物理：7.1《物体是由大量分子组成的》PPT课件(新人教版 选修3-3)

• 二、重点、难点分析 重点、 • 1．重点有两个，其一是使学生理解和学会用单分子油膜 法估算分子大小（直径）的方法；其二是运用阿伏伽德罗 常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。 • 2．尽管今天科学技术已经达到很高的水平，但是在物理 课上还不能给学生展现出分子的真实形状和分子的外观。 这给讲授分子的知识带来一定的困难，也更突出了运用估 算方法和建立理想模型方法研究固体、液体分子的体积、 直径、分子数的重要意义。 • 三、教具 • 1．幻灯投影片或课件：水面上单分子油膜的示意图；离 子显微镜下看到钨原子分布的图样。 • 2．演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液 （1∶200），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有 方格线的透明塑料板。
高中物理新人教版 选修３- ３系列课件
第七章《 第七章《分子动理论》 》
7.1《物体是由大量 分子组成的》
教学目标
• 1．在物理知识方面的要求： • （1）知道一般分子直径和质量的数量级； • （2）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数 的数值和单位； • （3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。 • 2．培养学生在物理学中的估算能力，会通过阿伏 伽德罗常数估算固体和液体分子的质量、分子的 体积（或直径）、分子数等微观量。 • 1,3,5 • 3．渗透物理学方法的教育。运用理想化方法，建 立物质分子是球形体的模型，是为了简化计算， 突出主要因素的理想化方法。
例 1 、 将 1cm3 油酸溶于酒精， 制成200cm3 的油酸 油酸溶于酒精 ， 制成 200cm 200 酒精溶液， 已知1 溶液有50 50滴 现取1 酒精溶液 ， 已知 1cm3 溶液有 50 滴 ， 现取 1 滴油酸 酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水， 酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在 水面上形成一单分子薄层， 水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面 积为0 由此可估测油酸分子直径是多少？ 积为0.2m2，由此可估测油酸分子直径是多少？
数量级
• 一些数据太大或很小 为了书写方便, 一些数据太大或很小,为了书写方便 为了书写方便 习惯上用科学记数法写成10的乘方 习惯上用科学记数法写成 的乘方 数,如 3×10-10m。我们把 的乘方 如 × 。我们把10的乘方 数叫做数量级, × 数叫做数量级 1×10-10m和 9×10和 × 10m，数量级都是 10-10m。 ， 。 • 一般分子直径的数量级为 -10m 一般分子直径的数量级为10 除少数有机物大分子以外） （除少数有机物大分子以外）
ρ
M
1 π 3 ⋅ = d ρ NA 6
−1
2.82 × 10 1 3.14 ⋅ = × (1.12 × 10 −9 ) 3 6 6.37 × 10 2 N A
∴NA=6×1023 mol-1 ×
应用：
已知物质的摩尔质量M，物体的密度p，阿 伏加德罗常数NA，物质的质量 m 则 ：分子的质量m分子=M/NA 分子的体积v分子=V摩尔/ NA= ( M /p ) / NA 所含有的分子数N=摩尔数×NA =(m /M) ×NA • 标准状态下，1 mol气体的体积为22.4升。 v升气体含有的分子数N=（ v/V摩尔）×NA
2. 根据分子的大小，可以计算出阿伏加德罗常数 根据分子的大小，
/mol， 例2：已知水的摩尔体积是1.8×10-5 m3/mol，每个 已知水的摩尔体积是1.8× 1.8 水分子的直径是4 水分子的直径是4×10-10m ，设想水分子是一个挨一 个排列的， mol水中所含的水分子数 水中所含的水分子数. 个排列的，求1 mol水中所含的水分子数.
1滴油酸酒精的体积为 滴油酸酒精的体积为1/50cm3 滴油酸酒精的体积为 其中含油酸体积为10 其中含油酸体积为 -10m3 油酸膜的厚度为5× 油酸膜的厚度为 ×10-10m
练习1 体积是10 的油滴滴于水中， 练习1、体积是10-4cm3的油滴滴于水中，若展 开成一单分子油膜， 开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级 是 （ B ） A．102cm2 B．104cm2 C．106cm2 D．108cm2
一个分子的体积： 一个分子的体积：
V
4 d = π ( ) 3 2
−5 3
3
= 3 . 0 × 10
− 29
m
3
mol水中所含的水分子数 水中所含的水分子数： 1 mol水中所含的水分子数：.
