1–1 分子动理论

第四章⽓体动理论总结第四章⽓体动理论单个分⼦的运动具有⽆序性布朗运动⼤量分⼦的运动具有规律性伽尔顿板热平衡定律(热⼒学第零定律)实验表明：若 A 与C 热平衡 B 与C 热平衡则 A 与B 热平衡意义：互为热平衡的物体必然存在⼀个相同的特征--- 它们的温度相同定义温度：处于同⼀热平衡态下的热⼒学系统所具有的共同的宏观性质,称为温度。

⼀切处于同⼀热平衡态的系统有相同的温度。

理想⽓体状态⽅程: 形式1:mol M PV =RT =νRTM形式2:222111T V p T V p ＝形式3: nkT P =n ----分⼦数密度(单位体积中的分⼦数) k = R/NA = 1.38*10 –23 J/K----玻⽿兹曼常数在通常的压强与温度下,各种实际⽓体都服从理想⽓体状态⽅程。

§4-2 ⽓体动理论的压强公式VNV N n ==d d 1）分⼦按位置的分布是均匀的2）分⼦各⽅向运动概率均等、速度各种平均值相等kj i iz iy ix iv v v v ++=分⼦运动速度单个分⼦碰撞器壁的作⽤⼒是不连续的、偶然的、不均匀的。

从总的效果上来看，⼀个持续的平均作⽤⼒。

2213212()323p nmvp n mv n ω===v----摩尔数R--普适⽓体恒量描述⽓体状态三个物理量： P,V T 压强公式122ω=mv理想⽓体的压强公式揭⽰了宏观量与微观量统计平均值之间的关系,说明压强具有统计意义；压强公式指出:有两个途径可以增加压强 1)增加分⼦数密度n 即增加碰壁的个数2)增加分⼦运动的平均平动能即增加每次碰壁的强度思考题：对于⼀定量的⽓体来说，当温度不变时，⽓体的压强随体积的减⼩⽽增⼤（玻意⽿定律）；当体积不变时，压强随温度的升⾼⽽增⼤（查理定律）。

从宏观来看，这两种变化同样使压强增⼤，从微观（分⼦运动）来看，它们有什么区别？对⼀定量的⽓体，在温度不变时，体积减⼩使单位体积内的分⼦数增多，则单位时间内与器壁碰撞的分⼦数增多，器壁所受的平均冲⼒增⼤，因⽽压强增⼤。

人教版物理九年级上册第十三章内能第一节分子热运动知识梳理预习感知知识点1 物质的构成1. 常见的物质是由极其微小的粒子——、构成的。

2. 分子很小，人们通常以为单位来量度分子。

知识点2 分子热运动1. 扩散现象(1)概念：的物质在互相接触时彼此对方的现象，叫做扩散。

(2)实质：扩散现象表明一切物质的分子都在不停地做，分子之间存在。

2. 分子的热运动(1)概念：由于分子的运动跟有关，所以这种无规则的运动叫做分子的热运动.(2)影响因素：温度越高，分子的热运动越。

知识点3 分子间的作用力1. 分子间存在相互作用的和。

2. 固体、液体、气体的特点：固体有一定的和体积；液体没有确定的形状，具有性，气体没有固定的形状和确定的，具有性。

课堂练习当堂反馈1.（知识点1）随着工业污染的日益严重，多个省市受影响，影响区域达142.2万平方千米。

雾霾是指雾和霾的组合，霾主要是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的。

下列对霾中颗粒物的认识正确的是()A.它和一个原子的大小差不多B.它包含几个分子C.它的大小有几个纳米D.它是由许多分子组成的2.（知识点2）下列事实能够说明“分子在不断运动”的是()A.公路上大雾弥漫B.花棚里香气扑鼻C.湖面上柳絮飘扬D.氧气被压缩进钢瓶3.（知识点2）新学期开学，步入校园，丹桂飘香，这是一种扩散现象，以下对扩散现象的认识正确的是()A.只发生在气体之间B.只发生在液体之间C.只发生在固体之间D.可以发生在任何物体之间4.（知识点3）如图所示，两表面磨平的铅块紧密接触后可吊起台灯，这说明()A.分子间存在斥力B.分子间存在引力C.分子间存在间隙D.分子在不停地做无规则运动5.（知识点1）PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5(选填“厘米”“毫米”或“微米”)的颗粒物，它们在空气中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后进入血液对人体造成危害PM2.5 (选填“属于”或“不属于”)分子。

