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第2节 分子动理论的初步知识
热现象的本质是什么?
在17世纪和18世纪间，人们认识到是由物质内部大量微粒运动引起的，后来发展成为分子动理论。19世纪在物理学中建立了能量的概念，人们逐渐 了解了与热现象相联系的能量形式——内能，并且与分子动理论联系起来，认识到内能就是物体中大量分子具有的能量。
应用分子动理论和内能的观点可以解释热现象。
分子动理论的基本内容：
（1）物质由分子、原子组成，分子间有间隙。
（2）一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
（3）分子间存在相互作用的引力和斥力。
下面请大家分组做分割物质实验，进行探究:
小组1：撕纸，看哪一组撕得最碎.
无论纸撕得多么细小，纸还是纸；
小组2：打碎废旧的玻璃杯.每打碎一次拿出来看看，探究打得更碎时，玻璃有何变化？
小组3：打碎冰糖，每打碎一次拿出来看看，探究打得更碎时，冰糖味道有何变化？
玻璃无论研磨得多么细小还是玻璃；
冰糖无论研磨得多么细小还是冰糖（分割后仍然具有甜味）.
活动
将碎纸片、玻璃、冰糖多次分割后，颗粒会越来越小，如果不停的分割下去，有没有一个限度？
思考
电子显微镜下的铝合金易拉罐表面的原子
电子显微镜下的金原子
水分子
铁原子
常见的物质都是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。
由分子构成的物质，如氧气、水等；由原子构成的物质，如铁，铝等。
在研究与热学有关的问题时，这些微观粒子可以不必区分，都看作分子。
什么是分子 ？
保持物质原来性质不变的最小微粒叫做分子。
分子到底有多小？
如果把分子设想成球形,一般分子的直径大约只有10-10米,用肉眼直接看不到。
将二万个氧分子，一个紧挨一个排成一串，那么它们的总长度和一根头发丝的直径差不多。
在通常的温度和压强下，1cm３的水中含有大约3.35×1022个水分子，若把这些水分子均匀地分布在地球表面，1cm2面积上可得5000多个水分子！
分子数量有多大
？
1标准大气压下，1cm? 的任何气体约有2.7×1019个分子，让这些气体分子从容器中跑出，如果1s跑出1亿个，约需9000年才跑完。
视频讲解——《分子、原子》
1.物质的构成
分子特点：
体积小，直径约10-10m, 数目极多。
物质由分子、原子构成。
构成物质的分子是静止的还是运动的？
保持物质原来性质不变的最小微粒叫做分子。
这个实验说明了什么？
(1)扩散：不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象。
气体之间可以发生扩散现象。（气体扩散）
2.分子热运动
气体的扩散现象
炒菜的味道
桂花飘香
闻到香水的味道
硫酸铜溶液和清水的扩散实验
液体之间可以发生扩散现象吗？
将一滴红墨水滴入清水中，清水逐渐变成红色；酱油与醋混合为调料；被污水污染的河流……
被污水污染的河流
酱油与醋混合为调料
清水逐渐变成红色
液体扩散的实例
将打磨光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年。
固体之间可以发生扩散现象吗？
固体之间可以发生扩散现象。（固体扩散）
实例：
存放煤的墙角，几年后墙壁表面厚厚的一层都变黑了。
说明：扩散现象可以发生在固体间、液体间、气体间。
（2）扩散现象表明：
一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，分子间有间隙。
说明了什么？
又说明了什么？
温度越高，分子运动越快，扩散越快。
影响扩散快慢的主要因素是：温度
得出结论
（3）分子不停地无规则运动叫热运动。
温度越高，分子热运动越剧烈，扩散越快。
练一练
花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”。
对于前一句是根据________________________________这一物理知识来判断当时周边的气温突然变化。成雾霾天气的主要污染物是PM2.5，其直径大约是一般分子直径（数量级为10﹣10m）的2万倍的悬浮颗粒物，它在空中的运动_________（“属于”或“不属于”）分子的无规则运动。
温度越高，分子运动越剧烈
不属于
问题：
既然分子在不停地做无规则运动，为何固体和液体的分子为什么不会飞散开，而是聚合在一起，保持一定的体积？
实验：
这个实验说明了什么？
分子之间有引力
实验观察：
气体被压缩时都会产生“抵抗”，要是压缩液体和固体呢？
实验表明，分子间同时存在引力和斥力。
分子的弹簧模型
分子
弹簧连接的小球
类比
3.分子间的作用力：
（1）分子间存在相互作用的引力和斥力，并同时存在。
（2）分子间作用力与分子间距离(r)的关系：
当r=r0 引力 = 斥力
当r>r0 引力 > 斥力
当r当r>10r0 无作用力
f
f ?
