高中物理选修3-3分子动理论

高中物理选修3-3：一、分子动理论一、物质是由大量分子组成的二、分子永不停息地做无规则的热运动三、分子间存在相互作用力一、物质是由大量分子组成的两千多年前，古希腊的著名思想家德谟克利特说：万物都是由极小的微粒组成的。科学技术发展到现在，这种猜想已被证实。构成物质的单元多种多样，如：原子、离子和分子等，热学中统称为分子。物质是由大量分子组成的。1、分子的大小测定方法⑴用离子显微镜观测硅表面硅原子的排列分子的大小测定方法---油膜法实验原理d=V/S（V—油酸的体积，S—油酸在水面上形成的单分子薄膜面积）结论：分子直径的数量级是10-10m2、有关阿伏伽德罗常数NA的计算1）、分子大小（直径d）——极小2）、分子体积V：V=VA/NA3）、分子质量m：m=MA/NA注意：对于固体和液体，我们认为分子排列比较紧密，由分子体积可求得分子大小，但由于气体分子间距比较大，很难求得分子体积和分子大小，但可以求得分子的平均距离。小结一种思路：油膜法测分子大小一种模型：把分子看作球形或正方体一座桥梁：阿伏伽德罗常数二、分子永不停息地做无规则的热运动1、扩散现象：不同物质互相接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散现象。扩散现象说明组成物质的分子永不停息地运动，但不能说明分子运动的无规则性。2、布朗运动：布朗运动是指悬浮在液体中的极小固体颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，布朗运动反映了液体分子永不停息的无规则运动，液体分子的无规则运动是产生布朗运动的原因。3、影响布朗运动的因素是：液体的温度和悬浮颗粒的大小，液体温度越高，悬浮颗粒越小布朗运动越明显，由于分子的无规则运动与温度有关，因而把大量分子的无规则运动叫热运动，三、分子间存在相互作用力1、分子引力与分子斥力：分子引力主要来源于一个分子被另一个分子的电偶极矩所极化而引起的相互作用。而分子斥力是由于各分子的外层电子云开始重叠而产生的排斥作用。它们均随分子间距的增大而增大，但分子斥力变化得更快。2、分子力：分子引力和分子斥力的合力①当r=ro(ro=10-10米)时，分子间的引力和斥力相平衡，分子力为零，此位置叫做平衡位置；②当r＜ro时，分子间斥力大于引力，分子力表现为斥力（固体）；③当r＞ro时，分子间引力大于斥力，分子力表现为引力（液体）；④当r≥10ro时，分子间引力和斥力都十分微弱，分子力为零（气体）；⑤当r由ro→∞时分子力（引力）先增大后减小。⑥当两分子由∞开始不断靠近的过程中，分子力先做正功，后做负功，故分子势能先减小后增大，当r=ro(ro=10-10米)时分子势能最小。四、物体的内能1、分子势能Ep（随r改变的情况由分子力做功而定）当r=ro(ro=10-10米)时分子势能最小2、分子平均动能（所有分子动能的平均值）其大小仅由物体温度决定（温度是分子平均动能的标志）3、物体的内能EPKEEENPKEEENPKEEEN五、热力学第一定律1、热力学第一定律：热量与内能改变的关系UQW其中：Q为物体吸收的热量W为外界对物体做的功（体积增大为负，体积减小为正）U为物体内能的变化量，温度升高为正，温度减小为负。