分子动理论2
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一、学习目标:1. 初步了解分子动理论的基本观点,用分子相互作用力的知识解释一些简单现象.2. 知道什么是扩散现象,会解释一些简单的扩散现象.3. 知道物体的内能,知道做功和热传递能改变物体的内能,能简单描述温度和内能的关系.二、重点、难点:重点:扩散现象和改变物体内能的方法难点:通过宏观现象来解释微观的分子运动三、考点分析:1)用分子动理论的基本观点解释某些热现象,简单描述温度和内能的关系;判断改变内能的方法。
2)初步了解分子动理论的基本观点;掌握扩散现象,物体的内能,改变内能的方法;会用分子动理论解释某些物理现象。
3)中考中常出现的题型:填空、选择、简答题。
在中考中所占的分值约2—4分,约占总分值的2%。
做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
能量守恒定律:能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,只会从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体,在转移和转化过程中,能的总量保持不变.知识点一:对分子动理论的理解例1. 一滴红墨水滴入清水中一段时间后,整杯水都变红了,则下列说法正确的是()A. 0℃的水中就不会出现这种现象B. 这叫扩散,只发生在液体中C. 这叫扩散,它说明分子在不停地运动D. 温度越低扩散进行得越快1)题意分析:红墨水滴入清水中,整杯水都变红了2)解题思路:本题是扩散现象问题,扩散现象在固态、液态、气态物质之间都可以发生,物体温度越高,扩散进行得越快;扩散现象表明分子在不停地运动着。
解答过程:物体温度越低,扩散进行得越慢,但扩散现象不会停止,所以A错;扩散现象在固态、液态、气态物质之间都可以发生,所以B错;扩散现象表明分子在不停地运动着,所以C对;物体温度越高,扩散进行得越快,所以D错。
解题后的思考:扩散现象应从分子动理论的角度加以理解,此题易错选A,认为温度低就没有扩散现象,实则扩散现象在任何温度下都进行。
例2. 一根纱线容易被拉断,一根铜丝不容易被拉断,这个现象表明()A. 纱线分子间不存在引力,铜丝分子间只存在引力B. 纱线分子间只存在斥力,铜丝分子间不存在斥力C. 纱线分子间的引力比斥力小,铜丝分子间的引力比斥力大D. 纱线分子间的相互作用力小于铜丝分子间的相互作用力1)题意分析:物体容易或不容易被拉断2)解题思路:本题考查分子间相互作用力,分子间同时存在相互作用的引力和斥力,有时表现为引力,有时表现为斥力.解答过程:当拉纱线和铜丝时,纱线和铜丝分子间的距离都大于某一距离,因此分子间都表现为引力。
教学目标【知识与能力】1.知道物质是由分子组成的, 一切物质的分子都在不停地做无规那么的运动.2.能识别扩散现象, 并能用分子热运动的观点进行解释.3.知道分子热运动的快慢与温度的关系.4.知道分子之间存在相互作用力.【过程与方法】1.通过演示实验说明一切物质的分子都在不停地做无规那么的运动.2.通过演示实验使学生知道物体温度越高, 分子热运动越剧烈.3.通过演示实验以及与弹簧的弹力类比使学生了解分子之间既存在斥力又存在引力.【情感态度价值观】用演示实验激发学生对大千世界的兴趣, 使学生了解可以认识直接感知的现象, 也可以认识无法直接感知的事实.教学重难点【教学重点】1.通过扩散现象说明分子在不停地运动.2.分子运动和温度有关.【教学难点】指导学生对演示实验的观察、分析、推理, 用宏观的物理现象揭示物质的微观结构.课前准备香皂, 香水, 用化学方法制取的二氧化氮气体, 广口瓶两个, 小玻璃板一块, 十天、二十天、三十天的硫酸铜溶液与清水之间扩散的实验样本, 红墨水, 烧杯, 胶头滴管, 热水, 弹簧测力计, 真空贴钩, 小刀, 铅柱, 钩码, 铁架台, 自制分子作用力与分子间距演示器.教学过程创设情景、引入新课我们生活的物质世界中, 充满着各种各样的物质. 在远古时代, 人们就猜测物质是由很多很小的微粒组成的. 现代的科学技术已证实古人的猜测, 外表上看起来连成一片的水, 其实是由一个个的水分子组成. 但是用我们肉眼是看不到的, 分子体积很小.那我们怎么能知道分子是运动的还是静止的?我们可以用高倍的显微镜来观察, 这确实是个方法. 