布朗运动和分子力
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布朗运动和分子动力学:微观粒子的运动布朗运动和分子动力学是研究微观粒子运动行为的两个重要理论。
布朗运动是19世纪由罗伯特·布朗发现的,分子动力学则是20世纪初形成并得到广泛应用的理论。
本文将探讨这两个理论对微观粒子运动研究的贡献,并对它们的应用进行分析。
布朗运动是指在液体或气体中的微观粒子因受到周围分子碰撞而呈现出的无规则、不规则的运动。
布朗运动的研究对于理解分子的运动行为、热力学性质以及扩散等过程具有重要意义。
布朗运动还广泛应用于纳米科学、胶体物理、生物物理学和统计物理学等领域。
分子动力学则是通过建立粒子之间相互作用的势能函数,利用牛顿力学原理和统计力学的方法,模拟和研究微观粒子的运动和相互作用。
分子动力学通过计算机模拟使我们能够研究从单个粒子到大系统中的复杂行为。
它在化学、材料科学、生物物理学等领域有广泛的应用,可以揭示微观粒子间的相互作用机制。
微观粒子的运动行为是由它们所受的各种力、能量和环境条件共同决定的。
在布朗运动中,微观粒子受到周围分子的碰撞,这些碰撞力的随机性导致了微观粒子的无规则运动。
而在分子动力学中,微观粒子的运动行为则是通过计算粒子之间相互作用势能和外界条件的影响来获得的。
布朗运动和分子动力学都可以通过实验来验证和研究。
在布朗运动实验中,可以观察到悬浮在液体中的微观粒子随机运动的现象,通过测量微观粒子的位移和时间可以得到运动的统计特性,如扩散系数等。
而分子动力学则借助计算机模拟技术,通过数值计算粒子之间的相互作用和运动轨迹来研究微观粒子的运动。
布朗运动和分子动力学在理论研究和实际应用上都具有重要的意义。
通过对微观粒子运动的研究,我们可以了解物质的基本性质,揭示物质的宏观行为背后的微观机制。
这对于物理学、化学、生物学等学科的发展有着深远的影响。
总之,布朗运动和分子动力学是研究微观粒子运动行为的重要理论。
布朗运动通过观察实验揭示了微观粒子的无规则运动规律,分子动力学通过计算机模拟研究粒子的相互作用和运动轨迹。
分子热运动布朗运动
分子热运动和布朗运动是物理学中非常重要的概念。
分子热运动是指分子在空气中的运动,而布朗运动则是指微小颗粒在液体或气体中的随机运动。
这两种运动都是由分子的热运动引起的。
分子热运动是指分子在空气中的运动。
分子在空气中不断地碰撞,这些碰撞会导致分子的运动。
分子的运动速度与温度有关,温度越高,分子的运动速度越快。
分子热运动是物质热力学性质的基础,它决定了物质的热容、热导率、扩散系数等物理性质。
布朗运动是指微小颗粒在液体或气体中的随机运动。
这种运动是由分子的热运动引起的。
微小颗粒在液体或气体中不断地受到分子的撞击,这些撞击会导致微小颗粒的运动。
布朗运动是一种随机运动,它的运动轨迹是不可预测的。
布朗运动的研究对于理解分子运动和扩散过程有着重要的意义。
分子热运动和布朗运动的研究对于理解物质的性质和行为有着重要的意义。
它们不仅是物理学的基础,也是化学、生物学等学科的基础。
在化学反应中,分子的热运动会影响反应速率和反应产物的选择性。
在生物学中,分子的热运动和布朗运动对于细胞内分子的扩散和运动有着重要的影响。
分子热运动和布朗运动是物理学中非常重要的概念。
它们是物质热力学性质的基础,对于理解物质的性质和行为有着重要的意义。
我
们需要深入研究这些概念,以便更好地理解自然界的规律。
分子热运动布朗运动分子热运动分子热运动是指物质中分子或原子的无规则运动。
这种无规则运动是由于分子或原子受到周围其他分子或原子的碰撞所致,因此也被称为热力学运动。
在物理学中,分子热运动是非常重要的一个概念,因为它与物质的性质、状态和变化密切相关。
分子热运动的基本特征1. 随机性:分子或原子在空间中以随机的方式进行无规则运动,没有任何方向和目的性。
2. 运动速度不同:不同种类的分子或原子具有不同的质量和能量,因此它们的速度也不同。
3. 碰撞频率高:由于空气中存在着大量气体分子,因此它们之间会频繁地发生碰撞。
4. 碰撞强度小:尽管碰撞频率很高,但由于气体分子之间距离较远,碰撞强度很小。
5. 能量转移:当两个气体分子发生碰撞时,它们之间会发生能量转移,从而改变各自的速度和能量状态。
