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第十三章 內能
R·九年級全一冊
第2節 分子動理論的初步知識
學習目標
1.知道物質是由分子、原子構成的，知道一切物質的分子都在不停地做無規則運動，知道分子熱運動。
2.能識別擴散現象，并能用分子運動論的觀點進行解釋。
3.知道分子之間存在相互作用力，能利用分子之間的相互作用力解釋固、液、氣三態之間的關系.
新課導入
梅花
宋·王安石
墻角數枝梅，凌寒獨自開。
遙知不是雪，為有暗香來。
你知道花香是怎么傳播到遠處的嗎？
進行新課
你了解物質的尺度嗎？
新型冠狀病毒的直徑大約是100 nm
銀河系的直徑約為105光年
地球赤道的周長約為40075km
成年長頸鹿身高通常在4.5~6m
該刻度尺的分度值為1mm
人的頭發絲的直徑大約是60～80 μm
物質是由什么構成的？
思考
把玻璃杯子打碎，碎片是否還是玻璃？ 如果經過多次分割，顆粒會越來越小，如果不停的分下去，有沒有一個限度？
知識點
1
物質的構成
現代科學研究發現，常見的物質是由極其微小的粒子——分子、原子等構成的。
1.物質的構成
乙醇是由乙醇分子構成的
金是由金原子構成的
在研究與熱學有關的問題時，這些微觀粒子可以不必區分，都看作分子。
2.分子很小
人們通常以10-10 m為單位來量度分子。
電子顯微鏡
顯微鏡下的分子
肉眼甚至光學顯微鏡無法分辨分子，但靠電子顯微鏡能觀察到。
構成物質的分子是靜止的還是運動的？相互之間有沒有作用力？
知識點
2
分子熱運動
1.物質的擴散現象
氣體的擴散
①在透明的玻璃瓶中分別裝入空氣和二氧化氮氣體；
②將中間的玻璃板抽掉，觀察發生的現象。
將密度大的二氧化氮氣體放在下面，密度小的空氣放在上面，避免重力對實驗造成影響。
轉換法
【點擊圖片播放視頻】
現象：兩種氣體混合在一起，顏色變得均勻。
結論：氣體中的分子都在不停地運動。
液體和固體之間也能發生類似地現象嗎？
①在裝有清水的廣口瓶底部注入硫酸銅溶液；
②靜置一段時間后觀察現象。
液體的擴散
現象：兩種液體體混合在一起，顏色變得均勻。
結論：液體中的分子都在不停地運動。
固體的擴散
鉛塊
金塊
金塊
鉛塊
將打磨光滑的鉛塊和金塊緊壓在一起，幾年后切開觀察現象。
現象：將它們切開，發現鉛塊和金塊相互滲透一些。
結論：固體中的分子都在不停地運動。
探究歸納
不同的氣體、液體和固體在互相接觸時，彼此都能進入對方，說明構成物質的分子都在做無規則運動。
2.擴散現象
發生條件
定義：不同的物質在相互接觸時彼此進入對方的現象，叫作擴散。
擴散現象說明：
① 一切物質的分子都在不停地做無規則的運動；
② 分子之間存在間隙。
對擴散現象的理解：
①擴散現象整體看起來是有方向的，但若單看某一個分子的運動則是雜亂無章的、無規律的。
②擴散時分子的運動是雙向的，兩種物質的分子會同時進入對方分子的間隙中。
③擴散現象不僅存在于狀態相同的物質之間，還存在于狀態不同的物質之間。
生活中的擴散現象：
聞到炒菜的香味
在水中加糖，整杯水變甜
長時間堆放煤的墻角會變黑
腌制咸菜，咸菜變咸
思考
陽光下灰塵飛舞，這時擴散現象嗎？為什么？
氣體、液體、固體都會發生擴散，它們的擴散快慢和什么因素有關呢？
3.分子熱運動
①準備兩杯等質量的冷水和熱水；
②同時向兩杯中各滴入一滴紅墨水；
③觀察哪個燒杯中的墨水擴散得快。
探究擴散快慢與溫度的關系：
【點擊圖片播放視頻】
溫度低，擴散慢
溫度高，擴散快
分子運動的快慢與溫度有關，溫度越高，分子運動越劇烈，物質擴散得越快。
分子熱運動：
一切物質的分子都在不停地做無規則的運動。這種無規則運動叫作分子的熱運動。分子運動越劇烈，物體的溫度越高。
注
意
一切物質的分子都在不停地做無規則運動，只是運動的程度不同。溫度低時，分子的熱運動相對緩慢，但并沒有停止，不能錯誤的認為0℃以下物質的分子不再做熱運動。
同一物體，溫度越高，其內部分子運動越劇烈
機械運動和分子熱運動的比較：
機械運動 分子熱運動
研究對象
有無規律
可見情況
影響運動快慢的因素
宏觀物體
微觀物體
有規律可循
能用肉眼觀察到
單個分子的運動無規律可循
不能用肉眼觀察到
質量、力及力的作用時間
溫度與物質的狀態
例1 下列生活中的事例不能說明分子在不停地做無規則運動的是（ ）
A.端午節蒸粽子時，滿屋子都彌漫著粽香
B.將一勺糖放入一杯清水中，一段時間后整杯水都變甜了
C.打掃教室地面時，在陽光下看到灰塵在空中飛舞
D.腌制臘肉時，將鹽涂抹在肉表面，幾天后整塊肉都變咸了
C
灰塵是肉眼可見的宏觀物體，它不是分子，灰塵在空中飛舞是機械運動，不是分子運動。
知識點
3
分子間的作用力
思考
既然分子在不停地運動，那么為什么固體和液體中的分子通常不會飛散開，而總是聚合在一起，保持一定的體積呢？
猜想
固體和液體分子之間應該有力的作用
1.分子間的相互作用力
分子間有引力
