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第一章 分子動理論
初中我們就學過，物質是由大量 分子 組成的？
思考：
化學中的分子：
熱學中的分子：
做熱運動時遵從相同規(guī)律的微粒，包括組成物質的原子、離子或分子。
具有物質的化學性質的最小微粒
掃描隧道顯微鏡下的碳原子
L
L
固體、液體
小球模型（近似模型）：
d
d
d
　　　氣體
立方體模型：
d
L
一、分子模型的建立：
1、1mol的任何物質含有相同的粒子數，這個數叫阿伏加德羅常數
物質的質量 m 摩爾質量 Mm 分子的質量 m0
物質的體積 V 摩爾體積Vm 分子體積 V0
物質的密度ρ 阿伏加德羅常數 NA 分子總個數 N
物質的量 n
阿伏加德羅常數
2．阿伏加德羅常數是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁．
阿伏伽德羅常數很大，也說明了物質是由大量分子組成的
1、固體或者液體分子體積（直徑）的估算方法：
L
L
L
d
d
d
d
微觀量的估算方法
2.氣體分子間平均距離的估算：
氣體分子間的間隙不能忽略，每個氣體分子平均占有的空間設想成一個小立方體，據這一微觀模型，氣體分子間的距離就等于小立方體的邊長L，即：（ L并非分子的直徑）.
不適用于求氣體分子的體積
但能計算氣體分子的平均間距
四、微觀量的估算方法
3.物質分子所含分子數的估算：
關鍵--求出分子的摩爾數，即可利用阿佛加德羅常數求出含有的分子數
求:1cm3水和標準狀況下1cm3的水蒸氣中各有多少個分子(1mol水的質量是0.018kg)
1mol的任何氣體在標況下，體積均為22.4L
二 分子熱運動
1.擴散現(xiàn)象
不同物質相互接觸時能夠彼此進入對方的現(xiàn)象。
1）定義：
溴蒸汽的擴散
3）原因：
2）特點
①物質處于氣態(tài)、液液、固態(tài)都能夠發(fā)生擴散現(xiàn)象。
②溫度越高，擴散現(xiàn)象越明顯。
③濃度大處向濃度小處擴散，且受“已進入對方”的分子濃度的限制，當進入對方的分子濃度較低時，擴散現(xiàn)象較為明顯。
直接證明組成物質的分子在不停地運動著。
分子無規(guī)則運動產生的。
4）意義：
5）應用：
在純凈半導體材料中摻入其他元素。
生產半導體器件
2.布朗運動
實驗
觀察花粉顆粒的運動
每隔30s記下它們花粉顆粒的位置，用折線分別依次連接這些點，如圖所示:
思考：
1）圖中折線是否為花粉的運動徑跡？是否為水分子的運動徑跡？
2）能否預測花粉顆粒下一時刻的位置？
1）布朗運動：
懸浮在液體（或氣體）中的微小顆粒永不停息地無規(guī)則運動。
2）特點
①布朗運動永不停息。
②微粒越小，布朗運動越明顯。顆粒小，瞬間與微粒撞擊的分子數越少，撞擊作用的的不平衡性越明顯，布朗運動越明顯。
③在任何溫度下都會發(fā)生，溫度越高，布朗運動越明顯。
宏觀顆粒
3）原因：
大量液體(或氣體)分子對懸浮微粒撞擊作用的不平衡性
造成的。
間接地反映了液體(或氣體)分子運動的無規(guī)則性。
4)意義：
把分子永不停息地做無規(guī)則運動叫熱運動。
溫度越高，熱運動越激烈
①布朗運動是熱運動的宏觀體現(xiàn)，熱運動是布朗運動的微觀本質.
②布朗運動是熱運動的間接反映，擴散現(xiàn)象是熱運動的直接反映.
1）定義：
3）說明
2）特點：
3. 熱運動
永不停息
無規(guī)則
金鉛塊擴散
氣體易壓縮
總體積變小
①組成物質的分子之間存在間隙
固體和液體的分子間隙較小
氣體分子的間隙大
②分子之間存在著相互作用力
能聚集在一起
三 分子間作用力
2.分子間的作用力
1）分子間存在相互作用力
物體很難被拉伸
大量分子能聚在一起形成液體或固體而不離散成一群獨立的單個分子.