布朗运动布朗运动是指处于液体或气体中的微小粒子或分子受到分子热运动的影响而产生的无规则运动。
这种运动是由英国物理学家罗伯特·布朗于1827年发现的,因此得名为布朗运动。
布朗运动的基本特征1. 无规则性:粒子或分子在空间中进行完全随机的无规则运动,没有任何方向和目的性。
2. 可见性:由于粒子或分子受到周围分子热运动的影响,它们会不断地移动和旋转,从而在显微镜下呈现出可见的“颤动”状态。
3. 随机性:每一个粒子或分子都有自己独特的速度和能量状态,因此它们之间表现出完全随机和不可预测的行为。
4. 碰撞频率高:由于液体或气体中存在大量分子,因此它们之间会频繁地发生碰撞。
5. 碰撞强度小:尽管碰撞频率很高,但由于粒子或分子之间距离较远,碰撞强度很小。
6. 持续时间短:由于粒子或分子在空间中进行的是随机无规则运动,因此它们之间的碰撞持续时间非常短暂。
布朗运动在科学研究中的应用1. 确定分子大小:通过观察微小颗粒或分子在液体中的布朗运动,可以确定它们的大小和形状。
2. 测量扩散系数:布朗运动是扩散现象的一个重要表现形式,因此可以通过测量颗粒或分子在液体中的布朗运动来计算其扩散系数。
布朗运动是液体分子的热运动以布朗运动是液体分子的热运动为题,我们将探讨布朗运动的定义、原因、特点以及其在科学研究中的重要性。
布朗运动是指微小颗粒在液体或气体中无规则地做无规则的扩散运动。
它是由于液体或气体分子的热运动所引起的。
在布朗运动中,微小颗粒会不断地在液体或气体中做无规则的扩散运动,这是由于分子不断碰撞和推动所致。
布朗运动的原因是液体或气体分子的热运动。
根据热力学理论,分子的热运动是由于其具有热能,而热能是物体内部的分子或原子的运动能量。
在液体或气体中,分子之间会发生碰撞,从而使微小颗粒发生扩散运动。
布朗运动具有以下特点:1. 无规则性:布朗运动是一种无规则的扩散运动,微小颗粒在液体或气体中的运动轨迹是无法预测的,并且没有固定的方向。
2. 随机性:布朗运动是一种随机的运动,微小颗粒的运动方向和速度是随机的,无法确定。
3. 持续性:布朗运动是持续进行的,微小颗粒在液体或气体中不断地进行扩散运动,直到达到平衡状态。
布朗运动在科学研究中具有重要意义。
首先,布朗运动为我们提供了研究分子动力学和热力学性质的重要手段。
通过观察微小颗粒的布朗运动,可以推断出液体或气体分子的特性,如分子大小、分子间作用力等。
布朗运动在测量微小颗粒的大小和浓度方面也具有重要应用。
通过观察布朗运动的特点,可以间接地测量微小颗粒的大小和浓度,这对于颗粒物的研究和环境监测具有重要意义。
布朗运动还被广泛应用于纳米技术和生物医学领域。
纳米颗粒的布朗运动可以被用来研究纳米颗粒的性质和行为,从而为纳米技术的发展提供重要的理论依据。
在生物医学领域,布朗运动被用来研究细胞和生物分子的运动行为,为疾病的诊断和治疗提供了重要的参考。
布朗运动是液体分子的热运动所引起的微小颗粒的无规则扩散运动。
布朗运动具有无规则性、随机性和持续性等特点,对于研究分子动力学和热力学性质,测量微小颗粒的大小和浓度,以及在纳米技术和生物医学领域的应用具有重要意义。
通过对布朗运动的深入研究,我们可以更好地理解液体分子的行为和性质,推动科学研究的发展。
分子运动和布朗运动是物质微观层面上的基本现象,对于我们理解物质的性质和行为具有重要意义。
分子运动是指在物质内部,分子之间不断的碰撞和运动。
布朗运动则是指物质微粒在液体或气体中无规则地做着无止境的运动。
分子运动是由分子的热运动所驱动的。
每个分子都有自己的热运动能量,而且这种能量与分子的温度相关。
分子热运动的速度与温度成正比,温度越高,分子的热运动速度越快。
在分子运动中,分子之间会不断地碰撞,这些碰撞产生的力使得分子发生运动。
同时,热运动也使得分子通过无规则的扩散向各个方向传递热量。
布朗运动是由分子运动引起的,它是分子运动在液体或气体中的表现形式。
这种运动是因为分子受到环境分子的碰撞而不断改变方向和速度。
这里要提到的是布朗运动是一个无规则的过程,所以分子的运动轨迹是完全随机的。
布朗运动也均匀扩散了分子间的能量,使物体整体达到均衡热力学状态。
布朗运动的研究对我们理解物质的性质具有重要的意义。
