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第一章 分子动理论
初中我们就学过，物质是由大量 分子 组成的？
思考：
化学中的分子：
热学中的分子：
做热运动时遵从相同规律的微粒，包括组成物质的原子、离子或分子。
具有物质的化学性质的最小微粒
扫描隧道显微镜下的碳原子
L
L
固体、液体
小球模型（近似模型）：
d
d
d
　　　气体
立方体模型：
d
L
一、分子模型的建立：
1、1mol的任何物质含有相同的粒子数，这个数叫阿伏加德罗常数
物质的质量 m 摩尔质量 Mm 分子的质量 m0
物质的体积 V 摩尔体积Vm 分子体积 V0
物质的密度ρ 阿伏加德罗常数 NA 分子总个数 N
物质的量 n
阿伏加德罗常数
2．阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁．
阿伏伽德罗常数很大，也说明了物质是由大量分子组成的
1、固体或者液体分子体积（直径）的估算方法：
L
L
L
d
d
d
d
微观量的估算方法
2.气体分子间平均距离的估算：
气体分子间的间隙不能忽略，每个气体分子平均占有的空间设想成一个小立方体，据这一微观模型，气体分子间的距离就等于小立方体的边长L，即：（ L并非分子的直径）.
不适用于求气体分子的体积
但能计算气体分子的平均间距
四、微观量的估算方法
3.物质分子所含分子数的估算：
关键--求出分子的摩尔数，即可利用阿佛加德罗常数求出含有的分子数
求:1cm3水和标准状况下1cm3的水蒸气中各有多少个分子(1mol水的质量是0.018kg)
1mol的任何气体在标况下，体积均为22.4L
二 分子热运动
1.扩散现象
不同物质相互接触时能够彼此进入对方的现象。
1）定义：
溴蒸汽的扩散
3）原因：
2）特点
①物质处于气态、液液、固态都能够发生扩散现象。
②温度越高，扩散现象越明显。
③浓度大处向浓度小处扩散，且受“已进入对方”的分子浓度的限制，当进入对方的分子浓度较低时，扩散现象较为明显。
直接证明组成物质的分子在不停地运动着。
分子无规则运动产生的。
4）意义：
5）应用：
在纯净半导体材料中掺入其他元素。
生产半导体器件
2.布朗运动
实验
观察花粉颗粒的运动
每隔30s记下它们花粉颗粒的位置，用折线分别依次连接这些点，如图所示:
思考：
1）图中折线是否为花粉的运动径迹？是否为水分子的运动径迹？
2）能否预测花粉颗粒下一时刻的位置？
1）布朗运动：
悬浮在液体（或气体）中的微小颗粒永不停息地无规则运动。
2）特点
①布朗运动永不停息。
②微粒越小，布朗运动越明显。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，布朗运动越明显。
③在任何温度下都会发生，温度越高，布朗运动越明显。
宏观颗粒
3）原因：
大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性
造成的。
间接地反映了液体(或气体)分子运动的无规则性。
4)意义：
把分子永不停息地做无规则运动叫热运动。
温度越高，热运动越激烈
①布朗运动是热运动的宏观体现，热运动是布朗运动的微观本质.
②布朗运动是热运动的间接反映，扩散现象是热运动的直接反映.
1）定义：
3）说明
2）特点：
3. 热运动
永不停息
无规则
金铅块扩散
气体易压缩
总体积变小
①组成物质的分子之间存在间隙
固体和液体的分子间隙较小
气体分子的间隙大
②分子之间存在着相互作用力
能聚集在一起
三 分子间作用力
2.分子间的作用力
1）分子间存在相互作用力
物体很难被拉伸
大量分子能聚在一起形成液体或固体而不离散成一群独立的单个分子.
物体很难被压缩
分子间有引力，分子却没有紧紧吸在一起而还有空隙.
分子间引力表现：
分子间斥力表现：
2）分子间作用力的产生原因
原子内部带正、负电的粒子间的相互作用引起的。
分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）。
注意：压缩气体也需要力，不说明分子间存在斥力作用，压缩气体时需要的力是用来反抗大量
气体分子频繁撞击容器壁（活塞）时对容器壁（活塞）产生的压力
分子间作用力3）分子间相互作用力的特点1.分子间的引力和斥力同时存在。2.分子间的引力和斥力只与分子间距离（相对位置）有关，与分子的运动状态无关。3.分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小，且斥力总比引力随r的增大衰减得快。分子间作用力1.当r＝r0时，分子间引力和斥力相平衡，F引=F斥，分子处于平衡位置，r0数量级10-10m2.当r＜r0时，F引＜F斥，对外表现的分子力F为斥力。3.当r＞r0时，F引＞F斥，对外表现的分子力F为引力。4.当r＞10r0时，分子间相互作用力变得十分微弱，可认为分子力F为零（如气体分子间可认为作用力为零）。4）分子间的作用力F与分子间距离r的关系5）分子力在物质三种不同的宏观状态下的特征
①固体有一定的体积和形状。
②液体有一定的体积，没有固定的形状。
③气体分子没有一定的体积，也没有一定的形状。
四 分子动理论
1）物质是由大量分子组成的；
2）分子在做永不停息地无规则运动；
3）分子间存在着相互作用力。
1.基本内容：
3.统计规律：
这种由大量偶然事件的整体所表现出来的规律，叫做统计规律。
单个分子的运动无规律
大量分子整体运动有规律
2.分子动理论：
以基本内容为出发点，把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现。这样建立的理论叫作分子动理论。
油膜法估测分子 直径的大小
d
怎样测量一粒小米的大小
d=V/S
单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积V，然后把它平摊在桌面上,上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积S，从而计算出米粒的直径.
