分子运动论的基本内容

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大学物理学分子运动

p Mg ln h p0 RT

p p0
Mgh e RT
恒温气压公式
大气压随高度按指数规律减小。
高度差太大,会有温差,按此式计算有误差。
9
§3 理想气体的压强
一. 微观模型
1. 对单个分子的力学性质的假设
(理想气体的微观假设) 分子当作质点，不占体积；（因为分子的线度<<分子间的平均距离）分子之间除碰撞的瞬间外，无相互作用力。（忽略重力）弹性碰撞（动能不变）服从牛顿力学分子数目太多，无法解这么多的联立方程。即使能解也无用，因为碰撞太频繁，运动情况瞬息万变，必须用统计的方法来研究。
二、状态参量:
1、气体所占的体积V:
m
3
4
2、压强P: 帕
Pa N
m2
1帕=10巴
1厘米汞高 1.333 103帕
1大气压 1.013 105帕
3、温度T: K T= t +273.16 三、平衡态: 在不受外界影响的条件下,一个系统的宏观性
质不随时间改变的状态。热动平衡
平衡过程:气体从一个状态变化到另一个状态,其间所经历的
1ev 1.6 1019
2 E 2 1012 1.6 1019 T m 3 8.31 0.1 iR M来自 1.28 107 K
22
§6 麦克斯韦速率分布律
单个分子速率不可预知，大量分子的速率分布是遵循统计规律，是确定的，这个规律也叫麦克斯韦速率分布律。一、分子速率的测定:
T2
T3
同一时刻观察大量分子的速率和长时间观察一个分子的速率结果一样历史的发展是先有麦克斯韦速率分布函数.
vp
v

第一章 1.分子动理论的基本内容—新教材人教版高中物理选择性必修第三册课件

1.分子动理论的基本内容
学习目标
1.知道物体是由大量分子组成的,知道阿伏加德罗常数,会用它进行
相关的计算或估算。
2.了解扩散现象及布朗运动,理解扩散现象及布朗运动产生的原因。
3.知道什么是分子的热运动,理解分子热运动与温度的关系。
4.通过实验知道分子间存在着空隙和相互作用力。
5.通过图像知道分子力与分子间距离的关系。
有物质都适用
物质的体积 V 和摩尔物质的分子数
V
N=V NA
体积 Vmol
对包括气体在内的所有
物质都适用

探究一
探究二
探究三
探究四
探究五
随堂检测
已知条件
求解问题
说明
物质的质量 m、密度 ρ
和摩尔体积 Vmol
物质的分子数
对包括气体在内的
所有物质都适用
物质的质量 m 和摩尔
质量 Mmol
物质的分子数
g·mol-1或M=
kg·mol-1,水的摩
尔体积Vmol=
m3·mol-1。
(2)水分子的质量m0=
kg,水分子的体积
V'=
m3。
(3)36 g水中所含水分子个数N=
个。
(4)1 cm3水中所含水分子个数N'=
个。
探究一
探究二
探究三
探究四
探究五
随堂检测
解析(1)某种物质的摩尔质量用“g·mol-1”作单位时,其数值与该种物
探究五
随堂检测
规律方法阿伏加德罗常数的妙用
已知条件
求解问题
说明
固体和液体的摩尔体阿伏加德罗常
积 Vmol 和一个分子的
V

分子动理论知识点总结

分子动理论知识点总结分子动理论知识点总结11.分子动理论(1)物质是由大量分子组成的分子直径的数量级一般是10-10m。

(2)分子永不停息地做无规章热运动。

①扩散现象：不同的物质相互接触时，可以彼此进入对方中去。

温度越高，扩散越快。

②布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体(或气体)中微小颗粒的无规章运动，是液体分子对微小颗粒撞击作用的不平衡造成的，是液体分子永不停息地无规章运动的宏观反映。

颗粒越小，布朗运动越明显;温度越高，布朗运动越明显。

(3)分子间存在着相互作用力分子间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离增大而减小，但斥力的改变比引力的改变快，实际表现出来的是引力和斥力的合力。

