普通高中物理选择性必修三 第一章第1节 分子动理论的基本内容

这是一篇关于“分子动理论的基本内容”的思维导图，主要内容包括：物体是由大量分子组成的、分子的热运动、分子间的相互作用力、分子动理论。备课参考。

• 普通高中物理选择性必修三 第一章第1节 分子动理论的基本内容
• 内容来源|普通高中教科书 物理 选择性必修第三册 人民教育出版社 软件|亿图脑图MindMaster
• 热学这一门科学起源于人类对于热与冷现象的本质的追求¼¼（这）可能是人类最初对自然法则的追求之一。 ——王竹溪
• 如果我们把地球的大小与一个苹果的大小相比，那就相当于将直径为1cm的球与分子相比。可见，分子是极其微小的。构成物体的微小分子会怎样运动呢？
• 物体是由大量分子组成的
  • 物体是由大量分子组成的
    • 在研究物质的化学性质时，我们认为组成物质的微粒是分子、原子或者离子。
    • 在研究物体的热运动性质和规律时，不必区分微粒在化学变化中所起的不同作用，而把组成物体的微粒统称为分子。
  • 组成物体的分子是大量的
    • 1mol水中含有水分子的数量达6.02´10Ù23个
    • 直至1982年，人们研制了能放大几亿倍的扫描隧道显微镜，才观察到物质表面原子的排列。
    • 石墨表面原子的照片 图中每个亮斑为一个碳原子
• 分子的热运动
• 扩散
  • 在物理学中，人们把不同种物质能够彼此进入对方的现象，叫作扩散。
  • 扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的。例如：酱油里的色素分子扩散到鸡蛋清内。
  • 扩散现象在科学技术中有很多应用
    • 在生产半导体器件时，需要在纯净半导体材料中掺入其他元素，这一过程可以在高温条件下通过分子的扩散来完成。
  • 扩散现象是物质分子永不信息地做无规则运动的证据之一。
• 19世纪初，一些人观察到，悬浮在液体中的小颗粒总在不停地运动。1827年，英国植物学家布朗首先在显微镜下研究了这种运动，当时布朗观察的是悬浮在水中的花粉微粒。
• 演示
  • 用显微镜观察炭粒的运动
    • 取1滴用水稀释的碳素墨汁，滴在载玻片上，盖上盖玻片，放在高倍显微镜下观察小炭粒的运动情况。
    • 调节显微镜的放大倍数，如调节至400倍或1000倍，观察悬浊液中小炭粒的运动情况。
    • 目镜中观察的结果可以通过显示器呈现出来。
    • 改变悬浊液的温度。重复操作，观察悬浊液中小炭粒的运动情况。
  • 实验结果
    • 在显微镜下追踪一颗小炭粒的运动，每隔30s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，便可以得到某一颗微粒运动的位置连线。
      • 微粒的运动不是生命现象。
      • 微粒的运动是无规则的，温度越高，小炭粒的运动越明显。
      • 不管是哪种微粒，只要足够小，就会发生这种运动。
      • 微粒越小，运动越明显。
• 悬浮微粒的无规则运动叫作布朗运动。
• 布朗运动
  • 微粒无规则的运动的本质
    • 显微镜下看起来连成一片的液体，实际上是由许许多多分子组成的。
    • 液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒。在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强；在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样就引起了微粒无规则的运动。
  • 微粒越小布朗运动越明显
    • 悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性就表现得越明显。
    • 微粒越小，它的质量越小，其运动状态越容易被改变，因而，布朗运动越明显。
    • 如果悬浮在液体中的微粒很大，在某一瞬间跟它相撞的分子数很多，各个方向的撞击作用接近平衡，这时就很难观察到布朗运动了。
  • 悬浮微粒的无规则运动并不是分子的运动，但这一现象可以间接反映液体分子运动的无规则性。
• 在扩散现象中，温度越高，扩散得越快。
• 布朗运动，温度越高， 悬浮微粒的运动就越明显。
• 分子的无规则运动与温度有关系，温度越高，这种运动越剧烈。
  • 分子永不停息的无规则运动叫作热运动。
  • 温度是分子热运动剧烈程度的标志。
• 分子间的作用力
• 气体很容易被压缩
  • 表明
    • 气体分子之间存在着很大的空隙。
• 做一做 向A、B两个量筒中分别倒入50mL的水和酒精，然后再将A量筒听水倒入B量筒中，观察混合后液体的体积。
  • 水和酒精混合后的总体积变小了
    • 表明
      • 液体分子之间存在着空隙。
  • 压在一起的金块和铅块，各自的分子能扩散到对方的内部
    • 表明
      • 固体分子之间存在着空隙。
• 分子之间 相互作用力
  • 当用力拉伸物体时
    • 物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力，此时分子间的作用力表现为引力。
  • 当用力压缩物体时
    • 物体各部分之间会产生反抗压缩的作用力，此时分子间的作用力表现为斥力。
  • 分子间作用力与分子间距离r有关
    • r<r0
      • 分子间的作用力F表现为斥力
    • r=r0
      • 分子间的作用力F为0，这个位置称为平衡位置
    • r>r0
      • 分子间的作用力F表现为引力
    • 原子内部有带正电的原子核和带负电的电子，分子间的作用力就是由这些带电粒子的相互作用引起的。
• 分子动理论
• 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。
  • 基本内容
    • 物体是由大量分子组成的
    • 分子在做永不停息的无规则运动
    • 分子之间存在着相互作用力
  • 由于分子热运动是无规则的，所以，对于任何一个分子而言，在每一时刻沿什么方向运动，以及运动的速率等都具有偶然性；但是对于大量分子的整体而言，它们的运动却表现出规律性。
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