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第十章 从粒子到宇宙
第2节 分子动理论的初步知识
1.通过实验活动认识分子动理论的初步知识，领会从可以直接感知的现象推测不可直接感知的事物的间接研究方法。
2.了解扩散现象和分子的热运动，知道温度越高，分子的无规则运动越剧烈。
3.了解气体、液体和固体分子的模型。
4.会利用分子动理论的知识解释有关简单现象。
我们已经知道物质是由分子构成的。那么，物质中的分子是否会运动？如果物质中的分子会运动的话，其运动情况又与什么因素有关呢？分子与分子间有作用力吗？......像谜一样一连串饶有趣味的问题，正等待着我们去研究。
知识点一：认识分子动理论
活动1
体会分子的运动
将香水瓶的盖子打开，很快就能闻到香味（图1）。在一杯清水中滴入一滴红墨水，不一会儿，整杯水就变成了红色（图2）。
图1 闻香 图2 变色
上面的两个实验现象能说明气体分子和液体分子在不停地 着。
科学家还做过一个实验，将磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年，后来发现金片里渗有铅，铅片里也渗有金，相互渗透了约1 mm深。
这个实验说明固体的分子也在不停地 着。
你还能举出哪些事实说明分子是在运动的？
运动
运动
生活中的扩散现象：
医院里刺鼻的药水味
墙内开花墙外香
酒香不怕巷子深
不同的物质互相接触时，都会发生彼此进入对方的现象。物理学上把这种现象叫做扩散（diffusion）。无论气体、液体或固体，都会发生扩散，且没有固定的规则，这一事实说明分子在做无规则的运动。
实验
小实验
铅块
金块
实验前
叠放在一起
五年后金中有铅，铅中有金，互相渗入1mm深
这说明了什么？
固体之间也能发生扩散现象
五年后
现象
结论
实验：探究固体分子的扩散
拓展探究
图3 墨水在冷水和热水中扩散的快慢
活动2
观察温度对分子运动的影响
如图3所示，在分别盛有冷水和热水的杯中各滴入一滴墨水，仔细观察所发生的现象，并对观察结果进行分析。
大量实验表明：物质中分子的运动情况与温度有关，温度越高，分子的无规则运动越剧烈。物理学中，将大量分子的无规则运动叫做分子的热运动。
冷水
热水
现象：墨水在冷水中扩散的____，在热水中扩散的____
慢
快
1min后
活动3
分子间有空隙
如图4所示，在一根长玻璃管中注入一半水，再缓缓地注满酒精，用塞子塞住开口端，上下颠倒几次再竖起来。可以看到，玻璃管内的液面比原来的低，也就是说，水和酒精混合后总体积变小了。
图4 水与酒精混合的实验
这个实验直观地说明了分子间存在着间隙。
活动4
探究分子间的相互作用力
1.实验操作如图5所示。思考：棉线是怎么被拉过去的？
图5 会收缩的肥皂膜
2.取两块断面磨平、干净的铅柱，将它们压紧后，可以在它们的下面吊起一串钩码（图6）。
图6 能吊起钩码的铅柱
通过以上两个实验，我们认识到：分子间存在着 力。
引
3.如图7所示，先让注射器吸入适量的水，再用橡皮套将针管口封住。试着用力推活塞，能否把活塞压进去？这个实验告诉我们：水的体积很难压缩，这就间接说明了分子间同时存在着 力。
图7 很难压缩的水
斥
研究表明：物质中的分子既相互吸引，又相互排斥。分子间的距离在一定范围内（小于10-10m）以排斥为主；在这个范围之外（大于10-10m）以吸引为主；若分子间的距离大到一定程度（大于10-9m），分子间的相互作用会变得十分微弱，可以认为没有相互作用。
小结
综上所述，物质是由大量分子构成的，分子间是有空隙的，分子在不停息地做无规则运动，分子间存在相互作用力。这就是分子动理论（kinetic theory）的初步知识。
知识点二：固、液、气三态中的分子
物质有固体、液体、气体三种形态分子间距决定了分子间的作用力，从而决定了固体、液体和气体的特征。
图8 固体的分子模型
固体中分子之间的距离小，相互作用力很大，分子只能在一定的位置附近振动（图8）。所以，固体既有一定的体积，又有一定的形状。
液体中分子之间的距离较小，相互作用力较大，以分子群的形态存在，分子可在某个位置附近振动，分子群却可以相互滑过（图9）。所以，液体有一定的体积，但有流动性，其形状随容器形状而变化。
图9 液体的分子模型
图10 气体的分子模型
气体中分子间的距离很大，相互作用力很小，可以认为气体分子除相互碰撞或跟器壁碰撞以外，都不受其他力的作用。每一个分子几乎都可以自由运动，可以充满它能够达到的整个空间（图10）。所以，气体既没有固定的体积，也没有固定的形状。
认识分子动理论
分子动理论的初步知识
固、液、气三态中的分子
1.下列描述中属于扩散现象的是( )
A. 桂花花香四溢
B. 雪花漫天飘舞
C. 灰尘空中飞扬
D. 江面雾气弥漫
A
2. 放在衣柜里的樟脑丸过一段时间就会变小甚至消失；阳光照射下，有时能看到许多的灰尘在空中飞舞，都能说明分子在不停地做无规则运动。你认为这种说法是否正确？并说明理由。
解：不正确。放在衣柜里的樟脑丸过一段时间就变小甚至消失，说明樟脑丸分子在不停地做无规则运动；阳光照射下，有时能看到许多的灰尘在空中飞舞，灰尘飞舞是固体小颗粒的运动，不是分子的运动；所以以上现象都说明分子在不停地做无规则运动，这种说法是错误的。
3.图1 甲、乙、丙三幅图中，能形象地描述气态物质分子排列方式的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 乙和丙
C

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