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第2節(jié) 分子動(dòng)理論的初步知識(shí)
熱現(xiàn)象的本質(zhì)是什么?
在17世紀(jì)和18世紀(jì)間，人們認(rèn)識(shí)到是由物質(zhì)內(nèi)部大量微粒運(yùn)動(dòng)引起的，后來(lái)發(fā)展成為分子動(dòng)理論。19世紀(jì)在物理學(xué)中建立了能量的概念，人們逐漸 了解了與熱現(xiàn)象相聯(lián)系的能量形式——內(nèi)能，并且與分子動(dòng)理論聯(lián)系起來(lái)，認(rèn)識(shí)到內(nèi)能就是物體中大量分子具有的能量。
應(yīng)用分子動(dòng)理論和內(nèi)能的觀點(diǎn)可以解釋熱現(xiàn)象。
分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容：
（1）物質(zhì)由分子、原子組成，分子間有間隙。
（2）一切物質(zhì)的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。
（3）分子間存在相互作用的引力和斥力。
下面請(qǐng)大家分組做分割物質(zhì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行探究:
小組1：撕紙，看哪一組撕得最碎.
無(wú)論紙撕得多么細(xì)小，紙還是紙；
小組2：打碎廢舊的玻璃杯.每打碎一次拿出來(lái)看看，探究打得更碎時(shí)，玻璃有何變化？
小組3：打碎冰糖，每打碎一次拿出來(lái)看看，探究打得更碎時(shí)，冰糖味道有何變化？
玻璃無(wú)論研磨得多么細(xì)小還是玻璃；
冰糖無(wú)論研磨得多么細(xì)小還是冰糖（分割后仍然具有甜味）.
活動(dòng)
將碎紙片、玻璃、冰糖多次分割后，顆粒會(huì)越來(lái)越小，如果不停的分割下去，有沒(méi)有一個(gè)限度？
思考
電子顯微鏡下的鋁合金易拉罐表面的原子
電子顯微鏡下的金原子
水分子
鐵原子
常見(jiàn)的物質(zhì)都是由極其微小的粒子——分子、原子構(gòu)成的。
由分子構(gòu)成的物質(zhì)，如氧氣、水等；由原子構(gòu)成的物質(zhì)，如鐵，鋁等。
在研究與熱學(xué)有關(guān)的問(wèn)題時(shí)，這些微觀粒子可以不必區(qū)分，都看作分子。
什么是分子 ？
保持物質(zhì)原來(lái)性質(zhì)不變的最小微粒叫做分子。
分子到底有多小？
如果把分子設(shè)想成球形,一般分子的直徑大約只有10-10米,用肉眼直接看不到。
將二萬(wàn)個(gè)氧分子，一個(gè)緊挨一個(gè)排成一串，那么它們的總長(zhǎng)度和一根頭發(fā)絲的直徑差不多。
在通常的溫度和壓強(qiáng)下，1cm３的水中含有大約3.35×1022個(gè)水分子，若把這些水分子均勻地分布在地球表面，1cm2面積上可得5000多個(gè)水分子！
分子數(shù)量有多大
？
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，1cm? 的任何氣體約有2.7×1019個(gè)分子，讓這些氣體分子從容器中跑出，如果1s跑出1億個(gè)，約需9000年才跑完。
視頻講解——《分子、原子》
1.物質(zhì)的構(gòu)成
分子特點(diǎn)：
體積小，直徑約10-10m, 數(shù)目極多。
物質(zhì)由分子、原子構(gòu)成。
構(gòu)成物質(zhì)的分子是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的？
保持物質(zhì)原來(lái)性質(zhì)不變的最小微粒叫做分子。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？
(1)擴(kuò)散：不同的物質(zhì)在互相接觸時(shí)，彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。
氣體之間可以發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。（氣體擴(kuò)散）
2.分子熱運(yùn)動(dòng)
氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象
炒菜的味道
桂花飄香
聞到香水的味道
硫酸銅溶液和清水的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)