有没有其他方法呢, 想一想, 我们翻开桌子上放的那瓶香水或翻开那盒香皂, 有什么感觉? 我们很快就可以闻到香味. 为什么我们能够能闻到香水或香皂的香味? 是不是因为香水和香皂的气味跑到鼻子里.◆探究活动1:在教室内喷洒香水, 请同学们讨论香味是如何传播的?盛夏时节, 百花绽放. 四溢的花香引来了长喙天蛾, 它们悬浮在空中吸食花蜜. 花香是如何传播的呢?其实不是气味跑到了我们的鼻子里, 而是一些带有香味的分子, 进入空气中, 向各个方向散布开来. 当它们到达我们的鼻子里时, 我们就会闻到香味.新课进行时一、物质的构成1.常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的.2.分子的大小:直径约为10-10m.3.分子间有空隙.二、分子热运动1.扩散现象:不同物质互相接触时, 彼此进入对方的现象.◆探究活动2:扩散现象(1)气体扩散实验〔盛有二氧化氮的广口瓶、空广口瓶、玻璃片〕:在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面倒扣一个空瓶子, 使两个瓶口相对, 之间用一块玻璃板隔开, 如下图. 抽掉玻璃板后, 观察有什么变化发生?实验现象:一段时间后, 两瓶气体彼此进入对方, 颜色混合均匀, 变为浅红棕色.实验结论:气体分子在不停运动.(2)液体扩散实验〔烧杯2个、硫酸铜溶液、漏斗〕:在烧杯里装一半清水, 将CuSO4溶液注入清水中, 放置30天后. 观察现象.实验现象:一段时间后, 硫酸铜溶液和水混合均匀.实验结论:液体分子在不停运动.(3)固体扩散实验实验现象:几年后电子显微镜下观察到的合金.实验结论:固体分子在不停运动.2.气体、液体、固体都能发生扩散现象. 一般情况下, 固体之间的扩散最慢, 气体之间的扩散最快.3.扩散现象说明, 一切物质的分子都在不停地做无规那么的运动, 分子间有间隙.◆探究活动3:影响扩散快慢的因素〔烧杯2个、红墨水、冷水、热水、滴管〕:在一个烧杯中装半杯热水, 另一个同样的烧杯中装等量的凉水. 用滴管分别在两个杯底注入红墨水.实验现象:热水杯的颜色先变得均匀.实验结论:温度越高、分子无规那么运动越剧烈, 扩散得越快.4.影响扩散快慢的因素:温度.5.分子无规那么的运动叫分子的热运动.三、分子间的作用力◆探究活动4:分子间的作用力〔1〕分子间有引力:将两个铅柱的底面削平、削干净, 然后紧紧地压在一起, 两块铅就会结合起来, 下面吊一个重物都不能把它们分开.实验现象:磨光的两铅柱紧压对接在一起, 下面挂很重的物体也不能将它们分开.实验结论:分子间有引力.〔2〕分子间有斥力实验现象:针管里的气体压缩到一定程度后, 很难再被压缩.实验结论:分子间有斥力.1.分子间存在引力宏观表现:固体、液体能保持一定体积, 不致散开.2.分子间存在斥力宏观表现:固体、液体很难被压缩.类比长短不同的两根弹簧连着的两个小球, 分析分子间作用力. 分子间存在引力和斥力,如下图.3.引力和斥力之间的关系〔1〕分子间作用力与分子间距离(r)有关:r<平衡距离时, 表现为斥力;r >平衡距离时, 表现为引力;r >10倍平衡距离时, 作用力很微弱, 可以忽略.〔2〕引力和斥力的变化过程引力和斥力都随分子间距离的增大而减小, 随分子间距离的减小而增大, 但在变化过程中, 始终是斥力变化得快.四、分子动理论及应用1.内容:(1)物质由分子组成;(2)分子在永不停息地做无规那么运动;(3)分子间存在相互作用的引力和斥力.2.应用:例:用分子动理论解释蒸发现象及蒸发快慢的影响因素.五、固态、液态、气态的微观模型1.固态物质:分子排列紧密, 分子间作用力强, 分子虽然做无规那么运动, 但位置相对稳定.2.液态物质:分子间作用力比固体小, 分子没有固定位置, 运动比拟自由.3.气态物质:分子间距很大, 高速向周围运动, 分子间作用力很小.六、课堂练习1.以下现象中, 属于扩散现象的是〔〕A.春天刮起沙尘暴, 飞沙漫天 B.三九寒天下雪时, 雪花飞舞C.煮稀饭时, 看到锅中米粒翻滚 D.槐树开花时, 周围香气弥漫2.关于粒子和宇宙, 以下认识中正确的选项是〔〕A.扩散现象只发生在气体之间 B.液体分子间只存在吸引力C.固体的分子间没有空隙 D.宇宙天体、分子都在不停息地运动3.常见物质是由大量分子组成的. 