水
油酸分子
d
如何得知油酸体积？
如何得知油膜面积？
二、用油膜法估测油酸分子的直径
把分子看成球形--模型化
单层油酸分子一个紧挨一个整齐排列
---理想化
测定油酸的体积：
具体步骤如下：
1、配制油酸酒精溶液.取油酸1ml，注入200ml的容量瓶中，向容量瓶中注入酒精，直到液面达到200ml刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，就得到了1ml含1/200ml纯油酸的油酸酒精溶液
2、计算每滴油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积。
用注射器作滴管，向小量筒内数数滴入1ml油酸酒精溶液，按一滴/秒的速度滴下。1ml约255滴左右。
每滴酒精油酸含油酸体积为
实验器材
清水、盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐 标纸、玻璃板、痱子粉(或石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．
测定油酸的面积：
3、在水槽中倒入约2cm深的水，水面完全稳定后均匀的撒上痱子粉。
4、等粉完全静止后开始滴一滴酒精油酸溶液。过几分钟后油酸薄膜的形状趋于稳定。油散开形成单分子层，测出油层面积.
5 、把玻璃板盖在水槽上。用彩笔把油酸薄膜的形状勾勒在玻璃板上。将玻璃板放在坐标纸上，每格面积为1cm2。
6、把画有油酸薄膜轮廓的玻璃复在坐标纸上（边长1cm）算出油酸薄膜的面积S（用四舍五入的方法统计有多少个1cm2的面积）
7、根据每一滴油酸的体积Ｖ和薄膜的面积Ｓ,即可算出油酸膜的厚度d＝Ｖ/Ｓ。即油酸分子的大小。
计算轮廓内正方形的个数（不足半个的舍去，多于半个的算一个），得出油膜面积S（以cm2为单位）
实验步骤
10×10=100
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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12
13
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39
40
41
S=(100+42) ×1cm2=142cm2
测油膜的表面积S:
42
计算轮廓内正方形的个数（不足半个的舍去，多于半个的算一个），得出油膜面积S（以cm2为单位）
注意事项
(1) 实验前应检查圆盘是否干净，如果有油渍则导致实验无法完成.
(2)圆盘中的水应保持稳定状态，最好静置一段时间. 痱子粉均匀撒在水面上.
(3) 向水面滴酒精油酸溶液时，针尖应竖直、靠近水面，如果离水面太高，可能无法形成油膜. 最好在1 cm左右. 滴酒精油酸溶液时要注意控制好，只滴1滴.
（4) 计算油膜面积时，以坐标纸上方格的数目来计算(边长1cm)
不足半个的舍去，多于半个的算1个 .
痱子粉太厚
痱子粉太薄
误差分析
1．形成的油膜不是单分子油膜
让油膜尽可能散开，等收缩到稳定状态再进行测量．要求使用的酒精的浓度、痱子粉的用量适宜等．
2．纯油酸体积的计算误差
油酸酒精溶液配置后不要长时间放置，以免浓度变化产生误差
3．油膜的面积S测算产生的误差
(1)油膜形状画线误差：用浅盘使玻璃尽量靠近液面，画线尽量和油膜边缘对应．
(2)数格子法，带来的误差．
用单分子油膜法测得分子直径的数量级为
利用现代技术，使用不同的方法测出的分子大小并不
完全相同，但数量级是一样的，均为
注意：除一些有机物质的大分子外，一般分子的直
径数量级为上面数值，油酸分子 是大分子，直径的数量级大约为10-9m
例1：在做 “用油膜法估测分子的大小”实验中，104 mL油酸酒精溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液中有50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如下图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm.
(1)油膜的面积是多少？
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？
(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径．
二、单分子油膜法
(1)面积为油膜轮廓范围内的格子数乘以一个格子的面积，即S＝58×(0.02)2 m2＝2.32×10－2 m2
某学生在做该实验时，发现计算的直径偏大，可能的原因是___________
A．痱子粉撒的过多
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C．计算每滴体积时，lmL的溶液的滴数多记了几滴
D．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间．
AB
实验体现的物理思想方法
实验体现的物理思想方法
实验体现的物理思想方法
实验体现的物理思想方法
累积放大法
估算法
面积估算法
V(m/s)
t（s）
5
2
3
1
4
10
20
40
30
V-t图像所围的面积-----位移
a（m/s2）
10
20
40
50
30
1
60
2
4
3
5
t（s）
a-t图像所围的面积---速度变化量
电容器放电的i-t图像的所围面积---电量

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