爱因斯坦为解释布朗运动提出了布朗运动理论,并利用这一理论成功解释了大量实验结果。
布朗运动不仅证明了分子运动的存在,也证明物质的微观粒子无论是在静止还是运动状态下都不可能具有确定的轨迹。
根据布朗运动理论,我们可以研究物质的精细结构,包括原子和分子之间的相互作用力以及它们运动的规律。
分子运动和布朗运动的理论也为现代科学技术的发展做出了巨大的贡献。
在材料科学中,我们可以通过控制分子运动来改变物质的性质,从而设计出更好的材料。
在生物学中,通过对细胞内分子运动的研究,我们能够了解细胞的内部机制和生物分子之间的相互作用。
在纳米技术中,分子运动和布朗运动的理论为设计和制造新型纳米材料打下了基础。
总之,分子运动和布朗运动是物质微观层面上的基本现象。
有了对这两个现象的深刻理解,我们能够更好地认识世界,掌握科学知识并开展相关研究。
这两个理论在生活中的应用也是多样的,它们促进了科技的进步和人类社会的发展。
我们相信随着科学技术的不断发展,对分子运动和布朗运动的认识会进一步深化,为更多领域的创新提供动力。
2012高第三册期末复习 讲义分子动理论 热力学定律知识网络:按照考纲的要求,本章内容可以分成两部分,即:分子动理论;热力学定律。
其中重点是布朗运动、分子力、物质内能和热力学第一定律。
难点是对分子力与分子之间距离关系、分子力做功与分子势能变化关系和定质量气体的状态变化与热力学第一定律的综合应用。
一、重难点突破1.布朗运动本身 悬浮颗粒的无规则运动 不是分子运动,却反映了液体内分子运动的 无规则性。
2.分子之间既有 引力又有 斥力。
引力和斥力都随距离增大而 减小,斥力减小的 更快。
引力和斥力都随距离减小而 增大,斥力增大的 更快。
当分子间的距离等于平衡距离时,引力 等于斥力;当分子间距离小于 平衡距离时,斥力起主要作用,分子力为斥力;当分子间距离 大于平衡距离时,引力起主要作用,分子力为引力。
当分子间距离大于分子直径的10倍时,分子间的作用力可以 忽略不计。
3.分子势能跟分子 间距有关。
r <r 0时,类“弹簧压缩”。
r >r 0时,“弹簧拉伸”。
4.物体内能是 物体内所有分子动能和分子势能的总和,与物体的 温度和体积 以及物体的摩尔数有关。
5.改变物体内能的方法有两种:做功和热传递,做功是能的转化,热传递是内能的转移。
6.热力学第一定律关系式为W + Q =ΔU。
注意正负符号。
第一类永动机是不能制成的。
7.热力学第二定律一种是按照热传导的方向性来表述的:不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其它变化。
另一种是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化,它也可以表述为:第二类永动机是不可能制成的。
8.气体的压强是大量气体分子对容器壁的持续碰撞而产生的。
其大小与分子浓度(宏观上气体的密度)和分子热运动速率(宏观上气体的温度)。
9.理想气体的内能只计分子的动能,大小直接对应温度的高低二、典型例题例1 关于布朗运动,下列说法中正确的是()A.悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动就是分子的无规则运动B.布朗运动反映了液体分子的无规则运动C.温度越低时,布朗运动就越明显D.悬浮在液体或气体中的颗粒越小,布朗运动越明显例2 若以μ表示水的摩尔质量,v表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ为在标准状态下水蒸气的密度,N A为阿伏加德罗常数,M、v0表示每个水分子的质量和体积,下面是四个关系式:(1) N A= vρ/m (2) ρ=μ/( N A v0) (3)m=μ/ N A (4) v0=v/ N A其中() A.(1)和(2)都是正确的 B.(1)和(3)都是正确的C.(3)和(4)都是正确的D.(1)和(4)都是正确的例3 A、B两分子相距较远,此时它们之间的分子力可忽略,设A固定不动,B逐渐向A 靠近,直到很难再靠近的整个过程中 ( )A.力总是对B做正功B. 先克服分子力做功,然后分子力对B做正功C. 总是克服分子力做功D.分子力先对B做正功,然后B克服分子力做功例4下列叙述正确的是()A.