固體和液體的分子之間存在引力，使得固體和液體的分子不致散開，因而固體和液體能保持一定的體積。
為什么物體很難被壓縮呢？
在注射器內裝水，用手指堵住注射器口，用力壓活塞，你的手有什么感覺？說明了什么？
【點擊圖片播放視頻】
用手用力壓縮鐵環和裝滿水的瓶子，你的手有什么感覺？說明了什么？
物質處于固態和液態時，分子間還存在斥力，使得固體、液體很難被壓縮。
分子間的相互作用力，什么時候表現為引力 什么時候表現為斥力呢？
分子之間既有_____，又有_____。
探究歸納
引力
斥力
注
意
①分子間的引力和斥力總是同時存在，不存在只有引力或只有斥力的情況；
②分子間所表現出的分子力是分子引力和斥力的合力。
2.分子間引力和斥力的關系
類比法
分子間的距離 分子間的作用力 類比分析
F引=F斥
分子間作用力為零
相當于彈簧的自然伸長狀態
F引＜F斥
表現為斥力
相當于壓縮彈簧
分子間的距離 分子間的作用力 類比分析
F引＞F斥
表現為引力
相當于拉伸彈簧
分子間的作用力十分微弱，可以忽略
相當于彈簧被拉斷
3.物質三態的微觀和宏觀特性
觀察下列固體、液體、氣體的分子模型。
思考
物體在不同狀態下，分子之間的距離一樣嗎？分子間的相互作用力大小一樣嗎？
固體
液體
氣體
物態 微觀特征 宏觀特征
分子間距離 分子間作用力 分子運動情況 固態
液態
氣態
很小
比固態略大
很大
很大
較大
十分微弱，可以忽略
只能在平衡位置附近振動
既可以在一個位置振動，又可以移動到另一個位置振動
可以在空間中到處移動
有一定的體積和形狀，無流動性
有一定的體積，無固定的形狀，有流動性
無固定的體積和形狀，有流動性
例2 如圖所示，“天宮課堂”上王亞平老師將兩塊透明板上的水球接觸后粘在一起，慢慢拉開板后形成一個長長的“液橋”。該現象主要說明了（ ）
A.水分子間有間隙
B.水分子間存在引力
C.水分子間存在斥力
D.水分子處在永不停息的無規則運動中
B
4.分子動理論的基本觀點
常見的物質是由大量的分子構成的
分子之間存在引力和斥力
物質內的分子在不停地做熱運動
分子動理論
隨堂演練
1.把分子看成小球，將它們一個挨一個地緊密平鋪成一層，組成一個單層分子的正方形，邊長為1cm。這個正方形中約有多少個分子？
【教材P12 練習與應用 第1題】
解：分子的直徑約為1×10-10m，1cm的長度內能并排排列 個分子。邊長為1cm的正方形中能排列108×108=1016個分子。
2.擴散現象跟人們的生活密切相關。它有時有用，如腌制鴨蛋就是通過擴散使鹽進入蛋中的；它有時又有害，如人造木板黏結劑中的甲醛擴散在空氣中造成環境污染。請你分別列舉一個擴散現象有用和有害的實例。
【教材P12 練習與應用 第2題】
有用的擴散現象：花香四溢；兌制糖水；酒香不怕巷子深等。
有害的擴散現象：煤氣泄漏；房間里有人吸煙；臭氣熏天等。
3.兩個杯子中分別盛有質量相同的冷水和熱水，向其中分別放入同樣的糖塊，經過一段相同的時間后（兩杯中的糖塊都還沒有全部溶解），請推斷哪一杯水會更甜。為什么？
【教材P12 練習與應用 第3題】
熱水更甜一些。因為分子的熱運動跟溫度有關，溫度越高，分子運動越劇烈，擴散也越快。
4.把干凈的玻璃板吊在彈簧測力計的下面（用吸盤吸住玻璃板或用細線綁住玻璃板），讀出測力計的示數。使玻璃板水平接觸水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板（如圖）。彈簧測力計的示數有什么變化？解釋產生這個現象的原因。
【教材P12 練習與應用 第4題】
彈簧測力計的示數變大。玻璃板水平接觸水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，玻璃板和水仍接觸，玻璃分子和水分子之間的距離很小，兩者間作用力表現為引力，因此彈簧測力計的示數將變大.
5.在圖甲中的注射器里封有空氣，圖乙中的注射器里封有相同體積的水。用手推動活塞可以壓縮空氣，但很難壓縮水，說說為什么。
【教材P12 練習與應用 第5題】
空氣分子之間的距離很大，分子間的作用力很弱，可以忽略；當外界壓力作用于空氣時，分子間的距離容易發生變化，從而使得空氣容易被壓縮。相反，水分子之間的距離較小，分子間的作用力較強；當外界壓力作用于水時，水分子間作用力表現為斥力，從而使得水難以被壓縮。
6.下表歸納了固、液、氣三態物質的宏觀特性和微觀特性，請完成這個表格。
【教材P12 練習與應用 第6題】
很小
有
有
無
有
很小
無
無
課堂小結
分子之間存在引力和斥力
物質內的分子在不停地做熱運動
常見的物質是由大量的分子構成的
分子動理論
①一切物質的分子都在不停地做無規則的運動；
② 分子之間存在間隙。
溫度越高，擴散得越快
不同的物質在相互接觸時彼此進入對方的現象，叫作擴散。
擴散
定義
影響因素
擴散現象說明

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