于不断地随机撞击悬浮微粒，当悬浮的微粒足够小时，因为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，微粒在另一个方向受到的撞击作用强，致使微粒又向其他方向运动。所以颗粒越大，质量越大，撞击的作用力使之运动就越不明显，故A错误；布朗运动不是液体分子的运动，而是液体分子对悬浮微粒的撞击而使这些颗粒运动的现象，故B错误；温度越高，分子运动越剧烈，液体分子对悬浮微粒撞击力度就越大，布朗运动会越剧烈，故C错误；布朗运动是大量液体分子频繁碰撞造成的，D正确。

【典例2】下列四种现象中，属于扩散现象的有

A．雨后的天空中悬浮着很多小水滴

B．海绵吸水

C．在一杯开水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸

D．把一堆煤倒在白墙墙角，几年后铲下煤后发现墙中有煤

E．春天在公园里散步，随处都能闻到花香味

【答案】CDE

【解析】扩散现象是指两种不同的分子互相渗透到对方中去的现象，它是由分子运动引起的。天空中的小水滴不是分子，小水滴是由大量水分子组成的，小水滴悬浮于空气中并非分子运动所为，故A错误。同样海绵吸水也不是分子运动的结果，故B错误。整杯水变咸是盐分子渗透到水分子之间导致的，墙中有煤也是煤分子渗透的结果，春天各种花的芳香分子扩散到空气中传得很远，故CDE项正确。

【名师点睛】扩散现象不是外界作用引起的，而是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动的宏观反映。

【典例3】下列关于布朗运动的叙述，正确的是

A．悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的

B．液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢。当液体的温度降到零摄氏度时，固体小颗粒的运动就会停止

C．被冻结的冰块中的小炭粒不能做布朗运动，是因为在固体中不能发生布朗运动

D．做布朗运动的固体颗粒越小，布朗运动越明显