若分子间距离r=ro时,两分子间分子力F=0,则当两分子间距离由小于ro逐渐增大到10ro分程中,分子间相互作用的势能先减小后增大B.对一定质量气体加热,其内能一定增加C.物体的温度越高,其分子的平均动能越大D.布朗运动就是液体分子热运动例5(2007重庆)氧气钢瓶充气后压强高于外界人气压,假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变,不计氧气分子之间的相互作用.在该漏气过程中瓶内氧气A.分子总数减少,分子总动能不变B.密度降低,分子平均动能不变C.吸收热量,膨胀做功D.压强降低,不对外做功2012高第三册期末复习 单元练习 分子动理论 热力学定律不定项选择题:1.下列说法正确的是( )A .热量能自发地从高温物体传给低温物体B .热量不能从低温物体传给高温物体C.热传导是有方向的 D .能量耗散说明能量是不守恒的2.用r 表示两个分子间的距离,E p 表示两个分子相互作用的势能.当r =r 0时两分子间斥力等于引力.以下正确的是( )A .当r 0>r 0时,E p 随r 的增大而增加B .当r <r 0时,E p 随r 的减小而增加C .当r >r 0时,E p 不随r 而变D .当r =r 0时,E p =03.子弹头射入置于光滑水平面上的木块中,以下说法正确的是( )A.子弹头损失的机械能等于木块内能的增加量B.子弹头损失的机械能等于木块和子弹内能的增加量C.木块的内能改变是由于做功D.木块和子弹组成的系统的总能量守恒4. 对于液体和固体,如果用M 表示摩尔质量,ρ表示物质密度,V 表示摩尔体积,V 0表示分子体积,NA 表示阿伏加德罗常数,那么下列关系式中正确的是 ( )ρρ⋅====M V MV V V N V V N A A . .. .D C B A 00 5. 对于一定质量的理想气体 ( )A .它吸收热量以后,温度一定升高B .当它体积增大时,内能一定减小C .当气体对外界做功过程中,它的压强可能增大D .当气体与外界无热传递时,外界对气体做功,它的内能一定增大6.(2000年全国)对于一定量的理想气体,下列四个论述中正确的是A .当分子热运动变剧烈时,压强必变大。
【学习目标】1.知道什么是扩散现象及影响因素2.知道什么是布朗运动及布朗运动的特点、成因、影响因素3.知道什么是热运动及特点、影响因素4.知道分子间同时存在着引力和斥力,实际表现出的分子力是它们的引力和斥力的合力.5.知道分子力随分子间的距离变化的情况,知道分子力为零时,分子间距离r0的数量级.6.能用分子力解释简单的现象.【重点难点】1、布朗运动的特点、成因、影响因素2、布朗运动和扩散的区别3、分子力随分子间的距离变化而变化的情况【知识要点】1.扩散现象:当两种不同的物质相互接触时,的现象,叫扩散。
2.扩散现象说明。
3.布朗运动○1定义:○2特点:○3成因:4.热运动:定义特点5.分子间存在引力和斥力①扩散现象和布朗运动说明分子不停地,同时也说明分子间有.②分子间有引力:分子间有空隙却能聚在一起形成固体和液体,说明分子间有相互作用的.③分子间同时有斥力:分子间有引力,而分子间又有空隙,没有紧紧吸在一起,这说明分子间还存在.④物体可以被压缩,说明分子间有空隙;固体和液体很难被压缩,说明分子间有斥力;物体不能无限制的被压缩,说明分子本身有一定的体积;拉断任何物体都要用力,说明分子间有引力.6.分子间同时存在引力和斥力,实际表现出来的分子力是.7.分子间的相互作用力随距离变化的关系(如图11—3—1).分子间引力和斥力随分子间的距离的增大而减小,斥力减小得更快;分子间引力和斥力随分子间的距离的减小而增大,斥力增大得更快.①分子间的距离等于r0(数量级为10-10m)时,.②r<r0时F引<F斥,.③r>r0时F引>F斥,.④分子间距离的数量级大于10-9m时,分子力已变得十分微弱,可以忽略不计了.分子间的作用力可借用连有弹簧的小球来比喻,弹簧的弹力相当于分子间引力和斥力的合力.8.分子间的相互作用力是由于原子内部有带和带,这些带电粒子的相互作用引起的,所以同时存在引力和斥力.【典型例题】例1、关于布朗运动下列说法正确的是()A.布朗运动是液体分子的运动B.布朗运动反映了固体分子的运动C.