物體很難被壓縮
分子間有引力，分子卻沒有緊緊吸在一起而還有空隙.
分子間引力表現(xiàn)：
分子間斥力表現(xiàn)：
2）分子間作用力的產生原因
原子內部帶正、負電的粒子間的相互作用引起的。
分子間的引力和斥力同時存在，實際表現(xiàn)出來的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）。
注意：壓縮氣體也需要力，不說明分子間存在斥力作用，壓縮氣體時需要的力是用來反抗大量
氣體分子頻繁撞擊容器壁（活塞）時對容器壁（活塞）產生的壓力
分子間作用力3）分子間相互作用力的特點1.分子間的引力和斥力同時存在。2.分子間的引力和斥力只與分子間距離（相對位置）有關，與分子的運動狀態(tài)無關。3.分子間的引力和斥力都隨分子間的距離r的增大而減小，且斥力總比引力隨r的增大衰減得快。分子間作用力1.當r＝r0時，分子間引力和斥力相平衡，F(xiàn)引=F斥，分子處于平衡位置，r0數量級10-10m2.當r＜r0時，F(xiàn)引＜F斥，對外表現(xiàn)的分子力F為斥力。3.當r＞r0時，F(xiàn)引＞F斥，對外表現(xiàn)的分子力F為引力。4.當r＞10r0時，分子間相互作用力變得十分微弱，可認為分子力F為零（如氣體分子間可認為作用力為零）。4）分子間的作用力F與分子間距離r的關系5）分子力在物質三種不同的宏觀狀態(tài)下的特征
①固體有一定的體積和形狀。
②液體有一定的體積，沒有固定的形狀。
③氣體分子沒有一定的體積，也沒有一定的形狀。
四 分子動理論
1）物質是由大量分子組成的；
2）分子在做永不停息地無規(guī)則運動；
3）分子間存在著相互作用力。
1.基本內容：
3.統(tǒng)計規(guī)律：
這種由大量偶然事件的整體所表現(xiàn)出來的規(guī)律，叫做統(tǒng)計規(guī)律。
單個分子的運動無規(guī)律
大量分子整體運動有規(guī)律
2.分子動理論：
以基本內容為出發(fā)點，把物質的熱學性質和規(guī)律看作微觀粒子熱運動的宏觀表現(xiàn)。這樣建立的理論叫作分子動理論。
油膜法估測分子 直徑的大小
d
怎樣測量一粒小米的大小
d=V/S
單分子油膜法粗測分子直徑的原理，類似于取一定量的小米，測出它的體積V，然后把它平攤在桌面上,上下不重疊，一粒緊挨一粒，量出這些米粒占據桌面的面積S，從而計算出米粒的直徑.
水
油酸分子
d
如何得知油酸體積？
如何得知油膜面積？
二、用油膜法估測油酸分子的直徑
把分子看成球形--模型化
單層油酸分子一個緊挨一個整齊排列
---理想化
測定油酸的體積：
具體步驟如下：
1、配制油酸酒精溶液.取油酸1ml，注入200ml的容量瓶中，向容量瓶中注入酒精，直到液面達到200ml刻度線為止，搖動容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，就得到了1ml含1/200ml純油酸的油酸酒精溶液
2、計算每滴油酸酒精溶液中所含的純油酸的體積。
用注射器作滴管，向小量筒內數數滴入1ml油酸酒精溶液，按一滴/秒的速度滴下。1ml約255滴左右。
每滴酒精油酸含油酸體積為
實驗器材
清水、盛水淺盤、滴管(或注射器)、試劑瓶、坐 標紙、玻璃板、痱子粉(或石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆．
測定油酸的面積：
3、在水槽中倒入約2cm深的水，水面完全穩(wěn)定后均勻的撒上痱子粉。
4、等粉完全靜止后開始滴一滴酒精油酸溶液。過幾分鐘后油酸薄膜的形狀趨于穩(wěn)定。油散開形成單分子層，測出油層面積.