2.物体的内能(1)分子动能：做热运动的分子具有动能，在热现象的讨论中，单个分子的动能是无讨论意义的，重要的是分子热运动的平均动能。

温度是物体分子热运动的平均动能的标识。

(2)分子势能：分子间具有由它们的相对位置决断的势能，叫做分子势能。

分子势能随着物体的体积改变而改变。

分子间的作用表现为引力时，分子势能随着分子间的距离增大而增大。

分子间的作用表现为斥力时，分子势能随着分子间距离增大而减小。

对实际气体来说，体积增大，分子势能增加;体积缩小，分子势能减小。

(3)物体的内能：物体里全部的分子的动能和势能的总和叫做物体的内能。

任何物体都有内能，物体的内能跟物体的温度和体积有关。

(4)物体的内能和机械能有着本质的区分。

物体具有内能的`同时可以具有机械能，也可以不具有机械能。

3.转变内能的两种方式(1)做功：其本质是其他形式的能和内能之间的相互转化。

(2)热传递：其本质是物体间内能的转移。

(3)做功和热传递在转变物体的内能上是等效的，但有本质的区分。

4.★能量转化和守恒定律5★.热力学第肯定律(1)内容：物体内能的增量(U)等于外界对物体做的功(W)和物体汲取的热量(Q)的总和。

(2)表达式：W+Q=U(3)符号法那么：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值;物体汲取热量，Q取正值，物体放出热量，Q取负值;物体内能增加，U取正值，物体内能减削，U取负值。

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)

课堂练习
3．关于分子动理论，下列说法中正确的是（ BC ）
A．扩散现象与温度无关，不属于分子热运动 B．水仙花飘香，表明分子在不停地做无规则运动 C．悬浮在液体中的颗粒越小，布朗运动越明显 D．固体很难被压扁是因为其内部的分子间没有空隙
课堂练习
【答案】BC 【详解】A．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则热运动，温度越高，扩散得越快，故A错误； B．水仙花飘香是由于花的香气在空中不断扩散，表明分子在不停地做无规则运动，故B正确； C．悬浮在液体中的颗粒越小，液体分子对颗粒的碰撞越少，颗粒的受力越不平衡，布朗运动越明显，故C正确； D．固体分子之间仍然有空隙，固体很难被压扁的原因是分子间有斥力，故D错误。故选BC。
结合日常生活中的体验，说明一下扩散现象的快慢与温度有没有关系？
新课讲授
2.布朗运动
1827年，英国的一位植物学家布朗用显微镜观察植物的花粉微粒悬浮在静止水面上的形态时，却惊奇地发现这些花粉微粒都在不停地的运动中，布朗发现了花粉微粒在水中的这种运动后，人们对运动的产生原因进行了种种猜测。一颗小小的花粉颗粒，顿时掀起了一场轩然大波，面对植物学家的发现，当时的所有物理学家们显得束手无策，无法解释这一奇怪现象.整整过了半个世纪，直到1905年爱因斯坦和波兰物理学家佩兰发表了他们对布朗运动的理论研究结果，对布朗运动做出了理论上解释.
NA
故
B
正确，不符合题意；
C．一个铜原子所占的体积是V0
V NA
NA
NA
故
C
正确，不符合题意；
D．1kg
铜所含有的原子数目是
N
1
NA
故
D
错误，符合题意。故选
D。

1.1 分子动理论的基本内容(人教版2019版-选择性必修第三册)

例1、两个分子从靠近得不能再近的位置开始，使二
者之间的距离逐渐增大，直到大于分子直径的10倍
以上，这一过程中关于分子间的相互作用力的下述
说法中正确的是（） A．分子间的引力和斥力都在减小
AD
B．分子间的斥力在减小，引力在增大
C．分子间的作用力在逐渐减小
D．分子间的作用力，先减小后增大，再减小到零
（1）扩散现象：相互接触的物体的分_互__相__进_入__对__方__
的现象，温__度____越高，扩散越快。
（2）布朗运动：在显微镜下看到的___悬__浮_微__粒_____的永不停息的无规则运动。微粒__越_小_ ，运动越明显， _温_度__越高，运动越激烈。 2、什么是布朗运动?课本上的图上画的几个布朗微粒运动的路线，这是不是布朗微粒运动的轨迹？
r
F分
F引
把一块洗净的玻璃板吊在细线的下端,使玻璃板水平地接触水面(如图所示).如果你想使玻璃离开水面,必须用比玻璃板重量大的力向上拉细线。试解释一下为什么?
玻璃板离开水面后，可以看到玻璃板下表面上仍有水，说明玻璃板离开水时，水层发生断裂。
水分子发生分裂时，由于玻璃分子和水分子、水分子之间存在引力，外力要要克服这些分子引力，造成外界拉力大于玻璃板的重力．
例2、对下列现象的解释正确的是( ABC )
A．两块铁经过高温加压将连成一整块，这说明铁分子间有吸引力
B．一定质量的气体能充满整个容器，这说明在一般情况下，气体分子间的作用力很微弱
C．电焊能把二块金属连接成一整块是分子间的引力起作用
D．破碎的玻璃不能把它们拼接在一起是因为其分子间斥力作用的结果
布朗运动的几个特点（1）布朗运动是永不停息的。（2）换不同种类悬浮微粒，如花粉、藤黄、墨汁中的炭粒等都存在布朗运动，说明布朗运动不取决于微粒本身。更换不同种类液体，都存在布朗运动。（3）悬浮的微粒越小，布朗运动越明显。微粒大了，布朗运动不明显，甚至观察不到运动。（4）布朗运动随着温度的升高而愈加激烈。