布朗微粒做无规则运动的原因是由于它受到水分子有时吸引、有时排斥的结果D.温度越高,布朗运动越显著例2.有两个分子,设想它们之间相隔10倍直径以上的距离,逐渐被压缩到不能再靠近的距离,在这过程中,下列关于分子力变化的说法中正确的是( )A.分子间的斥力增大,引力减小B.分子间的斥力变小,引力变大C.分子间的斥力和引力都变大,只不过斥力比引力变大得快D.分子力从零逐渐变大到某一数值后,逐渐减小到零,然后又从零逐渐增大到某一数值例3.两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略),设甲固定不动,乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中,下面说法中正确的是( )A.分子力总是对乙做正功B.乙总是克服分子力做功C.先是乙克服分子力做功,然后分子力对乙做正功D.先是分子力对乙做正功,然后乙克服分子力做功分子动理论的基本观点(2)课后案1.关于布朗运动和扩散现象的下列说法中正确的是()A.布朗运动和扩散现象都在气体、液体、固体中发生B.布朗运动和扩散现象都是分子的运动C.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显D.布朗运动和扩散现象都是验证实了分子的运动2.下列关于布朗运动与分子的运动(热运动)的说法正确的是()A.微粒的无规则运动就是分子的运动B.微粒的无规则运动是固体颗粒分子无规则运动的反映c.微粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映D.因为布朗运动的激烈程度跟温度有关,所以布朗运动也可以叫做热运动3.关于布朗运动,下列说法正确的是 ( )A.布朗运动就是分子运动,布朗运动停止了,分子运动也会暂时停止B.微粒做布朗运动,充分说明了微粒内部分子是不停地做无规则运动的C.布朗运动是无规则的,因此它说明了液体分子的运动是无规则的D.布朗运动的无规则性,是由于外界条件无规律的不断变化而引起的4.固体和液体都很难被压缩的本质原因是( )A.分子都做无规则运动B.分子间的空隙小C.分子本身不能被压缩D.分子间斥力随分子间距离减小而剧增5.下面证明分子间存在引力和斥力的实验,哪个是错误的( )A.两块纯净的铅压紧以后能连成一块,说明存在引力B.一般固体、液体很难压缩,说明存在着相互排斥力C.拉断一根绳子需要一定大小的拉力,说明存在相互引力D.碎玻璃不能拼在一块,是由于分子间存在斥力6.关于分子间的相互作用力,下列说法正确的是( )A.引力和斥力都随分子间距离增大而增大B.当r>r0时,随r增大引力增大,斥力减小C.r<r0当时,随r减小引力和斥力都增大,但斥力增大得快D.当r=r0时,引力和斥力均为零7.两个分子从靠近得不能再近的位置开始,使二者之间的距离逐渐增大,直到大于分子直径的10倍以上,这一过程中关于分子间的相互作用力的下列说法中正确的是( ) A.分子间的引力和斥力都减小B.分子间的斥力在减小,引力在增大C.分子间相互作用的合力在逐渐减小D.分子间相互作用的合力,先减小后增大,再减小到零8.下列关于分子间的相互作用力的说法中正确的是( )A.分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的B.分子间的作用力是引力还是斥力跟分子间的距离有关,分子间距离较大时分子间就只有相互吸引的作用,当分子间距离较小时分子间就只有相互排斥的作用.C.温度越高,分子间相互作用就越大D.分子间引力和斥力总是同时存在9.如下图所示,把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起,五年后发现金中有铅,铅中有金,对此现象说法正确的是()A.属扩散现象,原因是由于金分子和铅分子的相互吸引B.属扩散现象,原因是由于金分子和铅分子的运动C.属布朗运动,小金粒进入铅块中,小铅粒进入金块中D.属布朗运动,由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中10.用显微镜观察水中的花粉,追踪某一个花粉颗粒,每隔10 s记下它的位置,得到了a.b、c、d、e、f、g等点。