当r>r0时，分子间作用力表现为引力。
f
f ?
当rr > 10r0
当r>10r0时，分子间无作用力。
r0
f1
f1?
f2
f2?
f1和f1? 为分子间引力， f2和f2? 为分子间斥力。当分子间距离为r0时，分子受到的引力和斥力相互平衡。
平衡位置
“N95”型口罩（如图所示）对直径为0.075μm±0.020μm的非油性颗粒（如粉尘、PM2.5、飞沫、微生物）具有95%以上的过滤效率，它由三层构成：内层吸水层，中间过滤层，外层疏水层，则下列说法正确的是（　　）
A．新冠病毒随飞沫传播是一种分子运动
B．过滤效率高，是因为口罩材料分子之间没有空隙
C．中间过滤层能够过滤掉非油性颗粒，是因为颗粒分子间存在斥力
D．内层吸水层能够有效吸收呼出的水蒸气，说明分子之间存在引力
D
飞沫是肉眼可以看到，故不是分子
由分子热运动可知任何物质分子之间存在间隙
颗粒间距离较大，分子间作用力不明显
内层吸水层能够有效吸收呼出的水蒸气分子，体现的是分子间存在引力
当堂反馈
如图所示，一个铁丝圈中间较松弛的系着一根棉线，浸过肥皂水后，用手指轻碰一下棉线的左边，棉线左边的肥皂膜破了，棉线被拉向右边。上述实验说明（　　）
A．分子间有空隙
B．分子间有引力
C．分子间有斥力
D．分子在永不停息地无规则运动
当堂反馈
B
固体分子间距离
液体分子间距离
气体分子间距离
固液气三态的分子间距离
4.固、液、气态的微观模型：
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}状态
特　　征
分子
间距
分子间作用力
分子运动
固态
液态
气态
很小
很大
无一定的形状，有一定的体积
较大
较大
无一定的体积和形状
很大
很小
有一定的体积和形状
在平衡位置做无规则则振动
振动和移动
除碰撞外做匀速直线运动
各种热现象的微观本质都是分子的热运动。
例如，将一个充满空气的气球放入温度约为-196 ℃ 的液氮中，气球会变扁平。这是因为在常温常压下，气球内气体分子的无规则热运动比较剧烈，能够挣脱相互作用的束缚，处于一种“自由”的状态。
在液氮中，分子热运动急剧减弱，分子间的相互作用将分子束缚在一起，空气变成了液体。空气从气体变为液体时，体积大大减小。
当堂反馈
1. 下列事例中，不能说明分子做无规则运动的是（ ）
A．炒菜时，我们闻到香味
B．在阴凉的地方晾衣服，衣服变干了
C．腌咸蛋时，时间久了，蛋变咸了
D．扫地时，灰尘在空中飞舞
D
2．一根铁棒很难压缩是因为分子间存在______，又很难被拉长是因为分子间存在着_____。
斥力
引力
3.“花气袭人知昼暖，鹊声穿树喜新晴”，这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗，对于第一句，以物理学角度可以理解为：花朵分泌的芳香油分子的___________加快，说明当时周边的气温突然_______。
无规则运动
升高
4.如图所示，将一表面干净的玻璃板挂在弹簧秤下面，手持弹簧秤的上端将玻璃板放至刚与水面接触后，慢慢提起弹簧秤，观察到玻璃板离开水面时弹簧秤的示数比未离开水面后的示数_______，其原因是_______________________。
变大
水分子与玻璃分子间有吸引力
5.“破镜”不能“重圆”的原因是( )
A．分子间的作用力因玻璃被打碎而消失
B．玻璃表面太光滑
C．玻璃的分子间只有斥力没有引力
D．玻璃碎片间的距离太大，大于分子间发生相互吸引的距离
D
物质的构成
分子间的
作用力
分子热
运动
①物质是由大量的分子、原子等构成的.
②人们通常以10-10m为单位来量度分子.
①扩散：不同物质在互相接触时彼此进入
对方的现象，叫作扩散.
②一切物质的分子在不停地做无规则运动.
分子运动越剧烈，物体的温度越高。
这种无规则的运动叫作分子的热运动.
分子间不仅存在引力，而且还存在斥力.
课堂总结

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