分子运动的理论

分子运动的理论
分子运动理论，也称为热力学研究中的热动力学，是一种由法国科学家拉斯，博罗钦在1860年开发的理论，它利用统计学原理来研究物
质处于静止状态能源的分布和变化以及物质在自然系统中不同状态之
间交换能量和物质的能力。

分子运动理论涉及特定状态的物质中的分子运动，以及分子之间的相互作用。

它还涉及如何确定特定分子的分布和变化，以及分子的受到的压力等因素如何影响这些变化。

分子运动理论可以说是动力学以及统计物理学的基础理论。

它是由热力学及分子物理学组成的，用来研究在特定条件下，物质中分子或原子运动以及相关之间的能量和物质的交换及其变化的过程。

该理论在不稳定的状态中至少提供了削近的计算方法，旨在解释热不定性现象的实质，并提供连续模型去模拟和研究应用于生物、物理、化学和地球物理学的实际研究中的现象的发生机制。

分子运动理论可以用来对非平衡态系统的性质和变化进行确定。

例如，可以用它来研究多元体系如气体、液体、凝固液体和固态体系中的分子如何移动和相互作用，以及如何改变系统的状态，以及它们受到其他外部因素（如温度、压力等）的影响是如何造成物质变化的。

因此，可以看出，分子运动理论在热力学和统计物理学中占有重要的地位，为研究物质现象和变化的原因及其机制提供了有力的理论支撑。

高中物理竞赛讲义-分子运动论-理想气体状态方程

分子运动论理想气体状态方程一、分子运动论的基本观点1、一切物体都是由大量分子构成的。

（1）阿伏伽德罗常数：N A =6.02*1023mol -11mol 物质含有的分子数（2）摩尔质量：M 或μ1mol 物质的质量2、分子做不停息的无规则运动，也称热运动。

（1）扩散现象：扩散的速度与温度（分子热运动的速率）和物质浓度梯度有关。

（2）布朗运动：悬浮微粒不停地做无规则运动的现象叫做布朗运动。

微粒受到四周分子的碰撞不均匀，有一定的随机性。

3、分子间同时存在着相互作用着的引力和斥力引力和斥力都随分子间距的变化而变化，但变化规律不同。

(1)分子间距r 很小时，斥力较大，引力较小，表现为分子间有排斥作用。

(2)引力和斥力都随着分子间距r 的增大而减小，但斥力减小的快，引力减小的慢。

(3)r =r 0时，引力与斥力平衡(4)分子间距r 继续增大时，斥力较小，引力较大，表现为分子间有吸引作用。

二、理想气体理想气体是一种理想模型，不同于真实气体。

1、分子是有质量但没有大小的小球2、碰撞均为弹性碰撞3、除了碰撞过程，忽略其他分子间相互作用力。

因此，忽略分子势能，只考虑分子动能三、理想气体压强的微观表达式2212323p n mv n ε== 例1：在边长为l 的立方体容器中，由于分子与容器壁的弹性碰撞产生压强。