液體之間可以發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象嗎？
將一滴紅墨水滴入清水中，清水逐漸變成紅色；醬油與醋混合為調(diào)料；被污水污染的河流……
被污水污染的河流
醬油與醋混合為調(diào)料
清水逐漸變成紅色
液體擴(kuò)散的實(shí)例
將打磨光滑的鉛片和金片緊壓在一起，在室溫下放置5年。
固體之間可以發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象嗎？
固體之間可以發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。（固體擴(kuò)散）
實(shí)例：
存放煤的墻角，幾年后墻壁表面厚厚的一層都變黑了。
說(shuō)明：擴(kuò)散現(xiàn)象可以發(fā)生在固體間、液體間、氣體間。
（2）擴(kuò)散現(xiàn)象表明：
一切物質(zhì)的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，分子間有間隙。
說(shuō)明了什么？
又說(shuō)明了什么？
溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越快，擴(kuò)散越快。
影響擴(kuò)散快慢的主要因素是：溫度
得出結(jié)論
（3）分子不停地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫熱運(yùn)動(dòng)。
溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，擴(kuò)散越快。
練一練
花氣襲人知驟暖，鵲聲穿樹(shù)喜新晴”。
對(duì)于前一句是根據(jù)________________________________這一物理知識(shí)來(lái)判斷當(dāng)時(shí)周邊的氣溫突然變化。成霧霾天氣的主要污染物是PM2.5，其直徑大約是一般分子直徑（數(shù)量級(jí)為10﹣10m）的2萬(wàn)倍的懸浮顆粒物，它在空中的運(yùn)動(dòng)_________（“屬于”或“不屬于”）分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈
不屬于
問(wèn)題：
既然分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，為何固體和液體的分子為什么不會(huì)飛散開(kāi)，而是聚合在一起，保持一定的體積？
實(shí)驗(yàn)：
這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？
分子之間有引力
實(shí)驗(yàn)觀察：
氣體被壓縮時(shí)都會(huì)產(chǎn)生“抵抗”，要是壓縮液體和固體呢？
實(shí)驗(yàn)表明，分子間同時(shí)存在引力和斥力。
分子的彈簧模型
分子
彈簧連接的小球
類(lèi)比
3.分子間的作用力：
（1）分子間存在相互作用的引力和斥力，并同時(shí)存在。
（2）分子間作用力與分子間距離(r)的關(guān)系：
當(dāng)r=r0 引力 = 斥力
當(dāng)r>r0 引力 > 斥力
當(dāng)r當(dāng)r>10r0 無(wú)作用力
f
f ?
當(dāng)r>r0時(shí)，分子間作用力表現(xiàn)為引力。
f
f ?
當(dāng)rr > 10r0
當(dāng)r>10r0時(shí)，分子間無(wú)作用力。
r0
f1
f1?
f2
f2?
f1和f1? 為分子間引力， f2和f2? 為分子間斥力。當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子受到的引力和斥力相互平衡。
平衡位置
“N95”型口罩（如圖所示）對(duì)直徑為0.075μm±0.020μm的非油性顆粒（如粉塵、PM2.5、飛沫、微生物）具有95%以上的過(guò)濾效率，它由三層構(gòu)成：內(nèi)層吸水層，中間過(guò)濾層，外層疏水層，則下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．新冠病毒隨飛沫傳播是一種分子運(yùn)動(dòng)
B．過(guò)濾效率高，是因?yàn)榭谡植牧戏肿又g沒(méi)有空隙
C．中間過(guò)濾層能夠過(guò)濾掉非油性顆粒，是因?yàn)轭w粒分子間存在斥力
D．內(nèi)層吸水層能夠有效吸收呼出的水蒸氣，說(shuō)明分子之間存在引力
D
飛沫是肉眼可以看到，故不是分子
由分子熱運(yùn)動(dòng)可知任何物質(zhì)分子之間存在間隙
