分子熱運(yùn)動(dòng)與分子力 課件 高中物理新粵教版選擇性必修第三冊（2022年）

1、第一章 分子動(dòng)理論第二節(jié) 分子熱運(yùn)動(dòng)與分子力高中物理新粵教版選擇性必修第二冊一、擴(kuò)散現(xiàn)象如圖所示，在一濾紙條上間隔一定距離試管棉花膠塞各滴上一滴酚酞試劑后，將其插入水平放置的試管中，在試管開口處放上一小團(tuán)棉花（棉花不與濾紙條接觸）。濾紙條酚酞試劑用滴管在棉花團(tuán)上滴上幾滴濃氨水后，用膠塞將試管封閉.注意觀察試管中濾紙條的顏色變化。 【實(shí)驗(yàn)探究】取兩個(gè)相同的玻璃杯，在一個(gè)杯中倒入涼水，另一個(gè)杯中倒入相同體積的熱水，然后在兩杯中同時(shí)輕輕滴入一滴藍(lán)墨水，注意觀察杯中水的顏色變化情況?！緦?shí)驗(yàn)探究】如何解釋上述實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)的現(xiàn)象呢？通過實(shí)驗(yàn)我們可以發(fā)現(xiàn)，試管中濾紙條從試管口向內(nèi)逐漸變色，熱水比涼水藍(lán)得更快

2、，這就說明無論是氣體還是液體，都會發(fā)生物質(zhì)遷移現(xiàn)象。實(shí)際上，這種現(xiàn)象在固體中也會發(fā)生。我們讓一鉛塊和一金塊相互緊密接觸，經(jīng)過一段足夠長的時(shí)間，就會發(fā)現(xiàn)在接觸面處的薄層中，鉛塊內(nèi)滲入了少量的金，金塊內(nèi)滲入了少量的鉛。這種現(xiàn)象就是分子本身不停運(yùn)動(dòng)的結(jié)果?！緦?shí)驗(yàn)總結(jié)】物理學(xué)中把由于分子不停地運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象稱為擴(kuò)散。由上面的實(shí)驗(yàn)可知，溫度越高，物質(zhì)擴(kuò)散得越快，擴(kuò)散現(xiàn)象說明了物質(zhì)中的分子在不停地運(yùn)動(dòng)著。二、布朗運(yùn)動(dòng)在載玻片上滴一滴清水，把載玻片放在顯微鏡下，如圖所示，調(diào)節(jié)顯微鏡手輪，直到能看到清晰的水滴影像。把一小滴碳素墨水滴在載玻片的水滴上，將載玻片放在顯微鏡下觀察炭微粒的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，如圖所示

3、?！緦?shí)驗(yàn)探究】思考1：觀察炭微粒運(yùn)動(dòng)方向情況。追蹤一個(gè)炭微粒的運(yùn)動(dòng)：在顯微鏡影像顯示屏上固定一張透明的坐標(biāo)紙，在坐標(biāo)紙上追蹤顯示某一微粒的運(yùn)實(shí)驗(yàn)裝置動(dòng)，調(diào)節(jié)節(jié)拍器的節(jié)拍周期為5秒左右，每次聽到節(jié)拍器的響聲，就用筆描下這個(gè)微粒此時(shí)的位置，并按順序進(jìn)行數(shù)字編號，大約取10個(gè)點(diǎn)。如圖所示，把這些點(diǎn)按時(shí)間順序依次連接起來，得到一條折線?！緦?shí)驗(yàn)探究】【實(shí)驗(yàn)總結(jié)】從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可見，微粒運(yùn)動(dòng)的方向是不斷改變的，而且是無規(guī)則的。后來，人們把懸浮在液體或氣體中的微粒做的這種無規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫作布朗運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)究竟是怎么產(chǎn)生的？開始時(shí)，人們以為是外界因素，比如液體受到振動(dòng)或?qū)α鞯纫鸬?，但是在盡量消除外界因素影響的實(shí)驗(yàn)

4、條件下，布朗運(yùn)動(dòng)仍然存在.布朗運(yùn)動(dòng)的起因問題困擾了人類大半個(gè)世紀(jì)，直到1905年，愛因斯坦才從理論上解釋了布朗運(yùn)動(dòng)。【理論探究】懸浮在液體中的微粒周圍存在大量做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)*的液體分子，它們不停地對懸浮微粒進(jìn)行撞擊，如圖所示。一個(gè)微粒每秒大約要受到它周圍液體分子1021次的碰撞。由于液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，在任一瞬間，從不同方向撞擊懸浮微粒的液體分子數(shù)目各不相同，碰撞的沖擊力也不一樣。有時(shí)沿某一方向的撞擊較強(qiáng)，微粒就順著這一方向運(yùn)動(dòng)；當(dāng)另一方向的撞擊較強(qiáng)時(shí)，微粒就會改變運(yùn)動(dòng)方向。由于液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，使微粒受較強(qiáng)撞擊的方向是偶然性的，所以布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的。我們觀察到的懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