已知单位体积内的分子数为n （分子数密度），分子的平均速度为v ，单个分子质量为m ，试推导压强的表达式。

例2、已知在真空中，动能为E K ，垂直向器壁飞行的银原子持续到达器壁上产生的压强为p 。

若银原子到达器壁后便吸附在器壁上，形成银层的密度为ρ，银的摩尔质量为μ，问银层增厚的速率多大？四、理想气体的状态方程（克拉帕龙方程）pV NRT = 或 p nkT =其中N 为气体的物质的量，n 为单位体积内的分子数，T 为热力学温度，单位开尔文（K ）热力学温度和摄氏温度的换算公式为：T ＝t ＋273.15R 为普适气体恒量，R =8.31J•mol -1•K -1k 为波尔兹曼常数，k =1.38*10-23J•K -1其中：A R kN =五、一些常见的概念1、气体处于一个标准大气压，零摄氏度的状态，称为标准状态2、一个标准大气压，也可以表示为1atm=1.03*105Pa=76cmHg3、在标准状态下，1mol 气体的体积为22.4L例3、有1个两端开口、粗细均匀的U 型玻璃细管，放置在竖直平面内，处在压强为p 0的大气中、两个竖直支管的高度均为h ，水平管的长度为2h ，玻璃细管的半径为r,r<<h ，今将水平管内灌满密度为ρ的水银，如图所示．(1)如将U 型管两个竖直支管的开口分别封闭起来，使其管内空气压强均等于大气压强．问当U 形管向右作匀加速移动时，加速度应多大才能使水平管内水银柱长度稳定为5h/3.(2)如将其中一个竖直支管的开口封闭起来，使其营内气体压强为1大气压．问当U 形管绕以另一个竖直支管(开口的)为轴作匀速转动时，转数n 为多大才能使水平管内水银柱长度稳定为5h/3(U 形管作以上运动时一均不考虑管内水银液面的倾斜)．例4、如图，在一根上端开口，下端封闭的竖直玻璃管内，下段有60cm长的水银柱，中段有18cm的空气柱，上段有45cm长的水银柱，水银面恰好和管口平齐。

分子运动理论理想气体压强计算

分子运动理论理想气体压强计算理想气体是物质在高温、低密度下的状态，其分子之间几乎没有作用力，并且占据体积可以忽略不计。

分子运动理论可以用来解释理想气体的物理性质，其中之一就是气体的压强。

通过分子运动理论可以计算理想气体的压强，本文将详细介绍其计算方法。

1. 分子运动理论的基本概念在分子运动理论中，我们需要了解分子的速度、质量、体积等基本概念。

一个理想气体由众多的分子组成，每个分子都具有质量m、速度v以及体积形状，分子之间没有相互作用力。

2. 碰撞与压强当气体分子运动时，会与容器壁以及其他气体分子发生碰撞。

碰撞会产生压力，即压强。

分子运动理论中的压强可由平均分子碰撞的次数和力量来表示。

3. 理想气体压强计算公式根据分子运动理论，可以推导出理想气体压强的计算公式。

根据动能定理，物体的动能等于其质量乘以速度的平方的一半。

对于一个理想气体分子，可以将其动能平均值等于压强乘以体积除以分子个数。

因此，理想气体压强的计算公式如下：P = (2/3) * (1/2) * m * v^2 * N / V其中，P代表压强，m是分子质量，v是速度的平均值，N是分子的个数，V是气体的体积。

4. 分子平均速度的计算分子平均速度的计算公式如下：v = sqrt(3 * k * T / m)其中，v代表平均速度，k是玻尔兹曼常数，T是气体的温度，m是分子质量。

通过分子平均速度的计算，可以代入压强计算公式，得出理想气体压强的数值。

5. 实例分析以氢气为例，假设其温度为300K，分子质量为2g/mol，体积为10L，分子个数为6.02 × 10^23个/mol。

根据上述公式，可以计算出平均速度为约1930m/s。

代入压强计算公式，得出压强为约5.75 × 10^5 Pa。

6. 结论通过分子运动理论，我们可以计算出理想气体的压强。

利用分子平均速度的计算公式，结合气体的温度、分子质量和体积等参数，可以准确计算出理想气体的压强数值。

分子运动的理论

分子运动的理论分子运动的理论是有关分子运动和相关物理现象的一门学科，它是物理和化学领域中一个重要的分支。

它涉及到分子之间的相互作用，以及它们在物理和化学现象中的角色。

本文将从分子运动的概念出发，详细的介绍它的原理和技术，并讨论分子运动的实际应用。

一、分子运动的概念分子运动的概念源自物理学，它指的是构成物质的分子（含有小颗粒的气体和液体）所受的主要力，使它们在物体表面上发生运动的整个过程。

这是一个微观的现象，它受到微观环境（例如温度和压力）影响，也受到力学和电磁场作用，这些力也是由分子组成的，而分子的运动则受到外界环境的影响。

分子运动的实质是分子间相互作用的总和。

它可分为热力学运动（随机运动）和力学运动（有序运动），其中前者指分子间的热力学互动，后者指分子间的力学互动。

前者是衡量热能的流动，后者是主要影响化学反应的因素。

热力学运动会使温度和热能持续循环，而力学运动则可能产生化学变化，包括分子的结构的变化和新元素的形成。

二、分子运动的原理分子运动的原理是解释分子运动的一个概念，它是物理、化学和力学领域的一个重要概念。

它主要指的是分子间热力学和力学作用，包括电磁场、电磁力、重力等，这些力会影响分子间的运动。

分子运动的原理可分为三个方面：1.能的存在：分子间的热力学互动是构成分子运动的基础，它们有一种叫做“势能”的相互作用，即分子受到外界环境的作用会产生一种叫做“势能”的力，这种力会影响分子间的运动。

