资源简介

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第2节
分子动理论的初步知识
第十三章 内能
初/中/物理人教版——九年级全一册 —————————————————————
1.结合花香等现象，理解物质由分子、原子构成，建立微观构成的物理观念。
2.通过红墨水扩散等现象，推测分子在做热运动，能用其解释温度对扩散的影响。
3.识别扩散现象，区分与宏观运动的不同，用分子热运动解释其成因，在辨析和解释过程中强化对微观运动的理解，提升科学表述能力。
4.分析固体难被压缩和拉伸、液体难被压缩等现象，知道分子间同时存在引力和斥力，解释生活中的相关现象，理解分子间作用力对物质状态的影响，培养用微观知识解释宏观现象的科学探究能力。
学习目标
难点
重点
新课引入
你知道花香是怎么传播到远处的吗？
梅花
墙角数支梅
凌寒独自开
遥知不是雪
唯有暗香来
新课引入
你知道花香是怎么传播到远处的吗？
一、物质的构成
知识构建
古希腊思想家德谟克利特
万物都是由极小的，不可分割的微粒——“原子”组成。人可以闻到不同的气味，是这些气味的“原子”飘到人的鼻子里。
很香
很臭
此“原子”非彼原子
一、物质的构成
电子显微镜下的金原子
电子显微镜下的苯分子
电子显微镜下的生物大分子
现代科学研究发现：
常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。
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。
分子很小，分子的直径大约只有10-10m，只能用电子显微镜才能看到。
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z
z
z
分子太小了，它的直径只有10-10m，你能想象它有多小吗？
我们一起拿常见的物体对比下。
分子
直径为1cm玻璃弹珠
西红柿
地球
一个分子与一个直径为1cm的玻璃弹珠比起来，就像一个西红柿与地球比起来那样小。
一、物质的构成
1cm3的水中含有大约3.34×1022 个水分子；
一个水分子的质量只有3×10-26 kg。
通常情况下，1cm3的空气里大约有2.7×1019个分子，现代大型计算机每秒可以计算100亿(1010)次，要把这么多分子一个个数完，得花80多年。
科学小贴士
通常，物质是由大量分子构成的。这些又小又轻的分子是不是一个挨一个地挤在一起不动呢？
z
z
你知道我有多少个水分子吗？
一、物质的构成
二、分子热运动
无风的天气里也能够闻到花香，难道花分子可以运动吗？
实验探究
演示实验一
实验解释
1.二氧化氮和空气分子之间存在空隙，
他们接触一段时间后，彼此相互进入对方，使颜色变的均匀。
2.二氧化氮的密度大于空气，把二氧化氮放在下面的瓶子就是为了说明，最后两个瓶子颜色变得均匀，是因为彼此相互进入了对方，而非因为重力作用引起宏观上的气流运动。
不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散现象。
实验探究
演示实验一
抽调玻璃板后，会发生什么现象？
静置一段时间后，发现两个瓶子内的气体混合在一起，最后颜色变得均匀。
实验现象
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z
二氧化氮能进入上面的瓶子吗？
z
z
二氧化氮可以放在放在上面的瓶子吗？
实验探究
演示实验二
液体之间是否也可以发生扩散现象？
操作：在量筒内装一半的清水，用细管在水的下面注入蓝色的密度比水大的硫酸铜溶液。
实验操作与现象
现象：开始时无色的清水和蓝色的硫酸铜有明显的界限，静置几天后，界面逐渐模糊不清，最后完全消失。
液体之间也可以发生扩散现象
二、分子热运动
知识构建
固体之间同样存在扩散现象。
长时间堆放煤的墙角，会变黑，很难清除。
z
z
同样是扩散运动，为什么有的需要几天，有需要几年？扩散运动的速度跟什么有关？
实验前
叠放在一起
5年后互相渗入
实验探究
演示实验三
扩散的快慢与温度有什么关系？
操作：在一个烧杯中装半杯热水，另一个同样的烧杯中装等量的冷水，用相同的滴管分别向两个烧杯中滴入一滴墨水。
实验操作与现象
现象：墨水在热水中扩散的快。
二、分子热运动
实验操作：往装有50mL水的量筒中注入50mL的染色酒精。
猜想：分子能够彼此进入对方，说明分子间存在间隙？
实验现象：当水与酒精充分混合后，总体积小于100mL。
实验说明：分子之间存在空隙。
二、分子热运动
知识构建
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。
1
2
分子之间有空隙。
3
扩散现象可以发生在固体、液体、气体中。
温度越高，扩散速度越快，分子运动越剧烈。所以，这种无规则运动叫做分子的热运动。
二、分子热运动
肉香四溢
咸鸭蛋
花香怡人
扩散现象指的是分子之间的运动，而不是固体小颗粒之间的运动。
各种各样的扩散现象
演亦文化
课堂小游戏——想想议议
回答对问题，可以获得免作业一次。
二、分子热运动
下列哪些现象属于分子热运动？
2.臭豆腐闻起来很丑。
