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1、第一章分子动理论内能 第一章分子动理论内能 第一节分子及其热运动 目标导航1 知道可以用油膜法测定分子的直径 知道分子直径的数量级 2 知道阿伏加德罗常数的含义 会用阿伏加德罗常数计算分子的大小 3 知道分子做永不停息地无规则热运动 4 了解布朗运动及布朗运动的特点 一 分子的大小1 分子 1 分子是具有一定 的最小物质微粒 2 在热学中 由于原子 离子 分子做热运动时遵从 的规律 所以把它们统称为分子 化学性质 相同 二 阿伏加德罗常数1 含义 1mol任何物质都含有相同的 叫做阿伏加德罗常数 2 阿伏加德罗常数的数值通常可取为NA 粒子数 6 02 1023mol 1 想一想1 物体是由大
2、量分子组成的 是一滴水含有的水分子个数多 还是地球上的人口多呢 提示 一滴水含有的水分子个数约为1 6 1021个 而地球上的总人口约为60亿 即6 109个 所以一滴水含有的水分子个数要比地球上的总人口多得多 三 分子的热运动1 扩散现象 扩散现象是指当两种物质接触时 物质分子彼此进入对方的现象 实验证明 温度越高 扩散进行得越 这表示分子无规则运动越 分子热运动2 一切物质的分子都在不停地做 由于这种运动与 有关系 所以通常把分子的这种无规则运动叫做 快 剧烈 无规则运动 温度 热运动 四 布朗运动1 定义 在液体或气体中悬浮微粒的无规则运动 称为布朗运动 2 特点 液体或气体的温度越 微
3、粒越 布朗运动越明显 3 产生原因 由于液体分子的无规则运动 足够小的微粒受到来自各个方向的液体分子的撞击作用的 高 小 不平衡 想一想2 分子的无规则运动是布朗运动 对吗 提示 不对 布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动 当微粒足够小时 来自各个方向液体 或气体 分子的撞击作用不平衡 这样就引起了微粒的布朗运动 布朗运动虽然不是分子的运动 但微粒的无规则运动反映了液体 或气体 分子的无规则运动 2012 温州中学高二检测 在 用油膜法估测分子大小 的实验中 所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0 6mL 用注射器测得1mL上述溶液为80滴 把1滴该溶液滴入盛水的浅盘
4、内 让油膜在水面上尽可能散开 测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图1 1 1所示 图中正方形方格的边长为1cm 图1 1 1 1 实验中为什么要让油膜尽可能散开 2 实验测出油酸分子的直径是多少 结果保留两位有效数字 答案 1 为了使油膜在水面上形成单分子油膜 2 6 3 10 10m 变式训练1 体积为1 10 3cm3的一滴油 滴在水面上 形成面积为4m2的油膜 由此估算出油分子的直径是多大 答案 2 5 10 10m 阿伏加德罗常数NA把摩尔质量MA 摩尔体积VA这些宏观量与分子质量m0 分子体积V0等微观量联系起来 其关系如下 某种物质的摩尔质量为MA kg mol 密度为 kg m3 若
5、用NA表示阿伏加德罗常数 则 1 每个分子的质量是 kg 2 1m3的这种物质中包含的分子数目是 3 1mol的这种物质的体积是 m3 4 平均每个分子所占据的空间是 m3 答案 1 MA NA 2 NA MA 3 MA 4 MA NA 方法总结 阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的 桥梁 在宏观量与微观量的有关计算中要充分考虑阿伏加德罗常数的 桥梁 作用 变式训练2 2012 盐城高二检测 如图1 1 2所示 IBM的科学家在铜表面将48个铁原子排成圆圈 形成半径为7 13nm的 原子围栏 相邻铁原子间有间隙 估算原子平均间隙的大小 结果保留一位有效数字 已知铁的密度7 8 103kg m3