第七章分子动理论第2节分子的热运动一、扩散现象1．对扩散现象的认识（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象。

（2）产生原因：由物质分子的运动产生。

（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。

（6）应用：在高温条件下通过分子的扩散在纯净的半导体材料中掺入其他元素来生产半导体器件。

2．影响扩散现象明显程度的因素（1）物态①物质的扩散现象最快、最显著。

②物质的扩散现象最慢，短时间内非常不明显。

③物质的扩散现象的明显程度介于气态与固态之间。

（2）温度：在两种物质一定的前提下，扩散现象发生的明显程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著。

（3）浓度差：两种物质的浓度差越大，扩散现象越显著3．分子运动的两个特点（1）永不停息：不分季节，也不分白天和黑夜，分子每时每刻都在运动。

（2）无规则：单个分子的运动无规则，但大量分子的运动又具有规律性，总体上分子由浓度大的地方向浓度小的地方运动。

二、布朗运动1．对布朗运动的认识（1）概念：悬浮在液体（或气体）中的微粒不停地做。

（2）产生的原因：大量液体（或气体）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，温度越高，布朗运动越。

（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。

2．影响因素（1）微粒越小，布朗运动越明显：悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的冲击力越不易平衡；另外微粒越小，其质量也就越小，相同冲击力下产生的加速度越大。

因此，微粒越小，布朗运动越明显。

（2）温度越高，布朗运动越激烈：温度越高，液体分子的运动（平均）速率越大，对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越激烈。

3．实质布朗运动不是分子的运动，而是固体微粒的运动。

分子的热运动教案3篇分子的热运动教案篇1教学目标（1）知道什么是热运动，知道分子热运动剧烈程度与温度有关（2）知道布朗运动和扩散现象，并能简单解释其原因教学建议教材分析分析一：本节教材内容特点是先实验（扩散现象和布朗运动两个实验现象），后得出结论（分子的无规则运动），并根据现象说明热运动与温度有关，因此做好演示实验是关键。

分析二：由于液体或空气分子在热运动过程中对悬浮于其中的颗粒的碰撞的不平衡性，使这些颗粒受力不平衡而开始运动，这就是布朗运动。

由于分子运动的无规则性，造成布朗运动的不规则性。

另外，温度越高，分子热运动越快，对颗粒的撞击更强，布朗运动更显著。

分析三：温度越高，分子无规则运动平均速度越快，这是一个宏观统计结果，而对于具体某个分子，温度与其运动速度并不一定存在这一关系，也许温度升高，这个分子的运动速度相反可能在降低。

教法建议建议一：做好演示实验是关键，扩散现象实验和布朗运动实验都需要认真做。

在做观察布朗运动的实验过程中，用稀释的墨汁做悬浊液，过稀时液体中的微粒太少，过浓时亮度变暗，而且微粒连在一起，不便观察，可以多试几次。

墨汁也可以不放在载片玻璃的凹槽中而只简单地滴一滴在载片玻璃上，盖上盖玻璃就可以。

显微镜的放大率在40倍左右最合适。

建议二：在实验的基础上，推出分子在不停地热运动后，要注意再用热运动的观点解释造成该实验现象的原因，以便巩固、加深学生的认识。

建议三：有关布朗运动和扩散运动的实验除做好演示实验外，若有条件，最好能用计算机模拟一下该运动的微观机制，这样有利于学生对该实验现象的理解。

教学设计方案教学重点：知道分子不停地无规则热运动，知道布朗运动和扩散运动教学难点：布朗运动和扩散运动的微观解释一、扩散运动1、演示实验空气与二氧化氮气体间的扩散现象2、概念：扩散现象3、扩散现象的微观解释：分子的无规则热运动4、计算机演示扩散过程5、对比实验：红墨水在热水和冷水中的扩散快慢。