扩散现象是由于分子______形成的;一定量的水和酒精混合, 总体积变小, 是由于分子之间存在_______;固体和液体很难被压缩, 是由于分子之间存在_________.4.如下图, 是由微颗粒〔1-50nm〕制备得到新型防菌“纳米纸〞. 在“纳米纸〞的外表细菌无法停留且油水不沾. 与此现象有关的判断正确的选项是〔〕A.组成“纳米纸〞的分子间没有间隙B.油与“纳米纸〞分子间有斥力没有引力C.“纳米纸〞可阻止细菌分子无规那么运动D.油分子间引力使纸面上的油聚集成小油珠5.公共场所禁止吸烟. 这主要是考虑到在空气不流通的房间里, 即使只有一个人吸烟, 整个房间也会充满烟味, 这是因为〔〕A.分子很小 B.分子间有引力C.分子间有斥力 D.分子在不停地做无规那么运动七、板书设计第一节分子动理论1.常见的物质是由分子、原子构成的.2.扩散(1)扩散现象:不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象.(2)影响扩散快慢的主要因素:温度.(3)扩散现象说明:组成物质的分子是不停地做无规那么运动的;组成物质的分子间是有间隙的.3.分子间同时存在相互作用的引力和斥力.第2节磁场对电流的作用┃教学过程设计┃第1课时第2课时┃教学小结┃。
第一课时 分子热运动一、分子动理论及其应用.1、物质是由分子组成的:分子若看成球型,其直径以10-10m 来度量。
2、扩散:①扩散:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象。
②扩散现象说明:A 分子之间有间隙。
B 分子在做不停的无规则的运动。
③装置下面放二氧化氮这样做的目的是:防止二氧化氮扩散被误认为是重 力作用的结果。
实验现象:两瓶气体混合在一起颜色变得均匀,结论:气体分子在不停地运动。
④固、液、气都可扩散,扩散速度与温度有关。
⑤分子运动与物体运动要区分开:扩散、蒸发等是分子运动的结果,而飞扬的灰尘,液、气体对流是物体运动的结果。
3、热运动:物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
现象:温度越高扩散越快。
说明:温度越高,分子无规则运动的速度越大。
4、分子间有相互作用的引力和斥力。
①当分子间的距离d=分子间平衡距离 r ,引力=斥力。
②d<r时,引力<斥力,斥力起主要作用,固体和液体很难被压缩是因为:分子之间的斥力起主要作用。
③d>r时,引力>斥力,引力起主要作用。
图2-4说明:分子之间存在引力 固体很难被拉断,钢笔写字,胶水粘东西都是因为分子之间引力起主要作用。
④当d>10r时,分子之间作用力十分微弱,可忽略不计。
破镜不能重圆的原因是:镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围,镜子不能因分子间作用力而结合在一起。
图15-1例1(2010年浙江衢州,20题)科学研究需要进行实验,得到事实,并在此基础上进行必要的推理。
因此,在学习科学过程中我们需要区分事实与推论。
则关于表述:①在气体扩散实气体进入到空气中;②在液体扩散实验验中,抽去玻璃板后,红棕色的NO2中,红墨水滴人热水,热水很快变红;③扩散现象表明,一切物质的分子都在不停地做无规则运动;④温度越高,分子的无规则运动越剧烈,正确的是()A.①②是事实,③④是推论 B.①②④是事实,③是推论C.①是事实,②③④是推论 D.③④是事实,①②是推论例2(2010年安徽芜湖,10题)我们的家乡芜湖四季如画。
分子热运动、内能和热量一、分子动理论1、基本内容:物质是由大量分子组成的,分子都在不停地做_________运动,分子间存在着_______和________。
2、分子运动(1)一切物体的分子都在不停地做_____________。
(2)物体内大量分子的无规则运动叫热运动,热运动与温度有关,温度越____,热运动越剧烈。
(3)扩散现象①定义:由于分子运动,某种物质逐渐进入到另一种物质中的现象,叫扩散。
②扩散现象说明:a.分子之间存在________;b.分子在不停地做__________运动。
[注意] 固、液、气三态间都可发生扩散,扩散速度与温度有关。
[易错点] ①同种物质间不会发生扩散,如冷水和热水混合;②扩散现象是由于分子运动形成的,而不是物质微粒(或分子团)运动形成的,也不是由物体的重力作用引起的,如灰尘飞扬不属于扩散现象等。