5 、把玻璃板蓋在水槽上。用彩筆把油酸薄膜的形狀勾勒在玻璃板上。將玻璃板放在坐標紙上，每格面積為1cm2。
6、把畫有油酸薄膜輪廓的玻璃復在坐標紙上（邊長1cm）算出油酸薄膜的面積S（用四舍五入的方法統(tǒng)計有多少個1cm2的面積）
7、根據每一滴油酸的體積Ｖ和薄膜的面積Ｓ,即可算出油酸膜的厚度d＝Ｖ/Ｓ。即油酸分子的大小。
計算輪廓內正方形的個數（不足半個的舍去，多于半個的算一個），得出油膜面積S（以cm2為單位）
實驗步驟
10×10=100
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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30
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38
39
40
41
S=(100+42) ×1cm2=142cm2
測油膜的表面積S:
42
計算輪廓內正方形的個數（不足半個的舍去，多于半個的算一個），得出油膜面積S（以cm2為單位）
注意事項
(1) 實驗前應檢查圓盤是否干凈，如果有油漬則導致實驗無法完成.
(2)圓盤中的水應保持穩(wěn)定狀態(tài)，最好靜置一段時間. 痱子粉均勻撒在水面上.
(3) 向水面滴酒精油酸溶液時，針尖應豎直、靠近水面，如果離水面太高，可能無法形成油膜. 最好在1 cm左右. 滴酒精油酸溶液時要注意控制好，只滴1滴.
（4) 計算油膜面積時，以坐標紙上方格的數目來計算(邊長1cm)
不足半個的舍去，多于半個的算1個 .
痱子粉太厚
痱子粉太薄
誤差分析
1．形成的油膜不是單分子油膜
讓油膜盡可能散開，等收縮到穩(wěn)定狀態(tài)再進行測量．要求使用的酒精的濃度、痱子粉的用量適宜等．
2．純油酸體積的計算誤差
油酸酒精溶液配置后不要長時間放置，以免濃度變化產生誤差
3．油膜的面積S測算產生的誤差
(1)油膜形狀畫線誤差：用淺盤使玻璃盡量靠近液面，畫線盡量和油膜邊緣對應．
(2)數格子法，帶來的誤差．
用單分子油膜法測得分子直徑的數量級為
利用現(xiàn)代技術，使用不同的方法測出的分子大小并不
完全相同，但數量級是一樣的，均為
注意：除一些有機物質的大分子外，一般分子的直
徑數量級為上面數值，油酸分子 是大分子，直徑的數量級大約為10-9m
例1：在做 “用油膜法估測分子的大小”實驗中，104 mL油酸酒精溶液中有純油酸6 mL.用注射器測得1 mL上述溶液中有50滴．把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待油膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，然后把玻璃板放在坐標紙上，其形狀如下圖所示，坐標紙中正方形小方格的邊長為20 mm.
(1)油膜的面積是多少？
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？
(3)根據上述數據，估測出油酸分子的直徑．
二、單分子油膜法
(1)面積為油膜輪廓范圍內的格子數乘以一個格子的面積，即S＝58×(0.02)2 m2＝2.32×10－2 m2
某學生在做該實驗時，發(fā)現(xiàn)計算的直徑偏大，可能的原因是___________
A．痱子粉撒的過多
B．計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格
C．計算每滴體積時，lmL的溶液的滴數多記了幾滴
D．在滴入量筒之前，配制的溶液在空氣中擱置了較長時間．
AB
實驗體現(xiàn)的物理思想方法
實驗體現(xiàn)的物理思想方法
實驗體現(xiàn)的物理思想方法
實驗體現(xiàn)的物理思想方法
累積放大法
估算法
面積估算法
V(m/s)
t（s）
5
2
3
1
4
10
20
40
30
V-t圖像所圍的面積-----位移
a（m/s2）
10
20
40
50
30
1
60
2
4
3
5
t（s）
a-t圖像所圍的面積---速度變化量
電容器放電的i-t圖像的所圍面積---電量

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