01第三章 热现象及应用 第一节 分子动理论

课题第三章热现象及应用第一节分子动理论2课时

教学目标知识目

标

1. 了解分子动理论的基本观点；

2. 了解温度、气体的压强、热力学能的概念；

3. 了解改变物体热力学能的方法。

能力目

标

1. 通过对温度、气体的压强的学习，知道其在生产、

生活中的测量方法；

2. 通过对热力学能的学习，知道生产、生活中改变物

体热力学能的方法；

3. 通过对本节的学习，能够从微观角度解释生活中的

一些宏观现象，增强分析问题的能力。

情感目

标

1. 通过对温度等概念的学习，了解环境保护的重要

性，增强对环境保护的紧迫感；

2. 通过本节的学习，培养学生的可持续发展的观念。

重点分子动理论、热力学能的概念；改变物体热力学能的方法

难点热力学能的概念

教具多媒体展示系统、（冷、热水中分子运动快慢不同的演示实验装置）

主要教学过程学生活动

教学过程设计

一、引入课题

用多媒体展示系统展示教材图3-1。

提问：将一杯20 ℃的水和一杯30 ℃的水放在

桌子上，如果不许用手摸，你能分辨出哪一杯水的温

度高吗？

（一般情况下，学生回答不出来。因为温度的高

低不能通过用眼观察而分辨出来，如果用红外线测温

仪是可以的）

引入课题：

为了弄清楚这些与温度有关的问题，我们需要继

续学习有关热力学的知识——第三章热现象及应

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学生思考

并回答

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用第一节分子动理论。

二、分子动理论

所有物体都是由分子构成的。一般物质分子的直径，都是以纳米（1 nm＝1×10－9 m）为数量级的。如氢分子的直径为0.23 nm，水分子的直径为0.4 nm，蛋白质分子的直径最大，也只有几纳米。近几十年来，人们已经能够用放大200万倍的离子显微镜直接观察分子的大小，甚至能够用放大3亿倍的扫描隧道显微镜实现“操纵原子”的梦想，如下图所示就是用铁原子在铜上组成的汉字“原子”。

在一间封闭的房间里，打开香水瓶盖，不一会儿，香水的气味就会弥漫到房间的每个角落；在一杯静置的清水中，轻轻滴入一滴红墨水，慢慢就会发现杯中板书

观察实验学生回答板书

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结合技术学生观看

学生回答

的水全部变红了；长期堆放在墙脚的煤会渗进墙面中，使墙面变黑……这些都是扩散现象。扩散现象可以说明分子不停地做无规则的运动。

演示实验往一杯热水（约90 ℃）和一杯冷水（约10 ℃）中分别滴入一滴红墨水。

提问：这个演示实验说明什么？

（分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈）

因此，我们把大量分子的这种运动叫作分子的热运动。

用多媒体展示系统展示教材图3-2。

从微观的角度看，在固体中，分子只能处于确定的位置上做微小的振动。如果给固体加热，固体会熔化为液体。在液体中，分子与临近分子拥挤在一起，可以发生位置的交换。如果继续给液体加热，液体会汽化为气体。在气体中，分子可以自由地运动。板书

学生回答板书

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用多媒体展示系统展示有关“气体很容易被压

缩，水和酒精混合后总体积减小，高压下的油透过钢壁渗出”视频。

提问：这类事实说明什么？

（不论是气体、液体，还是固体，组成它们的分子之间是存在间隙的）

在生产技术上，为了增强钢表面的硬度和耐磨性能而进行的渗碳处理，为了改变半导体材料的物理性能而掺入杂质等，都是对分子间隙的一种利用。

用多媒体展示系统展示有关“从水龙头里慢慢渗出的水总是一滴一滴地往下滴，荷叶上的露水也总是呈现出一个近似的球形，洗衣服时也总会形成一个个的肥皂泡”的视频或图片。

提问：这类事实说明什么？

（液体分子间存在着引力）

提问：液压千斤顶利用的则是液体的不易压缩结合技术板书

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性，这说明液体分子间存在着什么力？

（存在着斥力）

提问：固体一般都具有固定的形状，它既不易被拉伸也不易被压缩的性质说明它的分子间存在着什么力？

（既存在着引力，也存在着斥力）

综上所述，宏观物体是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规则的热运动；分子间有空隙；分子之间存在着相互作用的引力和斥力。这就是分子动理论的基本观点。

三、温度

温度是表示物体冷热程度的物理量。温度数值的表示方法，叫作温标。常用的温标有：摄氏温标、华氏温标和热力学温标（也叫绝对温标）。

世界上大多数地区使用摄氏温标，美国通常使用华氏温标。摄氏温标是瑞典天文学家摄尔修斯学生观看板书

板书

学生观看结合生活板书

（1701—1744）创立的，单位是℃（摄氏度）；华氏温标是荷兰物理学家华伦海特（1686—1736）创立的，单位是℉（华氏度）。这两种温标都是以水的冰点和沸点作为特征温度的：在摄氏温标中这两个温度被定为0 ℃和100 ℃；在华氏温标中这两个温度被定为32 ℉和212 ℉。

用多媒体展示系统展示一个平常使用的温度计。我们平常使用的温度计上往往都有这两种温标。

在物理学上还有一种热力学温标（或绝对温标），它是由英国物理学家开尔文创立的，单位是K（开）。热力学温标的单位大小与摄氏温标的相同。热力学温标中水的沸点同样比冰点高100 K。只是热力学温标把宇宙中的最低温度定义为0 K，这个温度叫作绝对零度。国际上公认的绝对零度为－273.15 ℃。热力学温度是国际单位制中七个基本量之一，用符号T表示。

热力学温度和摄氏温度在数值上有如下关系：