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(共47張PPT)
第十三章 內 能
課時學習目標
3.知道擴散現象，能用分子動理論知識解釋擴散現象。
2.能通過宏觀現象推測物質的分子都在不停地做熱運動；并且知道分子熱運動快慢與溫度的關系。
1.知道常見的物質是由分子、原子構成的。了解人類探索微觀世界的大致歷程，了解物質世界的大致尺度 。
4.知道分子間存在相互作用的引力和斥力。
一切物質的分子都不停的做無規則運動。
學習重點
學習難點
分子間存在作用力。
學習重點、難點
導入新課
“墻角數枝梅，凌寒獨自開。遙知不是雪，為有暗香來。”這首詩描繪了梅花不懼嚴寒、傲然獨放的情境。你知道花香是怎么傳播到遠處的嗎
綻放的梅花
新課學習
古希臘思想家德謨克利特
萬物都是由極小的、不可分割的微粒——“原子”組成的，人可以聞到不同的氣味是因為這些氣味的“原子”飄到了人的鼻子里。
物質是由什么組成的
新課學習
知識點一 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。
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。
分子是保持物質化學性質的最小微粒。
分子非常小，質量小、體積小。
把分子看成球體，分子的直徑只有百億分之幾米，約10-10m(0.1nm)。通常以10-10m為單位來量度分子尺度大小。
1cm3空氣中分子數大約有2.7×1019個
現代大型計算機每秒可計算100億（1010）次，如果人們計數的速度也這么快，一個人要把1 cm3空氣中的分子數完，需要多長時間？
數完需要80年
常見的物質是由大量分子、原子構成的
知識點一 物質的構成
電子顯微鏡下的鋁合金表面原子
分子的體積非常小，用肉眼、光學顯微鏡都分辨不出它們，用電子隧道掃描顯微鏡可以幫助我們觀察到這些分子、原子。
常見的物質是由大量分子、原子構成的
組成物質的分子并不是緊挨在一起，分子間存在間隙。
電子顯微鏡下的金原子
【例題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
【解析】正方形面積S=a2=（1cm）2=1cm2=10-4m2；
分子直徑10-10m，
一個分子所占面積S1=d2=（10-10m）2=10-20m2；
n = = =1×1016
S
S1
1×10﹣4 m2
1×10﹣20 m2
正方形中約有分子個數
知識點一 物質的構成
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
雖然用肉眼不能直接觀察到分子，但人們可以通過物體的一些宏觀表現來推斷構成它們的分子的情況。
知識點二 分子熱運動
春暖花開，滿園飄香。
糖塊放入水中，整杯水變甜。
煤炭堆在石灰墻角，石灰墻變黑。
【事例】
推測：一切物質的分子都在不停地做無規則的運動
轉換法
知識點二 分子熱運動
氣體的擴散
將一個空玻璃瓶子倒扣在一個裝著棕色二氧化氮氣體的瓶子上面，中間用玻璃板隔開。 已知二氧化氮的密度大于空氣的密度，當抽去玻璃板后，會看到什么現象？
說明下方的二氧化氮分子運動到空氣瓶中.
現象:兩瓶中的氣體混合在一起，最后顏色變得均勻。
二、分子熱運動
不同的物質在互相接觸時彼此進入對方的現象，叫做擴散。
氣體的分子在不停地做無規則運動，氣體分子間存在間隙。
知識點二 分子熱運動
氣體的擴散現象
聞到香水味
桂花飄香
炒菜時聞到菜味
擴散現象
氣體可以發生擴散，那么液體和固體是否可以發生擴散呢？
知識點二 分子熱運動
知識點二 分子熱運動
液體的擴散
在量筒里裝一半清水，用細管在水的下面注入藍色的硫酸銅溶液（開始時，因為硫酸銅溶液的密度比水的大，會沉在下部）。
液體擴散實驗
界面清晰
界面變得模糊不清
水和硫酸銅溶液混合在一起，最后顏色變得均勻
擴散現象
實驗表明：液體可以發生擴散
液體的分子在不停地做無規則運動，液體分子間存在間隙。
知識點二 分子熱運動
知識點二 分子熱運動
液體間擴散的例子
被污水污染的河流
調酒師調酒
醬油與醋混合為調料
固體的擴散
實驗表明：
固體之間可以發生擴散
固體的分子在不停地做無規則運動，固體分子間存在間隙。
知識點二 分子熱運動
課堂導入
固體間擴散的例子
是指使碳原子滲入到鋼表面層的過程。該過程固體發生了擴散。使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層，工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。
堆放煤炭的墻角，過一段時間后發現會變黑，表明煤炭分子發生了擴散。
滲碳
知識點二 分子熱運動
下列現象是擴散現象嗎？