6、 摩尔质量是5 6 10 2kg mol 阿伏加德罗常数NA 6 02 1023mol 1 图1 1 2 答案 7 10 10m 1 布朗运动产生的原因 大量液体分子永不停息地做无规则运动时 对悬浮在其中的粒子撞击作用的不平衡性 简言之 液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因 液体是由许许多多分子组成的 液体分子不停地做无规则运动 不断地撞击微粒 如图所示描绘了一颗微粒受到周围液体分子撞击作用的情景 悬浮的微粒足够小时 来自各个方向的液体分子撞击作用的不平衡性便表现出来了 在某一瞬间 微粒在某个方向受到的撞击作用较强 在下一瞬间 微粒受到另一方向的撞击作用较强 这样 就引起了微粒的无
7、规则运动 2 实质及意义 布朗运动实质是由液体分子与悬浮颗粒间相互作用引起的 但反映了液体分子的无规则运动 不是反映分子间的作用 3 影响布朗运动的因素 1 固体微粒的大小 悬浮在液体中的微粒越小 在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少 撞击作用的不平衡性就表现得越明显 因而布朗运动越明显 如果悬浮在液体中的微粒很大 在某一瞬间跟它相撞的分子数很多 各个方向的撞击作用接近平衡 这时就很难观察到布朗运动了 2 液体温度的高低相同的颗粒悬浮在同种液体中 液体温度越高 分子运动的平均速率越大 对悬浮颗粒的撞击作用也越大 颗粒受到来自各个方向的冲击作用的不平衡性越明显 由冲击作用引起的加速度越大 所以温度
8、越高 布朗运动就越显著 4 注意 1 布朗运动是悬浮固体微粒的运动 不是单个液体分子的运动 但布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性 2 固体微粒的运动是极不规则的 课本9页中图1 3 3并非固体微粒的运动轨迹 而是每隔30s时间微粒位置的连线 其轨迹无法知道 3 任何固体微粒悬浮在液体内 在任何温度下都会做布朗运动 如图1 1 3所示是关于布朗运动的实验 每隔30s记录一次微粒的位置 下列说法中正确的是 图1 1 3 A 图中记录的是分子无规则运动的情况B 图中记录的是粒子做布朗运动的轨迹C 微粒越大 布朗运动越明显D 温度越高 布朗运动越激烈 思路点拨 布朗运动是固体微粒的无规则运动 是
9、分子热运动的反映 精讲精析 布朗运动不是固体分子的无规则运动 而是大量液体分子做无规则运动时 与悬浮在液体中的小颗粒发生碰撞 从而使小颗粒做无规则运动 即布朗运动是分子热运动的间接反映 温度越高 分子运动越激烈 布朗运动也越激烈 可见A错误 D正确 微粒越小 某一瞬间跟它撞击的分子数越少 撞击作用的不平衡性表现得越明显 即布朗运动越显著 故C错误 图中各个拐点记录的是粒子每隔30s的位置 而在30s内粒子做的也是无规则运动 而不是直线运动 故B错误 注意折线不是微粒的运动轨迹 它只能大致反映微粒的无规则运动情况 答案 D 规律方法 1 布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性 布朗运动与
10、温度有关 表明液体分子的运动与温度有关 2 布朗运动是指悬浮在液体中的微粒的运动 不是分子的运动 液体中分子无规则运动造成布朗运动的无规则性 变式训练3 关于布朗运动 下列说法正确的是 A 布朗运动指悬浮在液体中的微粒分子的无规则运动B 布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性C 液体温度越高 布朗运动越激烈D 悬浮微粒越小 在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少 布朗运动就越不明显 解析 选BC 布朗运动是悬浮在液体中的微粒受到液体分子的无规则碰撞而发生的运动 它本身就是微粒的无规则运动 而不是微粒内部的分子的运动 A不正确 布朗运动的产生说明了分子是在做永不停息地无规则运动的 B正确 布朗运动的剧烈程度与温度有关 温度越高 布朗运动越激烈 C正确 悬浮微粒越小 其运动状态越容易改变 布朗运动越明显 D不正确