2.运动：温度越高，分子间的热力学作用就越强，越容易产生热运动。

温度越低，分子间的热力学作用就越弱，越不容易产生热运动。

3.学运动：力学运动是指分子间的力学作用，这种力受到外界环境的影响，通过力学系数的变化而变化，而这种力又会影响分子的运动，使其在物体表面产生有序运动。

三、分子运动的技术分子运动的技术主要由实验室和理论分析两部分组成。

实验室研究分子运动，例如气相色谱法测量分子间的热力学相互作用，以及测定分子间的力学相互作用；理论分析会利用数学和物理的方法来研究分子运动的原理和技术，研究分子间的各种相互作用，以及研究分子在不同环境中的运动。

分子动理论的内容总结

第十三章内能一、分子热运动1.物质是由分子组成的。

2.人们通常以10﹣10m为单位来量度分子。

3.不同物质互相接触时，彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象主要说明了分子都在不停的做无规则的运动。

温度越高，分子运动越剧烈。

4.扩散现象可以发生在气体之间、液体之间、固体之间。

5.由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫分子热运动。

6.分子之间既有引力又有斥力。

二、内能1.物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。

物体的内能跟物体的温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈,物体内能越大。

2.内能的单位是焦耳（J）。

3.一切物体都具有内能。

4.影响内能大小的因素：温度、质量、物态。

5.机械能与整个物体的机械运动情况有关,内能与物体内部分子的热运动及分子间相互作用情况有关,机械能是动能与势能之和,内能是物体内部所有分子动能和分子势能的总和。

6.改变物体的内能两种方法：做功和热传递。

7.物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。

8.物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小。

9.热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫热量。

（物体含有多少热量的说法是错误的）10. 做功和热传递这两种方法对改变物体的内能是等效的，但实质不同，做功是能的转化过程，热传递是能的转移过程。

三、比热容1．比热容：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容。

用符号c表示。

2．比热容的单位是：J/(kg·℃)，读作：焦耳每千克摄氏度。

3．比热容是物质的一种属性，它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变，只要物质相同，比热容就相同。

4．水的比热容是：C=4.2×103J/(kg·℃)，它表示的物理意义是：每千克的水当温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量是4.2×103J。

1.1分子动理论的基本内容

固体和液体
气体
3)意义：是微观世界的一个重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁．
3.计算：宏观量与微观量的关系
微观量
V0—分子体积 d—分子直径 m0—分子质量
1mol物质的体积：
Vmol
M mol
宏观量
V—物体体积 Vmol—摩尔体积 m—物体的质量 Mmol—摩尔质量 ρ—物体的密度
分子质量：
问题1.颗粒运动是否有规律可循？问题2.大颗粒与小颗粒的运动有什么区别？
三颗微粒每隔30 秒位置的连线图
观察到的现象：微粒在做__无__规__则__运_动___；微粒越小,运动越_明__显___. 悬布浮朗微粒运的动无规：则__运__动_________________
布朗运动的成因
颗粒小瞬间与微粒撞击的分子数越少撞击作用的的不平衡性越明显
F引 F引
F斥
(2)当r＜r0时，随r的减小，F引、F斥都增大，F斥比F引增大得快， F斥＞F引，分子力表现为斥力，r减小，分子力增大
F斥
r＞r0
F引
F引
F斥
(3)当r＞r0时，随r 的增加，F引、F斥都减小，F斥比F引减小得快，F斥＜F引，分子力表现为引力
（4）当r＞10r0时，分子
力等于0，分子力是短程力。
温度高液体分子运动越激烈对布朗微粒撞击频率和强度越高
布朗运动越明显
例2：“布朗运动”是说明分子运动的重要实验事实.则布朗运动是指：（）
A：液体分子的运动； B：悬浮在液体中的固体分子的运动； C：悬浮在液体中的固体颗粒的运动； D：液体分子和固体分子的共同运动；
布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动；它反映了液体分子的无规则运动。