塵土飛揚
雪花飄飄
桂花飄香
想一想
分子用肉眼是分辨不出來的，塵土、雪花都是由大量分子構成的微小物體，它們的運動是機械運動，并不是分子的運動，也不是擴散現象。
知識點二 分子熱運動
擴散現象表明
一切物質的分子都在不停地做無規則運動
分子間存在間隙
知識點二 分子熱運動
【例題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到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。
【解答】
擴散對人們有用的實例：
①在室內噴灑空氣清新劑凈化空氣；
②花香四溢；
③酒香不怕巷子深等。
擴散對人們有害的實例：
① 在公共場所吸煙；
②煤氣泄漏；
③ 臭氣熏天等。
知識點二 分子熱運動
墨水擴散快慢與溫度的關系
在兩個燒杯內盛有質量相等的熱水、冷水，用滴管注入兩滴紅墨水，觀察現象。
溫度低，擴散慢，分子運動慢；
溫度高，擴散快，分子運動快。
由于分子的運動跟溫度有關，所以這種無規則運動叫做分子的熱運動
影響物質擴散快慢、分子運動快慢的因素
溫度
知識點二 分子熱運動
擴散現象等大量事實表明：
一切物質的分子都在不停地做無規則的運動。
大量分子的無規則的運動叫作分子的熱運動。
分子運動越劇烈，物體的溫度越高。
【例題3】(2025年四川自貢中考題）以下詩句描繪的情境不涉及分子熱運動的是【 】
A.菡萏香清畫舸浮
B.滿架薔薇一院香
C.一行白鷺上青天
D.醒茶搖香葉初醒
【解析】“一行白鷺上青天”描述的是白鷺相對地面所做的機械運動，不涉及組成物質的分子的熱運動。
菡萏香清、薔薇一院香、醒茶搖香等都是物質擴散現象，都是由于分子不停地做無規則運動引起的。
知識點二 分子熱運動
C
【例題4】兩個杯子中分別盛有質量相同的冷水和熱水，向其中放入同樣的糖塊，經過一段相同的時間（兩杯中的糖塊都還沒有全部溶解），品嘗杯中的水，哪一杯更甜？為什么？
【解答】熱水杯中的水更甜。
熱水溫度高，分子熱運動劇烈，糖塊在水中溶解（擴散）快 。
知識點二 分子熱運動
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
鉛柱間的作用力
將兩個鉛柱的底面削平、削干凈，然后緊緊地壓在一起，在下面吊一個重物，觀察現象。
兩鉛柱底面削平
現象：兩個鉛柱會結合起來，在下面吊一個重物都不能把它們拉開。
兩個鉛柱沒有被重物拉開，主要是因為兩個鉛柱的分子之間存在引力。
實驗表明：分子之間存在引力
在鉛柱下面吊起一個重物
知識點三 分子間的作用力
三、分子間的作用力
【例題5】把干凈的玻璃板吊在彈簧測力計的下面（例如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（如圖所示）。彈簧測力計的示數有什么變化？解釋產生這個現象的原因。
【解答】彈簧測力計的示數變大。
這是因為玻璃板與水的接觸面之間存在分子引力作用，從而使彈簧測力計受到向下的拉力增大。
從微觀角度分析：玻璃板下表面上的玻璃分子受到水面上的水分子的吸引力；
從宏觀角度分析：玻璃板受到水對它向下的吸引力。
知識點三 分子間的作用力
知識點三 分子間的作用力
從擴散現象還可以看出，物體的分子不是緊密地擠在一起，而是彼此間存在間隙。既然如此，那么為什么壓縮固體和液體很困難，氣體壓縮到一定程度也很難再被壓縮呢 這是因為分子之間除了存在引力外，還存在斥力。
在注射器的針筒內加入一些水（或空氣），用手指封住口，另一支手用力壓縮活塞時，體驗所用力的大小。
現象：用力壓縮時，活塞內的水會對活塞產生很大的“抵抗”力。
原因：分子間存在斥力。
分子之間即有引力又有斥力，引力和斥力同時存在。
知識點三 分子間的作用力
知識點三 分子間的作用力
【例題6】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。
【解答】用手推動活塞可以壓縮空氣,說明分子之間存在間隙;很難壓縮水,說明分子間存在斥力。
固體分子間距
當固體被壓縮時，分子間的距離變小，分子間的斥力大于引力，作用力（斥力和引力的合力）表現為斥力；
當固體被拉伸時，分子間的距離變大，分子間的斥力小于引力，作用力（斥力和引力的合力）表現為引力；
當固體即沒有被壓縮，也沒有被拉伸時，分子間的距離等于分子直徑（10-10m），分子間的斥力等于引力，（斥力和引力的合力為零）對外表現為沒有相互作用力。
固體分子間的距離小，不容易被壓縮和拉伸，具有一定的形狀和體積，不能流動。
知識點三 分子間的作用力
r=r0時，引力 等于 斥力（r0=10-10m）
r>r0時， 引力大于 斥力
rr>10r0 時， 作用力很小，可認為沒有力作用
f
f '
當r>r0時，分子間作用力表現為引力。
f
