1.1分子动理论的基本内容 课件-高二物理人教版(2019)选择性必修第三册

一、物体是由大量分子组成
化学中讲的分子是：具有各种物质01
的化学性质的最小微粒。
实际上构成物质的单元是多种多样02 的，或是原子（如金属）或是离子（盐
类）或是分子（如有机物）。
03
在热学中，由于原子、离子、分子
这些微粒做热运动时遵从相同的规律，
通常统称为分子。
年度工作概述
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趁热打铁
1、(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( ACD ) A、温度越高，扩散进行得越快 B、扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C、扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D、扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E、液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
二、分子热运动
1827年 英国植物学家布朗（Robert Brown，1773-1858）观察到花粉中的微粒 （直径约为10-6m，约为水分子的104倍） 在 液 体 中 存 在 一 种 奇 特 的 运 动 现 象 。 1828 年，布朗将自己的发现过程记录在一本小册 子 ——《1827 年 6 、 7 、 8 月 观 察 植 物 花 粉 中所含微粒以及在有机和无机物体中对活动 分子的普遍存在作显微镜观察的简介》
扩散现象和布朗运动都不是热运动，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。
思考判断
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？
不是
三、分子间的作用力
1、扩散现象表明分子永不停息的无规则运动，同时反映了分子间存在 着间隙。
1.1 分子动理论的基本内容
思考问题
如果我们把地球的大小与一个苹果 的大小相比，那就相当于将直径为1cm 的球与分子相比。可见，分子是极其微 小。
我们曾经研究过物体的运动，那么， 构成物体的微小分子会怎样运动呢？
阅读思考
1 研究物体热运动性质和规律时的分子指的是什么？ 2 什么是扩散？什么是布朗运动？ 3 布朗运动的成因是什么？ 4 什么是热运动？那些现象可以证明分子在做热运动？ 5 分子间的作用力有什么特点？分子间作用力产生的原因是什么？ 6 什么是分子动理论？
牛刀小试
4、（多选）下列现象可以说明分子间存在引力的是（ ACD） A、打湿了的两张纸很难分开 B、磁铁吸引附近的小铁钉 C、用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开 D、用电焊把两块铁焊在一起
牛刀小试
5、(单选)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能Ep随分 子间距离r变化关系的图线是 （ B ）
牛刀小试
2．（单选）下列关于布朗运动的说法中，正确的是( A ) A．颗粒越小，布朗运动越明显 B．颗粒越大，与颗粒撞击的分子数越多，布朗运动越明显 C．如果没有外界的扰动，经过较长时间，布朗运动就观察不到了 D．温度高低对布朗运动没有影响
牛刀小试
3．（单选）将墨汁稀释后，小炭粒的运动即为布朗运动。现取出一滴稀 释后的墨汁，放在显微镜下观察，以下对观察结果的描述中，正确的是 （ D） A．在显微镜下，看到水分子在不停地撞击炭粒 B．小炭粒的无规则运动即是分子的热运动 C．大一点的炭粒，看的更清晰，实验现象更明显 D．可以通过升高温度，使实验现象更明显
二、分子热运动
布朗运动的影响因素：颗粒的大小和温度
颗粒越大 颗粒越小
同时撞击它的分子数多 同时撞击它的分子数少
受力平均效果相互平衡 受力平均效果极易不相互平衡
二、分子热运动
6、布朗运动：悬浮在液体(气体）中的微粒永不停息的无规则运动。 微粒：指微小的颗粒（不是分子）如灰尘、小炭粒、花粉等等 7、特点：微粒越小，运动就越明显。 8、原因：大量液体分子永不停息的无规则运动，颗 粒受到分子撞击的 不平衡性。 9、影响布朗运动的因素：温度和颗粒的大小
思考与猜想：气体和液体都可以 发生扩散现象，固体之间可以发生扩 散现象吗？
二、分子热运动
3、扩散现象在气体、液体、固体都能发生。
长年堆放煤炭的墙壁，墙壁内部含有 煤炭分子 ；将金片和铅片压在一起，金 和铅会互相扩散。
铅块
金块 实验前
铅块 金块
叠放在一起
铅块 金块
五年后
酱油的色素分子 扩散到蛋清中
二、分子热运动
英国植物学家布朗
演示实验
二、分子热运动
把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观察，可以看到悬浮 在液体中的小炭粒在不停地做无规则运动。
在显微镜下追踪一个小炭粒的运动，每隔30s把炭粒的位置记录下来， 然后用直线把这些位置接时间顺序依次连接起来，就得到类似图所示的 微粒运动的位置连线。可以看出，微粒的运动是无规则的。
o
纵轴表示分子间的作用力
正值表示F斥
F斥