1.分子动理论的基本内容学习目标:1.[物理观念]知道扩散、布朗运动、热运动及分子动理论的基本观点和相关的实验证据。
2.[科学思维]理解物体是由大量分子组成的,理解扩散现象与布朗运动的成因;培养学生分析问题和解决问题的能力;能用F-r图像解释分子力。
3.[科学探究]通过对布朗运动的探究,学会通过观察物理现象,揭示其本质,得出结论。
4.[科学态度与责任]学会坚持实事求是的态度,用实验方法探究问题,培养探索科学的兴趣。
阅读本节教材,回答第2页“问题”并梳理必要知识点。
教材P2“问题”提示:构成物体的微小分子做永不停息的无规则运动。
一、物体是由大量分子组成的1.分子:把组成物体的微粒统称为分子。
2.1 mol水中含有水分子的数量就达6.02×1023个。
二、分子热运动1.扩散(1)扩散:不同的物质能够彼此进入对方的现象。
(2)产生原因:由物质分子的无规则运动产生的。
(3)发生环境:物质处于固态、液态和气态时,都能发生扩散现象。
(4)意义:证明了物质分子永不停息地做无规则运动。
(5)规律:温度越高,扩散现象越明显。
2.布朗运动(1)概念:把悬浮微粒的这种无规则运动叫作布朗运动。
(2)产生的原因:大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的。
(3)布朗运动的特点:永不停息、无规则。
(4)影响因素:微粒越小,布朗运动越明显,温度越高,布朗运动越激烈。
(5)意义:布朗运动间接地反映了液体(气体)分子运动的无规则性。
3.热运动(1)定义:分子永不停息的无规则运动。
(2)宏观表现:扩散现象和布朗运动。
(3)特点①永不停息;②运动无规则;③温度越高,分子的热运动越激烈。
三、分子间的作用力1.分子间有空隙(1)气体分子的空隙:气体很容易被压缩,说明气体分子之间存在着很大的空隙。
(2)液体分子间的空隙:水和酒精混合后总体积会减小,说明液体分子间有空隙。
(3)固体分子间的空隙:压在一起的金片和铅片,各自的分子能扩散到对方的内部,说明固体分子间也存在着空隙。
分子热运动与布朗运动1. 引言分子热运动是物质中微观粒子(如分子、原子等)在温度作用下的无规则运动。
其中,布朗运动是一种典型的分子热运动现象,是由于分子的碰撞和受到周围介质(如气体或液体)的推挤而引起的微小颗粒的随机运动。
在本文中,我们将深入探讨分子热运动和布朗运动的原理、特征以及应用。
2. 分子热运动的原理2.1 基础概念•分子:物质最基本的组成单位,由原子组成。
•热:物体内部微观粒子(如分子、原子等)的无规则运动。
•温度:反映物体内部微观粒子平均能量大小的物理量。
2.2 分子热运动模型根据统计力学理论,我们可以将分子热运动看作是一个随机过程。
在宏观上,这种无规则性表现为物质呈现出一种混乱状态。
而在微观层面上,分子之间不断发生碰撞,并受到周围分子的推挤和吸引力的作用。
2.3 温度与分子热运动温度是物体内部微观粒子(如分子、原子等)平均能量大小的度量。
根据统计力学理论,温度越高,分子热运动越剧烈,分子之间的碰撞频率也越高。
3. 布朗运动的特征布朗运动是由于物质中微观粒子受到周围介质(如气体或液体)的推挤而引起的随机运动。
它具有以下特征:•随机性:布朗运动是一种无规则、随机的运动过程,无法预测粒子下一刻的位置和速度。
•连续性:布朗运动是连续进行的,粒子在不断变化的环境中进行无限次数的碰撞和推挤。
•线性关系:在较小范围内,布朗粒子的位移与时间呈线性关系。
4. 布朗运动的实验观察为了观察布朗运动现象,我们可以进行以下实验:4.1 悬浮颗粒实验将微小颗粒(如花粉、胶体等)悬浮在液体中,通过显微镜观察颗粒的运动轨迹。
我们会发现颗粒在液体中呈现出无规则、随机的运动状态。
4.2 布朗颗粒实验将微小颗粒(如胶体球)悬浮在气体中,通过显微镜观察颗粒的运动轨迹。
我们会发现颗粒在气体中也呈现出无规则、随机的运动状态。
5. 布朗运动的应用布朗运动作为一种普遍存在于自然界中的现象,具有广泛的应用价值:5.1 统计物理学研究布朗运动为统计物理学提供了一个重要的实验验证,通过对布朗运动过程进行数学建模和分析,可以推导出与分子热运动相关的物理量。
布朗运动与分子热运动的区别
布朗运动和分子热运动是化学和物理现象,即在热力学中,两种也是最主要的热运动。