5、，實(shí)際上間接地反映了液體內(nèi)部它周圍液體分子 次的碰撞的分子在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。 布朗運(yùn)動(dòng)是大量液體分子對懸浮微粒的不平衡撞擊引起的，是大量液體分子不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的結(jié)果?！纠碚摽偨Y(jié)】 擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)還表明，溫度越高，分子的擴(kuò)散越快，懸浮微粒運(yùn)動(dòng)就越激烈。這表明物質(zhì)的溫度高低與物質(zhì)內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度直接相關(guān)，溫度越高，分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈?？梢哉f溫度是物質(zhì)內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)劇烈程度的量度。因此，物理學(xué)中把物質(zhì)內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為熱運(yùn)動(dòng)。三、分子力樟腦丸，由于分子的熱運(yùn)動(dòng)，最終會揮發(fā)殆盡。樟腦丸也能聚成一個(gè)硬塊且很不容易掰開，這又是為什么呢？分子間存在相互

6、吸引的力【實(shí)驗(yàn)探究】 取兩段直徑為2cm左右的鉛柱，把它們的斷面切平磨光，然后用力把兩個(gè)光滑的面對齊壓緊，這兩段鉛柱就“粘”在一起了，而且下端可以吊起1kg甚至更重的物體，如圖所示。 為什么把鉛柱斷面切平磨光并且用力對齊壓緊，兩段鉛柱就能“粘”在一起？【實(shí)驗(yàn)總結(jié)】以上實(shí)驗(yàn)表明：物質(zhì)的分子間存在引力，而且該引力發(fā)生作用的距離很小。正是這種相互吸引的作用，才使得大量分子聚集在一起形成固體或液體。我們還知道，固體和液體是很難被壓縮的。這說明分子之間除了有引力，還存在斥力?！纠碚撎骄俊糠肿娱g的相互作用一般不能由實(shí)驗(yàn)直接測定，但可以在一F定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用一些簡化模型，如假設(shè)分子間的相互作用具有球?qū)ΨQ

7、性等來加以研究。研究表明，分子間同時(shí)存在著引力和斥力，通常表現(xiàn)出來的是它們的合力。分子間引力和斥 力的大小都跟分子間的距離有關(guān)。右圖中的虛曲線分別表示兩個(gè)分子間的引力和斥力隨其距離變化的情形，實(shí)線表示引引力和斥力的合力，即實(shí)際表現(xiàn)出來的分子力隨距離變化的情力形。斥力引力【理論探究】斥力引力分子間的作用力本質(zhì)上是一種電磁力。分子由原子組成，原子內(nèi)部有帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子，分子間的作用力是由這些帶電粒子的相互作用引起的。分子動(dòng)理論：物質(zhì)是由大量分子組成的；分子總在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與物質(zhì)的溫度有關(guān)；分子間存在相互作用的引力和斥力。1.擴(kuò)散現(xiàn)象：不同物質(zhì)互相接觸時(shí)能夠彼此進(jìn)入

8、對方的現(xiàn)象。2.布朗運(yùn)動(dòng)：分子永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)3.分子力：分子間同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力1.下列四項(xiàng)中屬于分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容的是（ ）A物質(zhì)由大量的分子組成，分子間有間隙B分子是組成物質(zhì)的不可再分割的最小微粒C所有分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)D分子間存在著相互作用的引力和斥力ACD2.（2021河北張家口市第一中學(xué)高二）不同的物理概念、物理規(guī)律間往往存在內(nèi)在的聯(lián)系，分子間存在著分子力，又由于分子間的相互作用而存在與相對距離有關(guān)的分子勢能；如圖所示為分子力隨分子間距離的變化規(guī)律圖線，由圖象可知下列選項(xiàng)正確的是（）Ac位置分子力最小Bb位置分子勢能最小Cc到d的過程分子勢能一直增大Da

9、到d的過程分子力先減小后增大BC3.（2021河北張家口市第一中學(xué)高二）近期我國多個(gè)城市的PM2.5數(shù)值突破警戒線，受影響最嚴(yán)重的是京津冀地區(qū)，霧霾籠罩，大氣污染嚴(yán)重。PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5微米的懸浮顆粒物，飄浮在空中做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后危害人體健康，礦物燃料的燃燒是形成PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說法中正確的是（）APM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級相當(dāng)BPM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)C溫度越低PM2.5活動(dòng)越劇烈DPM2.5中小一些的顆粒的運(yùn)動(dòng)比大一些的顆粒更為劇烈BD4.（2021黑龍江綏化市第一中學(xué)高二期中）關(guān)于分子力

10、和分子勢能的下列說法正確的是（）A分子間同時(shí)存在相互作用的引力和斥力，實(shí)際表現(xiàn)出的分子力是引力和斥力的合力B引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，但引力比斥力變化快C當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢能隨分子間距離的減小而增大D兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近的過程中，分子勢能先減小后增大ACD5.（2021湖北孝感高二期末）根據(jù)分子動(dòng)理論，下列說法正確的是（）A分子之間的斥力和引力同時(shí)存在，且引力和斥力均隨分子間距離的增大而減小B布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體中固體顆粒的分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C分子之間的距離減小時(shí)，分子力一直做正功D分子之間的距離增大時(shí)，分子勢能可能增加AD6.（2021廣東中山高二期末）