分子熱運動與分子力 課件 高中物理新粵教版選擇性必修第三冊（2022年）

1、第一章 分子動理論第二節(jié) 分子熱運動與分子力高中物理新粵教版選擇性必修第二冊一、擴散現(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。 【實驗探究】取兩個相同的玻璃杯，在一個杯中倒入涼水，另一個杯中倒入相同體積的熱水，然后在兩杯中同時輕輕滴入一滴藍墨水，注意觀察杯中水的顏色變化情況?！緦嶒炋骄俊咳绾谓忉屔鲜鰧嶒炛兴霈F(xiàn)的現(xiàn)象呢？通過實驗我們可以發(fā)現(xiàn)，試管中濾紙條從試管口向內逐漸變色，熱水比涼水藍得更快

2、，這就說明無論是氣體還是液體，都會發(fā)生物質遷移現(xiàn)象。實際上，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)過一段足夠長的時間，就會發(fā)現(xiàn)在接觸面處的薄層中，鉛塊內滲入了少量的金，金塊內滲入了少量的鉛。這種現(xiàn)象就是分子本身不停運動的結果?！緦嶒灴偨Y】物理學中把由于分子不停地運動而產生的物質遷移現(xiàn)象稱為擴散。由上面的實驗可知，溫度越高，物質擴散得越快，擴散現(xiàn)象說明了物質中的分子在不停地運動著。二、布朗運動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動現(xiàn)象，如圖所示

3、?！緦嶒炋骄俊克伎?：觀察炭微粒運動方向情況。追蹤一個炭微粒的運動：在顯微鏡影像顯示屏上固定一張透明的坐標紙，在坐標紙上追蹤顯示某一微粒的運實驗裝置動，調節(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，就用筆描下這個微粒此時的位置，并按順序進行數(shù)字編號，大約取10個點。如圖所示，把這些點按時間順序依次連接起來，得到一條折線?！緦嶒炋骄俊俊緦嶒灴偨Y】從實驗現(xiàn)象可見，微粒運動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)則運動叫作布朗運動。布朗運動究竟是怎么產生的？開始時，人們以為是外界因素，比如液體受到振動或對流等引起的，但是在盡量消除外界因素影響的實驗

4、條件下，布朗運動仍然存在.布朗運動的起因問題困擾了人類大半個世紀，直到1905年，愛因斯坦才從理論上解釋了布朗運動。【理論探究】懸浮在液體中的微粒周圍存在大量做無規(guī)則運動*的液體分子，它們不停地對懸浮微粒進行撞擊，如圖所示。一個微粒每秒大約要受到它周圍液體分子1021次的碰撞。由于液體分子運動的無規(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。有時沿某一方向的撞擊較強，微粒就順著這一方向運動；當另一方向的撞擊較強時，微粒就會改變運動方向。由于液體分子運動的無規(guī)則性，使微粒受較強撞擊的方向是偶然性的，所以布朗運動是無規(guī)則的。我們觀察到的懸浮微粒的無規(guī)則運動

5、，實際上間接地反映了液體內部它周圍液體分子 次的碰撞的分子在不停地做無規(guī)則的運動。 布朗運動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)則運動所產生的結果?！纠碚摽偨Y】 擴散現(xiàn)象和布朗運動的實驗還表明，溫度越高，分子的擴散越快，懸浮微粒運動就越激烈。這表明物質的溫度高低與物質內部分子無規(guī)則運動的劇烈程度直接相關，溫度越高，分子的無規(guī)則運動越劇烈?？梢哉f溫度是物質內部分子無規(guī)則運動劇烈程度的量度。因此，物理學中把物質內部大量分子的無規(guī)則運動稱為熱運動。三、分子力樟腦丸，由于分子的熱運動，最終會揮發(fā)殆盡。樟腦丸也能聚成一個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【實驗探究】 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？【實驗總結】以上實驗表明：物質的分子間存在引力，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。【理論探究】分子間的相互作用一般不能由實驗直接測定，但可以在一F定的實驗基礎上，采用一些簡化模型，如假設分子間的相互作用具有球對稱

7、性等來加以研究。研究表明，分子間同時存在著引力和斥力，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。右圖中的虛曲線分別表示兩個分子間的引力和斥力隨其距離變化的情形，實線表示引引力和斥力的合力，即實際表現(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上是一種電磁力。分子由原子組成，原子內部有帶正電的原子核和帶負電的電子，分子間的作用力是由這些帶電粒子的相互作用引起的。分子動理論：物質是由大量分子組成的；分子總在不停地做無規(guī)則運動，運動的劇烈程度與物質的溫度有關；分子間存在相互作用的引力和斥力。1.擴散現(xiàn)象：不同物質互相接觸時能夠彼此進入

8、對方的現(xiàn)象。2.布朗運動：分子永不停息的做無規(guī)則運動3.分子力：分子間同時存在著相互作用的引力和斥力1.下列四項中屬于分子動理論的基本內容的是（ ）A物質由大量的分子組成，分子間有間隙B分子是組成物質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)則運動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高二）不同的物理概念、物理規(guī)律間往往存在內在的聯(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高二）近期我國多個城市的PM2.5數(shù)值突破警戒線，受影響最嚴重的是京津冀地區(qū)，霧霾籠罩，大氣污染嚴重。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)則運動，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BPM2.5在空氣中的運動屬于布朗運動C溫度越低PM2.5活動越劇烈DPM2.5中小一些的顆粒的運動比大一些的顆粒更為劇烈BD4.（2021黑龍江綏化市第一中學高二期中）關于分子力

10、和分子勢能的下列說法正確的是（）A分子間同時存在相互作用的引力和斥力，實際表現(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當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而增大D兩個相距較遠的分子僅在分子力作用下由靜止開始運動，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)分子動理論，下列說法正確的是（）A分子之間的斥力和引力同時存在，且引力和斥力均隨分子間距離的增大而減小B布朗運動是指懸浮在液體中固體顆粒的分子的無規(guī)則運動C分子之間的距離減小時，分子力一直做正功D分子之間的距離增大時，分子勢能可能增加AD6.（2021廣東中山高二期末）