顆粒間距離較大，分子間作用力不明顯
內(nèi)層吸水層能夠有效吸收呼出的水蒸氣分子，體現(xiàn)的是分子間存在引力
當(dāng)堂反饋
如圖所示，一個(gè)鐵絲圈中間較松弛的系著一根棉線，浸過(guò)肥皂水后，用手指輕碰一下棉線的左邊，棉線左邊的肥皂膜破了，棉線被拉向右邊。上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明（　　）
A．分子間有空隙
B．分子間有引力
C．分子間有斥力
D．分子在永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)
當(dāng)堂反饋
B
固體分子間距離
液體分子間距離
氣體分子間距離
固液氣三態(tài)的分子間距離
4.固、液、氣態(tài)的微觀模型：
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}狀態(tài)
特　　征
分子
間距
分子間作用力
分子運(yùn)動(dòng)
固態(tài)
液態(tài)
氣態(tài)
很小
很大
無(wú)一定的形狀，有一定的體積
較大
較大
無(wú)一定的體積和形狀
很大
很小
有一定的體積和形狀
在平衡位置做無(wú)規(guī)則則振動(dòng)
振動(dòng)和移動(dòng)
除碰撞外做勻速直線運(yùn)動(dòng)
各種熱現(xiàn)象的微觀本質(zhì)都是分子的熱運(yùn)動(dòng)。
例如，將一個(gè)充滿(mǎn)空氣的氣球放入溫度約為-196 ℃ 的液氮中，氣球會(huì)變扁平。這是因?yàn)樵诔爻合拢瑲馇騼?nèi)氣體分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)比較劇烈，能夠掙脫相互作用的束縛，處于一種“自由”的狀態(tài)。
在液氮中，分子熱運(yùn)動(dòng)急劇減弱，分子間的相互作用將分子束縛在一起，空氣變成了液體。空氣從氣體變?yōu)橐后w時(shí)，體積大大減小。
當(dāng)堂反饋
1. 下列事例中，不能說(shuō)明分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的是（ ）
A．炒菜時(shí)，我們聞到香味
B．在陰涼的地方晾衣服，衣服變干了
C．腌咸蛋時(shí)，時(shí)間久了，蛋變咸了
D．掃地時(shí)，灰塵在空中飛舞
D
2．一根鐵棒很難壓縮是因?yàn)榉肿娱g存在______，又很難被拉長(zhǎng)是因?yàn)榉肿娱g存在著_____。
斥力
引力
3.“花氣襲人知晝暖，鵲聲穿樹(shù)喜新晴”，這是南宋詩(shī)人陸游《村居書(shū)喜》中的兩句詩(shī)，對(duì)于第一句，以物理學(xué)角度可以理解為：花朵分泌的芳香油分子的___________加快，說(shuō)明當(dāng)時(shí)周邊的氣溫突然_______。
無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
升高
4.如圖所示，將一表面干凈的玻璃板掛在彈簧秤下面，手持彈簧秤的上端將玻璃板放至剛與水面接觸后，慢慢提起彈簧秤，觀察到玻璃板離開(kāi)水面時(shí)彈簧秤的示數(shù)比未離開(kāi)水面后的示數(shù)_______，其原因是_______________________。
變大
水分子與玻璃分子間有吸引力
5.“破鏡”不能“重圓”的原因是( )
A．分子間的作用力因玻璃被打碎而消失
B．玻璃表面太光滑
C．玻璃的分子間只有斥力沒(méi)有引力
D．玻璃碎片間的距離太大，大于分子間發(fā)生相互吸引的距離
D
物質(zhì)的構(gòu)成
分子間的
作用力
分子熱
運(yùn)動(dòng)
①物質(zhì)是由大量的分子、原子等構(gòu)成的.
②人們通常以10-10m為單位來(lái)量度分子.
①擴(kuò)散：不同物質(zhì)在互相接觸時(shí)彼此進(jìn)入
對(duì)方的現(xiàn)象，叫作擴(kuò)散.
②一切物質(zhì)的分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).
分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，物體的溫度越高。
這種無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)叫作分子的熱運(yùn)動(dòng).
分子間不僅存在引力，而且還存在斥力.
課堂總結(jié)

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