3、分子间的作用力分子间同时存在着相互作用的________和__________。
二、内能1、内能[说明] 物体在任何情况下都有内能,无论是高温的铁水,还是寒冷的冰块。
因为物体内部分子在永不停息地运动着,并且分子之间存在着相互作用的引力和斥力,所以物体的内能不为零。
2、影响物体内能大小的因素三、内能的改变1、内能改变的外部表现物体的温度升高(降低)——物体的内能增大(减小)。
物体存在状态改变(熔化、汽化、升华)——内能改变。
2、改变内能的两种方法(1)做功[说明] 对物体做功,物体的内能会________;物体对外做功,物体的内能会________。
(2)热传递①热量:热传递过程中传递能量的_________叫热量。
热量的单位:_____________。
②热传递的条件:物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差。
[说明] ①热传递过程中传递的是内能(热量),而不是温度;②热量不能说“含有”或“具有”,物体具有的是能量,如内能、机械能等。
3、比较做功和热传递改变内能的区别与联系:四、易错辨析1、分子运动与物体运动的区别2、温度、热量、内能的区别题型一:分子热运动、扩散现象例1、运用分子动理论,可以对液体的蒸发现象作出合理地解释:由于液体表面的分子在做__________________,所以在任何温度下蒸发现象都能发生;温度越高,分子的______________________,从而蒸发越快。
章节课题:分子间的作用力一、教学目标:(1)知道分子间存在间隙。
(2)知道分子之间同时存在着引力和斥力,其大小与分子间距离有关。
(3)知道分子间的距离r<r0时,分子力表现为斥力,这个斥力随r的减小而迅速增大。
知道分子间的距离r>r0时,分子力表现为引力,这个引力随r的增大而减小。
二、教学重难点:重点:分子间同时存在着引力和斥力。
难点:分子之间的引力、斥力及合力随分子间距离的变化而变化的规律。
三、教学过程:(1)复习导入:在学习前面的内容后我们知道分子间有间隙,也就是分子间存在有一定的距离,分子间的距离直接跟分子间的相互作用力大小有关。
(2)新课教学:水和酒精混合后总体积会减小,说明液体分子之间存在着空隙;扩散现象也说明分子之间存在着空隙。
大量分子能聚集成固体或液体,说明分子间存在引力;两块纯净的铅紧压后会粘在一起,也说明分子间存在引力。
用力压缩物体,物体内也会产生反抗压缩的弹力,说明分子之间还存在着斥力。
研究表明,分子间同时存在着引力和斥力。
引力和斥力,以及合力的大小都跟分子间的距离有关。
如图:其中r0数量级10-10m。
F斥和F引都随r的增大而减小,当两分子距离为r0时,其中一个分子所受的引力与斥力大小相等,分子所受合力为0;当分子间的距离小于r0时,作用力的合力表现为斥力;当分子间的距离大于r0时,作用力的合力表现为引力。
分子动理论:1、物体是由大量分子组成的;2、分子在永不停息的无规则运动;3、分子之间存在着引力和斥力。
以这三点建立的一种微观统计理论,叫做分子动理论。
由于热运动是无规则的,所以对于任何一个分子而言,在每一时刻沿什么方向运动,以及运动的速率都具有偶然性,但是对于大量分子的整体而言,它们却表现出规律性,这种由大量偶然事件的整体所表现出来的规律,叫做统计规律。
(3)巩固提高:当r=r0时,作用力的合力为0,r0数量级10-10m;当r>10r0时,分子间的作用力忽略不计。
物理
---------分子动理论 3
1. [物理-选修 3-3](本题共有两小题,每小题 6 分,共 12 分。
每小题只有一个选项符合题意。
)
(1)封闭在气缸内的一定质量的气体,如果保持气体体积不变,当温度从300K升高到600K时,以下说
法正确的是(填选项前的字母)。
A.气体的密度增大一倍B.气体的压强增大一倍
C.气体分子的平均动能减小一半D.每秒撞击单位面积的器壁的分子数不变
(2)“用油膜法估测分子的大小”实验中,在以下选项中,哪个不是本次实验的科学依据?(填选项前的字母)
A.将油膜看成单分子油膜B.将油膜分子近似看成球体或正立方体
C.考虑了各油酸分子间的间隙D.油膜的体积等于总的分子体积之和
2.下列关于分子和分子热运动的说法中正确的是
A.用显微镜观察液体中悬浮微粒的布朗运动,观察到的是微粒中分子的无规则运动