1.PM2.5的运动。
4.放一块冰糖在水里，水很快就变甜了。
5.环卫工人扫大街时，尘土飞扬。
3.课堂上老师擦黑板时，粉笔灰漫天飞舞。
√
√
三、分子间的作用力
z
z
F1
F2
F4
F3
既然分子在运动、且分子间有间隙，那为什么构成铅笔的分子不会飞散开，而总是聚合在一起，保持一定的体积，并且让铅笔既很难被拉伸、也很难被压缩呢？
z
z
我们一起来探讨下吧。
实验探究
演示实验四
你觉得不能把两个铅柱拉开的原因是什么？
操作：将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起。
实验操作与现象
现象：两个铅柱就会结合起来，甚至下面吊上重物都不能把它们拉开。这是什么原因呢？
实验说明：分子之间存在引力。
操作：在一个注射器中装入一些水，用手指堵住注射口，用力压活塞。
实验操作与现象
现象：发现注射器中的气体很难被压缩。
为什么堵住针头，注射器中的气体很难被压缩？
实验说明：分子之间存在斥力。
实验探究
演示实验五
分子之间同时存在引力和斥力，有时主要表现为引力，有时主要表现为斥力。
分子间距离变大时，表现为引力，当分子之间距离变小时，表现为斥力。
当r>r0时，分子间作用力表现为引力
当r三、分子间作用力
知识构建
分子间引力和斥力关系类比一根弹簧两端拴着两个小球。
三、分子间的作用力
固、液、气三态的分子间距。
气体分子间距
液体分子间距
固体分子间距
三、分子间的作用力
物态 微观特性 宏观特性 分子间距 分子作用力 有无一定形状 有无一定体积
固态 很小 很大 有 有
液态 较小 较大 无 有
气态 较大 极小 无 无
固、液、气三态物质宏观和微观的特性
气体分子之间的距离就很远，彼此之间几乎没有相互作用力。
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。
科学世界
探秘微观尺寸
头发直径约是60～80 μm
细胞的长度约10μm
光学显微镜分辨极限0.2μm
水分子直径0.4nm
科学世界
揭秘PM2.5
z
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z
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什么是 PM2.5？它从何而来，又会带来哪些影响？让我们一同深入探究。
2.5 微米是一个极其微小的尺度，大约是人类头发丝直径的二十分之一，肉眼根本无法直接观察到。
PM2.5 指的是环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物 。
科学世界
揭秘PM2.5
PM2.5
PM2.5 的来源：
自然源方面：火山爆发时的火山灰、森林火灾产生的烟雾、沙尘暴卷起的沙尘，以及海浪蒸发后形成的海盐颗粒等。
人为来源：工业生产中排放的废气，包含大量未完全燃烧的颗粒物；交通工具燃烧化石燃料，排放的尾气；居民燃煤取暖、餐饮油烟排放，甚至建筑施工扬尘等。
PM2.5 的危害：
PM2.5 对人体健康有极大危害，会导致慢性支气管炎、肺气肿等呼吸道疾病；
PM2.5 是导致雾霾天气的 “罪魁祸首” 之一；
PM2.5会削弱植物的光合作用，影响植物生长；
PM2.5会导致土壤和水体酸化，破坏生态平衡。
PM2.5 的治理：
工业领域大力推进产业结构调整，淘汰落后产能，推广清洁能源替代传统化石能源；
交通运输方面，提高机动车尾气排放标准，推广新能源汽车；
加强建筑工地扬尘监管，增加城市绿化面积，通过植物吸附减少空气中的颗粒物。
知识迁移
D
分子的运动属于微观运动，而烟雾、雪花、尘土都属于宏观物体，它们的运动不能说是分子的运动，它们属于宏观物体的运动；而闻到香味是花香分子的运动，能说明分子做无规则运动。
1.下列现象中，能说明分子在永不停息地运动的是（ ）
A.烟雾弥漫 B.雪花飞舞
C.花香扑鼻 D.尘土飞扬
C
知识迁移
扩散现象是自发进行的，而不是在外力作用下进行的。为了避免因为重力作用引起宏观上的气流运动，实验操作中把密度大的二氧化氮放在下面。
2.如图所示，把一个装有空气的瓶子倒着放在装有密度较大的红棕色二氧化氮气体的瓶子上，使两瓶口相对，两瓶口之间用一块玻璃板隔开，抽掉玻璃板后，会看到气体间的扩散现象。在实验中，把二氧化氮放在下面而不是把它放在上面，其目的是什么？
知识小结
分子热运动
分子间的作用力
1.物质是由分子、原子构成的。
1.分子间同时存在斥力和引力。
2.分子间距离变大时，表现为引力，当分子之间距离变小时，表现为斥力。
3.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。
①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，且温度越高，热运动越剧烈。
②分子之间有空隙。
③扩散现象可以发生在固体、液体、气体中。
分子动理论的初步知识
物质的构成
2.分子的直径很小，分子直径只有10-10m

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