它们之间有很多显著的不同,这些不同点在下面展示。
首先,布朗运动和分子热运动的规模不同。
布朗运动是由于温度变化而产生的微小的运动。
它的尺度是在10-6米和10-7米之间,以对气体分子的运动为主。
而分子热运动的规模更大,在10-4米和10-5米之间,它涵盖了许多分子的总体运动,包括液体和固体分子。
其次,布朗运动是由于温度变化引起的随机运动,而分子热运动是由于热量传递而导致的整体运动。
例如,气体分子在布朗运动中会随机地移动,而在分子热运动中会沿着某种方向进行更大规模的运动。
此外,布朗运动和分子热运动也有不同的能源难题。
布朗运动是由受热的分子表现出来的,它的能量源于温度和热力学中的温度差。
而分子热运动所需的能源是来自热量传递的过程,而不是温度差。
最后,布朗运动和分子热运动的机制也不同。
布朗运动是由于分子之间的碰撞而导致的,而这种碰撞是随机的。
分子热运动则是由于热量传递的过程,分子由于温度差而进行运动。
总之,布朗运动和分子热运动是化学和物理现象,它们有着明显的不同。
它们之间的区别是尺度、能源和机制不同。
它们对热力学的重要性可以说是不可磨灭的,因为它们对于我们对热力学机制的理解及其相关的实际应用方面起着关键的作用。
布朗运动和分子热运动是热力学研究中最重要的一部分。
它们的
不同,以及面对不同热运动时所需采取的措施,对于我们对热力学机制的理解具有重要意义。
因此,对于这些热运动进行详细的研究,对热力学研究有着重要的意义。
2011级高二物理学案
分子动理论的基本观点(2)
编制:王永灿审核:赵圣才班级: 姓名:
教师寄语:少壮不努力,老大徒伤悲。
一.教学目标
1、知道什么是扩散现象及影响因素
2、知道什么是布朗运动及布朗运动的特点、成因、影响因素
3、知道什么是热运动及特点、影响因素
4、知道分子间同时存在着引力和斥力,实际表现出来的分子力是它们的引力和斥力的合力.
5.知道分子力随分子间的距离变化而变化的情况,知道分子力为零时,分子间距离r0的数量级.
6.能用分子力解释简单的现象.
二.重点难点
1、布朗运动的特点、成因、影响因素
2、布朗运动和扩散的区别
3、分子力随分子间的距离变化而变化的情况
三.知识要点
1.扩散现象:当两种不同的物质相互接触时,的现象,叫扩散。
2.扩散现象说明。
3.布朗运动
○1定义:
○2特点:
○3成因:
4.热运动:定义
特点
5.分子间存在引力和斥力
①扩散现象和布朗运动不但说明分子不停地做无规则运动,同时也说明分子间有空隙.气体分子间有空隙(气体容易被压缩),液体分子间有空隙(水和酒精混合后的体积小于两者原来体积之和),固体分子间有空隙(扫描隧道显微镜中可观察到碳原子间有空隙).
②分子间有引力:分子间有空隙却能聚集在一起形成固体和液体,说明分子间有相互作用的引力.
③分子间同时又有斥力:分子间有引力,而分子间又有空隙,没有紧紧吸在一起,这说明分子间还存在斥力.
④物体可以被压缩,说明分子间有空隙;固体和液体很难被压缩,说明分子间有斥力;物体不能无限制的被压缩,说明分子本身有一定的体积;拉断任何物体都要用力,说明分子间有引力.
6.分子间同时存在引力和斥力,实际表现出来的分子力是它们的合力.
7.分子间的相互作用力随距离变化的关系(如图11—3—1).
分子间引力和斥力随分子间的距离的增大而减小,斥力减小得更快;分子间引力和斥力随分子间的距离的减小而增大,斥力增大得更快.
①当分子间的距离等于r0 (数量级为10-10m)时,分子间引力和斥力相等,分子间的作用力为零(相当于距离为r0的位置叫平衡位置).即:r=r0时F引=F斥。
对外表现的分子力为零.
②r<r0时F引<F斥,并且随分子间的距离的减小斥力增大得更快,对外表现的分子力为斥力,分子力随距离的减小而增大.
③r>r0时F引>F斥,并且随分子间的距离的增大斥力减小得更快,对外表现的分子力为引力.分子力随距离的增大而增大.
④当分子间距离的数量级大于10-9m时,分子力已变得十分微弱,可以忽略不计了.分子间的作用力可借用连有弹簧的小球来比喻,弹簧的弹力相当于分子间引力和斥力的合力.8.分子间的相互作用力是由于原子内部有带正电的原子核和带负电的电子,这些带电粒子的相互作用引起的,所以同时存在引力和斥力.