横轴表示分子间的距离
r
F引 负值表示F引
分子间的作用力与距离的关系
三、分子间的作用力
3、分子间作用力与分子间距的关系
F
F引、F斥随r增大而减小，但F斥减小得更快些。
当r＝r0 时，F引=F斥，分子处于平衡位置。
F斥
当r＜r0时，F引＜F斥，对外表现的分子力F为 o
实际上，就是在短短的30s内，微粒的运动也是极不规则的。
实验装置
思考与讨论
为什么花粉的运动是无规则的？为什么微粒越小，它的无规则运动 越明显？
二、分子热运动
布朗运动是怎样产生的？
在某一瞬间，微粒在某个方向 受到的撞击作用较强；在下一瞬间， 微粒受到另一方向的撞击作用较强， 这样，就引起了微粒的无规则运动。
工作完成情况
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工作存在问题
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一、物体是由大量分子组成
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？
1982年用扫描隧道显微镜（能放大 几亿倍！）,人类才观测到物质表面原子 的排列
深入的研究表明，两个邻近的分子之间的确同时存在着引力和斥カ， 引力和斥力的大小都跟分子间的距离有关，它们随分子间距离的变化而 变化。
三、分子间的作用力
弹力和分子间相互作用力是完全不同的，但是微观作用力很难让人
理解，我们就拿弹力做例子，简单解释一下分子作用力。
r0
将相邻的两个分子想象成弹簧连接的两个小球。
2、分子无时不刻在做无规则的热运动，对于某一个分子而言，在某时刻 其运动状态具有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规 律，这种规律叫做统计规律。
牛刀小试
1、(多选)下列现象中,能说明分子是不断运动着的是（ ACD ） A、将香水瓶打开后能闻到香味； B、汽车开过后,公路上尘土飞扬； C、洒在地上的水,过一段时间就干了； D、悬浮在水中的花粉做无规则运动；
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。
二、分子热运动
10、热运动：在扩散现象中，我们会发现，温度越高，扩散得越快。观 察布朗运动时也会发现，温度越高，悬浮微粒的运动就越明显。这些事 实表明，分子的无规则运动与温度有关系，温度越高，这种运动越激烈。 因此，我们把分子永不停息的无规则运动叫做热运动。
r0 F合
r
斥力。
F引 当r＞r0时，F引>F斥，对外表现的分子力F为
引力。
当r＞10r0时，分子力Ｆ＝0。
三、分子间的作用力
4、分子间相互作用产生的原因
分子由原子组成，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。
四、分子动理论
1、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）分子间存在着相互作用的引力和斥力
扫描隧道显微镜
一、物体是由大量分子组成
除少数有机物大分子,一般分子直径 的数量级是10-10m。
1nm=1×10-9m 我们头发的直径是900nm。
我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄 的石墨表面原子的排布图，图中的每个 亮斑都是一个碳原子。
石墨表面原子的照片
二、分子热运动
1、扩散：不同物质能够彼此进入对方的现象。 2、引起扩散的原因：是物质分子的无规则运动产生的。
我们无法直接看见分子的无规则运动。悬浮微粒的无规则运动并不 是分子的运动，但是微粒运动的无规则性，间接地反映了液体分子运动 的无规则性。
二、分子热运动
扩散现象 布朗运动
布朗运动和扩散现象的区别
产生条件
影响快慢 因素
物质（气液固） 的相互接触
温度的大小
微粒在液体（气 温度和微粒的
体）中悬浮
大小
现象的本质 分子的运动 微粒的运动
3、扩散现象在气体、液体、固体都能发生。
扩散现象在科学技术中有很多应用。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，这就是在高温条件下通过分 子的扩散来完成的。
4、温度越高，扩散现象越明显。
电子显微镜下的横向扩散 金属氧化物半导体
5、扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明，是分子无规则 运动的宏观反映。
①气体很容易被 压缩
气体分子之间存 在着很大的空隙
②水和酒精混合 后总体积会减小
③压在一起的金 片和铅片
液体分子之间存 在着空隙
固体分子之间也 存在着空隙
铅块 金块
三、分子间的作用力
压缩物体用力 固体和液体的体积很难被压缩
分子之间还存 在着斥力
2、分子间的作用力：表现为存在着相互作用的引力和斥力， 且引力和斥力是同时存在的。
①当没有外力作用于弹簧时，它处于自然长度，原长便相当于r0，没
有作用力。
②当有外力压缩它们时，弹簧缩短，它们的距离小于原长，相当于 r<r0，这时他们相互排斥，表现为斥力。
③当有外力拉伸它们时，弹簧伸长，它们的距离大于原长，相当于 r>r0,这时他们相互吸引，表现为引力。
三、分子间，而且有一定的 规律。分子间的相互作用 力与分子间距离的关系， 我们可以用图像来表示。