N=
1.8 × 10 m / mol − 29 3 3.0 × 10 m
=6.0×1023 mol-1 ×
阅读课文,回答以下问题:
• 这里所说的分子与化学中所说的分子有何 不同? 不同
[答] 化学中讲的分子是：具有物质的化学性 化学中讲的分子是： 质的最小微粒 物理中所说的分子指的是： 物理中所说的分子指的是：做热运动时遵从 相同规律的微粒，包括组成物质的原子、 相同规律的微粒，包括组成物质的原子、离 子或分子。 子或分子。
一、分子的大小
• 组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不 能直接看到它们，就是用光学显微镜也看 不到它们。 那怎么才能看到分子呢？
用扫描隧道显微镜（能有放大几亿倍） 用扫描隧道显微镜（能有放大几亿倍） 我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨 表面原子的排布图， 表面原子的排布图，图中的每个亮斑都是一 个碳原子. 个碳原子

2.具体做法是： 具体做法是： 具体做法是 把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形 把一滴油酸滴到水面上， 成单分子油膜，如果把分子看成球形， 成单分子油膜，如果把分子看成球形，单分子 油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径. 油膜的厚度就可认为等于油膜分子的直径
那么如何才能求出单分子油膜层的厚度(即 那么如何才能求出单分子油膜层的厚度 即 分子直径)呢 分子直径 呢？
d d表示分子的直径，V表示固液体分子 = V （以上两式中 表示分子的直径，
3
②对气体可以把分子当作是一个小立方体，这个 对气体可以把分子当作是一个小立方体， 小立方体的边长可以看作相当于分子间的平均距 离. 即
3V d = 2⋅3 4π
二、阿伏加德罗常数
1.回忆化学中学过的阿伏加德罗常数 回忆化学中学过的阿伏加德罗常数. 回忆化学中学过的阿伏加德罗常数 1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数就叫 的任何物质都含有相同的粒子数， 的任何物质都含有相同的粒子数 阿伏加德罗常数 。
方法小结：通过测量较大量来研究较小量。 方法小结：通过测量较大量来研究较小量。
V d= S
在用油膜法测定分子的直径时， 在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化 处理，请问： 处理，请问：有哪些地方做了理想化处理
？
答：①把滴在水面上的油酸层当作单分子 油膜层. 油膜层. 把分子看成球形. ②把分子看成球形. (3)油分子一个紧挨一个整齐排列 油分子一个紧挨一个整齐排列; (3)油分子一个紧挨一个整齐排列;
解：设想油酸分子一个挨一个排列，1 mol 油酸分子的质 设想油酸分子一个挨一个排列， 量为M，密度为ρ，油酸分子的直径为d，把每个油酸分 子当作小球.则其体积为: 子当作小球.则其体积为: mol油酸的体积 1 mol油酸的体积 :
V
M
分子
=
π
6
d
3
V =
mol油酸所含的微粒数 油酸所含的微粒数， 1 mol油酸所含的微粒数，即阿伏加德罗常数为NA .
1.先测出油酸滴的体积V 1.先测出油酸滴的体积V： 先测出油酸滴的体积 2.测出水面上漂浮的油膜的表面积S 2.测出水面上漂浮的油膜的表面积S； 测出水面上漂浮的油膜的表面积 3.单分子油膜的厚度等于油滴体积V与油膜面积S 3.单分子油膜的厚度等于油滴体积V与油膜面积S的 单分子油膜的厚度等于油滴体积 比值： 比值：
• 注意：上式对气体不适用，求得的分子体积应是气体分 注意：上式对气体不适用， 子占有的空间
［小结］ 小结］
1.一般物体中的分子数目是很大的 一般物体中的分子数目是很大的. 一般物体中的分子数目是很大的 一般分子直径的数量级为10 一般分子直径的数量级为 -10 m 2.一般分子的质量也是很小的 一般分子质 一般分子的质量也是很小的. 一般分子的质量也是很小的 量数量级是10 量数量级是 -26Kg 分子的模型：把分子看成球形或正方体模型。 分子的模型：把分子看成球形或正方体模型。 3.阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世 阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世 界的桥梁，通过该常数把摩尔质量、 界的桥梁，通过该常数把摩尔质量、摩尔 体积跟分子质量、 体积跟分子质量、分子大小等微观物理量 联系起来了. 联系起来了
固体、 固体、液体
d d d d
小球模型
气体
d
立方体模型
d
d
分子 分子 分子模型：在计算固液体分子大小时， ①分子模型：在计算固液体分子大小时，作为一个 近似的物理模型，可把分子看成是一小球. 近似的物理模型，可把分子看成是一小球.则：
的体积或气体分子所占的空间体积. 的体积或气体分子所占的空间体积.）
（一）、扫描隧道显微镜 ）、扫描隧道显微镜
扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排布图
分子的大小
• 放大上亿倍的蛋白质分子结构模型
怎样才能知道分子的大小呢？ 怎样才能知道分子的大小呢？
1.有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法 有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法. 有一种粗略测定分子大小的方法叫油膜法
N A = 6.02 × 10 mol
23
−1
练习2.ห้องสมุดไป่ตู้练习2.由油滴实验测得油酸分子的直
径为1.12× 径为1.12×10-9 m，已知油酸的密度 1.12 6.37× 为6.37×102 kg/m3，已知油酸的摩 尔质量为282 g/mol， 尔质量为282 g/mol，试求阿伏加德 罗常数.