四.典型例题
例1、关于布朗运动下列说法正确的是()
A.布朗运动是液体分子的运动
B.布朗运动反映了固体分子的运动
C.布朗微粒做无规则运动的原因是由于它受到水分子有时吸引、有时排斥的结果
D.温度越高,布朗运动越显著
例2.有两个分子,设想它们之间相隔10倍直径以上的距离,逐渐被压缩到不能再靠近的距离,在这过程中,下列关于分子力变化的说法中正确的是( )
A.分子间的斥力增大,引力减小
B.分子间的斥力变小,引力变大
C.分子间的斥力和引力都变大,只不过斥力比引力变大得快
D.分子力从零逐渐变大到某一数值后,逐渐减小到零,然后又从零逐渐增大到某一数值
例3.两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略),设甲固定不动,乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中,下面说法中正确的是( )
A.分子力总是对乙做正功
B.乙总是克服分子力做功
C.先是乙克服分子力做功,然后分子力对乙做正功
D.先是分子力对乙做正功,然后乙克服分子力做功
五.巩固练习
1.关于布朗运动和扩散现象的下列说法中正确的是()
A.布朗运动和扩散现象都在气体、液体、固体中发生
B.布朗运动和扩散现象都是分子的运动
c.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显
D.布朗运动和扩散现象都是永证实了分子的运动
2.下列关于布朗运动与分子的运动(热运动)的说法正确的是()
A.微粒的无规则运动就是分子的运动
B.微粒的无规则运动是固体颗粒分子无规则运动的反映
c.微粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映
D.因为布朗运动的激烈程度跟温度有关,所以布朗运动也可以叫做热运动3.关于布朗运动,下列说法正确的是 ( )
A.布朗运动就是分子运动,布朗运动停止了,分子运动也会暂时停止
B.微粒做布朗运动,充分说明了微粒内部分子是不停地做无规则运动的
C.布朗运动是无规则的,因此它说明了液体分子的运动是无规则的
D.布朗运动的无规则性,是由于外界条件无规律的不断变化而引起的
4.固体和液体都很难被压缩的本质原因是( )
A.分子都做无规则运动
B.分子间的空隙小
C.分子本身不能被压缩
D.分子间斥力随分子间距离减小而剧增
5.下面证明分子间存在引力和斥力的实验,哪个是错误的( )
A.两块纯净的铅压紧以后能连成一块,说明存在引力
B.一般固体、液体很难压缩,说明存在着相互排斥力
C.拉断一根绳子需要一定大小的拉力,说明存在相互引力
D.碎玻璃不能拼在一块,是由于分子间存在斥力
6.关于分子间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.引力和斥力都随分子间距离增大而增大
B.当r>r0时,随r增大引力增大,斥力减小
C.r<r0当时,随r减小引力和斥力都增大,但斥力增大得快
D.当r=r0时,引力和斥力均为零
7.两个分子从靠近得不能再近的位置开始,使二者之间的距离逐渐增大,直到大于分子直径的10倍以上,这一过程中关于分子间的相互作用力的下列说法中正确的是( ) A.分子间的引力和斥力都减小
B.分子间的斥力在减小,引力在增大
C.分子间相互作用的合力在逐渐减小
D.分子间相互作用的合力,先减小后增大,再减小到零
8.下列关于分子间的相互作用力的说法中正确的是( )
A.分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的B.分子间的作用力是引力还是斥力跟分子间的距离有关,分子间距离较大时分子间就只有相互吸引的作用,当分子间距离较小时分子间就只有相互排斥的作用.C.温度越高,分子间相互作用就越大
D.分子间引力和斥力总是同时存在
9.如下图所示,把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起,五年后发现金中有铅,铅中有金,对此现象说法正确的是()
A.属扩散现象,原因是由于金分子和铅分子的相互吸引
B.属扩散现象,原因是由于金分子和铅分子的运动
C.属布朗运动,小金粒进入铅块中,小铅粒进入金块中
D.属布朗运动,由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中
10.用显微镜观察水中的花粉,追踪某一个花粉颗粒,每隔10 s记下它的位置,得到了a.b、c、d、e、f、g等点。
,再用直线依次连接这些点,如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.这些点连线的折线就是这一花粉颗粒的运动径迹
B.它说明花粉颗粒在做无规则运动
C.从a点计时,经36 s,花粉颗粒可能不在de连线上
D.从a点计时,经36 s,花粉颗粒一定在de连线的某一点上。