结论：温度越高，分子运动越剧烈，扩散越快6、列举日常生活中的扩散现象：如香水味等二、布朗运动1、学生观察布朗运动现象2、微观解释布朗运动：分子撞击不平衡3、观察布朗运动与温度高低、颗粒大小关系：温度越高，布朗运动越显著；颗粒越小，布朗运动越显著。

第十二章热学一、分子动理论热学是物理学的一个组成部分，它研究的是热现象的规律。

描述热现象的一个基本概念是温度。

凡是跟温度有关的现象都叫做热现象。

分子动理论是从物质微观结构的观点来研究热现象的理论。

它的基本内容是：物体是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规则运动；分子间存在着相互作用力。

1.物体是由大量分子组成的这里的分子是指构成物质的单元，可以是原子、离子，也可以是分子。

在热运动中它们遵从相同的规律，所以统称为分子。

⑴这里建立了一个理想化模型：把分子看作是小球，所以求出的数据只在数量级上是有意义的。

一般认为分子直径大小的数量级为10-10m。

⑵固体、液体被理想化地认为各分子是一个挨一个紧密排列的，每个分子的体积就是每个分子平均占有的空间。

分子体积=物体体积÷分子个数。

⑶气体分子仍视为小球，但分子间距离较大，不能看作一个挨一个紧密排列，所以气体分子的体积远小于每个分子平均占有的空间。

每个气体分子平均占有的空间看作以相邻分子间距离为边长的正立方体。

⑷阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，是联系微观世界和宏观世界的桥梁。

它把物质的摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量和分子质量、分子体积这些微观物理量联系起来了。

例1. 根据水的密度为ρ=1.0×103kg/m3和水的摩尔质量M=1.8×10-2kg,，利用阿伏加德罗常数，估算水分子的质量和水分子的直径。

解：每个水分子的质量m=M/N A=1.8×10-2÷6.02×1023=3.0×10-26kg；水的摩尔体积V=M/ρ，把水分子看作一个挨一个紧密排列的小球，则每个分子的体积为v=V/N A,而根据球体积的计算公式，用d 表示水分子直径，v =4πr 3/3=πd 3/6，得d=4×10-10 m例2. 利用阿伏加德罗常数，估算在标准状态下相邻气体分子间的平均距离D 。

Discovery Studio Molecular Dynamics教程Molecular Dynamics –分子动力学方法介绍分子动力学(Molecular Dynamics, MD)是分子模拟中最常用的方法之一。

该方法基于分子力场，能够动态的描述分子的运动状况，继而描述生命的动态过程。

分子动力学在生命科学领域中的应用非常广泛，如蛋白质折叠的机理研究、酶催化反应的机理研究、与功能相关蛋白质的运动研究、生物大分子大范围构象变化的研究等等。

近几十年来，分子动力学方法已经成功的运用于大分子体系低能量构象的模建、X射线晶体衍射以及NMR实验结果的处理。

[1,2]现在分子动力学方法已经成了理论生物学研究中必不可少的方法之一。

[3,4]分子动力学模拟主要包括如下几个步骤：1.模拟体系升温过程（Heating Stage）2.模拟体系平衡过程（Equilibrium Stage）3.模拟体系采样过程（Production Stage）4.分析体系的目标性质（Analysis）然而，由于一般的待模拟体系的初始结构或多或少的存在缺陷（比如，初始结构不完整或存在不合理的结构区域），所以我们往往需要对初始结构进行预处理才能进行分子动力学模拟。

一个完整的分子动力学模拟过程应包括如下几个步骤：1.初始结构检查及预处理2.给模拟体系赋力场参数3.考虑溶剂效应4.初始结构能量最小化5.动力学模拟（包括升温、平衡、采样）6.结果分析目前，常用的分子动力学模拟软件都基于Unix（Linux）操作系统。

实施每一个模拟的步骤都需要特定的命令来调用相关的程序对模拟体系进行处理。

同时，模拟者还需要熟知每个参数的意义并定义相关的参数值。

最终分析过程也需要配合其他软件才能完成。

这对初级分子动力学模拟者而言是非常困难的（模拟者不仅需要掌握分子动力学软件的使用命令，还需要掌握操作系统相关的命令）。

为了解决这样的问题，Discovery Studio为用户提供了基于窗口的分子动力学模拟工具。