B.分子 a 只在分子力作用下从远处由静止开始靠近固定不动的分子 b,当 a 受到的分子力为零时,a 的动能一定最大
C.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子的平均动能增大,撞击器壁时对器壁的作用力增大,
从而气体的压强一定增大
D.当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大
3.下列说法正确的是
A.气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力
B.可以将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化
C.测出油酸分子的大小,并已知油酸的摩尔体积,就可以估算出阿伏伽德罗常数
D.一定质量的气体,温度升高时,压强一定变大
4.2008 年 8 月 8 日北京奥运会开赛以来,美丽的“水立方”游泳馆简直成了破世界纪录的摇篮。
水立方是公认的耗水大户。
泳池蓄水量为3750立方米,每天还需要补充112.5立方米到187.5立方米的水,而跳水池的蓄水量也达到3660立方米,再加上热身池需要的2500立方米蓄水。
因此,“水立方”专门设计了雨水回收系统,一年回收雨水量1万吨左右,相当于100户居民一年的用水量。
请你根据上述数据估算
一户居民一天的平均用水量与下面哪个水分子数目最近(设水分子的摩尔质量为M=1.8×l0-2
kg/mol)
()
A.3⨯1031个
B.3⨯1028个
C.9⨯1027个
D.9⨯1030个
5.下列说法正确的是()
A.用打气筒打气很费劲,这是气体分子间存在斥力的宏观表现
B.水的体积很难被压缩,这是水分子间存在斥力的宏观表现
C.气缸中的气体膨胀推动活塞,这是分子间的斥力对外做功的宏观表现
D.夏天轮胎容易爆裂,说明温度越高,气体分子间的斥力越大
6.下列说法正确的是
A.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量
C.气体分子热运动的平均动能减小,气体的压强一定增大
D.单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大
7.关于热现象和热学规律,下列说法中正确的是
A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数,就可以算出气体分子的体积
B.悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动就越明显
C.一定质量的理想气体,保持气体的压强不变,温度越高,体积越大
D.一定温度下,饱和汽的压强是一定的
E.第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
F.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间只有引力,没有斥力,所以液体表面具有收缩的趋势
8.给旱区送水的消防车停于水平面,在缓缓放水的过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子势能,则胎内气体
A.从外界吸热 B.对外界做负功
B.分子平均动能减少 D.内能增加
9.已知地球表面积为 S,空气的平均摩尔质量为 M,阿伏加德罗常数为 NA,大气压强为 p0,写出地球周围大气层的空气分子数的表达式.若S=5.1×1014 m2,M=2.9×10-2 kg/mol,NA=6.0×1023 mol-1,
p0=1.0×105 Pa,则地球周围大气层的空气分子数约为多少个?(取两位有效数字)
10 .已知气泡内气体的密度为 1.29kg/ m3,平均摩尔质量为 0.29kg/mol 。
阿伏加德罗常数
N A =6.02 ⨯10 23 mol-1,取气体分子的平均直径为 2 ⨯10 -10m ,若气泡内的气体能完全变为液体,请估算液体体积与原来气体体积的比值。
(结果保留一位有效数字)
参考答案1.(1)B(2)C
2.BD
3.C
【答案】C
5.B
6.A
7.BCD
8. A
p0 SN A
9.N= Mg
1.1×1044 个
10.V1 = 1⨯10-4( 9⨯10-5 ~ 2 ⨯10 -4都算对) V。