f '
當rr > 10r0
當r>10r0時，分子間作用力很小，可忽略不計。
r0
f1
f1'
f2
f2'
f1和f1'為分子間引力， f2和f2'為分子間斥力。當分子間距離為r0時，分子受到的引力和斥力相互平衡。
f1'(引力）
f2'（斥力）
f1'
f2'
f1'（引力）
f2'（斥力）
知識點三 分子間的作用力
氣體分子間距
當分子間距離很大（r >10r0 ）時，作用力很微弱，可以忽略。
氣體分子間的距離很大，彼此之間幾乎沒有作用力，因此，氣體具有流動性，容易被壓縮，沒有固定的形狀和體積。
知識點三 分子間的作用力
為什么破鏡不能重圓？
因為破鏡斷面處分子間的距離遠大于分子之間的平衡距離（r>10r0)，分子間相互作用的引力很小，所以不能把破碎的鏡子重新結合在一起。
解釋生活中的現象
解析
知識點三 分子間的作用力
液體分子間距
通常液體分子間的距離比氣體的小，比固體的大；
液體分子間的作用力比固體的小，分子沒有固定的位置，運動比較自由。
液體不容易被壓縮，具有一定體積，沒有確定的形狀，具有流動性。
知識點三 分子間的作用力
固體、液體和氣體分子的排列及作用力情況對比
固體分子間距離小，分子間的作用力大，很難被壓縮，具有固定的體積和形狀。
氣體分子間距離比較大，分子間沒有力的作用，氣體沒有一定的體積和形狀。
液體分子間距離比固體的大，作用力比固體的小，具有一定的體積，沒有一定的形狀。
固態模型 液態模型 氣態模型
知識點三 分子間的作用力
固體分子間距
液體分子間距
氣體分子間距
分子間距離(r)決定了分子間的作用力(f)，從而決定了固體、液體和氣體的宏觀性質。微觀結構決定宏觀性質。
知識點三 分子間的作用力
通過以上分析及相關研究發現：
常見的物質是由大量分子構成的，
物質內的分子在不停地做熱運動，
分子之間存在引力和斥力。
這就是人們用來解釋熱現象的分子動理論的初步知識。
【例題7】下表歸納了固、液、氣三態物質宏觀和微觀的特性，請完成這個表格。
很小
有
有
無
有
無
無
很小
知識點三 分子間的作用力
課時知識總結
分子熱運動
分子運動越劇烈，物體的溫度越高。
不同物質互相接觸時彼此進入對方的現象，叫擴散；
分子熱運動
分子間的作用力:分子之間既有引力又有斥力
物質的構成: 物質是由大量的分子、原子構成的；
通常以10-10m為單位來量度分子。
一切物質的分子都在不停地做無規則的運動（熱運動）；
C
課堂練習
1.下列現象能說明分子在不停地做無規則運動的是【 】
A．秋天樹葉紛紛落下
B．沸騰時水中氣泡的運動
C．端午節聞到煮粽子的香味
D．掃地時看見灰塵在空中飛舞
【解析】A.秋天樹葉紛紛落下，是物體的機械運動，樹葉是由大量分子組成的物體，樹葉紛紛落下不是分子的無規則運動；
B.沸騰時水中氣泡的運動是物體的機械運動，不是分子的無規則運動；
C.聞到煮粽子的香味是分子在空氣中做無規則運動所致，屬于擴散現象，擴散現象說明分子在不停地做無規則運動；
D.掃地時看見灰塵在空中飛舞，屬于物體的機械運動，不是分子的無規則運動。
課堂練習
2.如圖所示，把干凈的玻璃板吊在彈簧測力計的下面，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，彈簧測力計的示數　 　（選填“變大”、“變小”或“不變”），原因是 　 　　 　。
【解析】因為玻璃和水面接觸，并且玻璃分子和水分子間的距離在引力作用的范圍內，故水分子和玻璃分子之間存在相互作用的引力，故向上拉玻璃板時，彈簧測力計的示數（測力計對玻璃板的拉力）將變大。
變大
分子間存在引力
3.打開中藥包會聞到淡淡的藥香味，這是________現象。慢火熬制，等藥湯沸騰后，藥香味更加濃郁，這說明溫度越高，分子的運動越 _________（選填“劇烈”或“緩慢”）。捆扎藥包的細繩很難被拉斷，是因為分子間存在________（選填“引力”或“斥力”）。
【解析】打開中藥包會聞到淡淡的藥香味，這是分子在不停地做無規則運動，即擴散現象；溫度越高，分子運動越劇烈；分子間存在相互作用的引力，在分子間引力作用下，捆扎藥包的細繩很難被拉斷。
課堂練習
擴散
劇烈
引力
課堂練習
【解析】擠出兩個正對的吸盤內的空氣后很難拉開，是因為吸盤受到大氣壓力的作用，該實驗可說明大氣壓的存在；
用注射器取水后封住前端，用力推活塞，水很難被壓縮，是因為分子間存在著斥力。
4.親身體驗并深入思考是我們獲得物理知識的重要方法。擠出兩個正對的吸盤內的空氣，很難拉開它們，可體驗到 __________ 的存在。用注射器取水后封住前端，用力推活塞，水很難被壓縮，說明分子間存在 。
大氣壓
斥力
練習與應用： 1、2、3、4、5、6題
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