物理选择性必修 第三册第1节 分子动理论的基本观点优质课件ppt
展开1.认识分子动理论的基本观点,知道其实验依据。 2.认识布朗运动,理解布朗运动产生的原因及影响因素,了解分子的热运动。3.掌握分子间相互作用力的特点及变化规律。 4.知道分子的动能、平均动能,理解温度是分子平均动能的标志。 5.知道分子势能跟物体的体积有关,了解分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。 6.理解内能的概念,了解物体的内能与哪些宏观量有关。
如果我们把地球的大小与一个苹果的大小相比,那就相当于将直径为1 cm 的球与分子相比。可见,分子是极其微小的。我们曾经研究过物体的运动,那么,构成物体的微小分子会怎样运动呢?
一、 物体由大量分子组成
在研究物体的热运动性质和规律时,把组成物体的微粒统称为分子。
2)数值:NA=6.02×1023ml-1。
1 ml的任何物质都含有相同的粒子数,这个数量称为阿伏伽德罗常数
是微观世界的一个重要常数,是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁.
4.计算:宏观量与微观量的关系
分子平均占有的体积体积:
气体分子间距离(立方体模型):
固体或液体分子的直径(球体模型):
二、分子永不停息地做无规则运动
定义:不同物质能够彼此进入对方的现象。
引起扩散的原因:是物质分子的无规则运动产生的。
思考与猜想:气体和液体都可以发生扩散现象,固体之间可以发生扩散现象吗?
扩散现象在气体、液体、固体都能发生。
长年堆放煤炭的墙壁,墙壁内部含有煤炭分子 ;将金片和铅片压在一起,金和铅会互相扩散。
将蓝墨水分别滴入热水和冷水中,会出现什么现象?
墨水在热水中扩散远比在冷水中速度要快。
在两种物质一定的情况下,扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关,温度越高,扩散现象越明显。
温度越高,扩散现象越明显。
扩散现象在科学技术中有很多应用。生产半导体器件时,需要在纯净半导体材料中掺入其他元素,这就是在高温条件下通过分子的扩散来完成的。
扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明,是分子无规则运动的宏观反映。
在显微镜下追踪一个小炭粒的运动,每隔30s把炭粒的位置记录下来,然后用直线把这些位置接时间顺序依次连接起来,就得到类似图所示的微粒运动的位置连线。可以看出,微粒的运动是无规则的。实际上,就是在短短的30s内,微粒的运动也是极不规则的。
把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观察,可以看到悬浮在液体中的小炭粒在不停地做无规则运动。
当时布朗观察的是悬浮在水中的花粉。他起初认为,花粉的运动不是外界因素引起的而是花粉自发的运动。
布朗用当时保存了上百年的植物标本,取其微粒进行实验,他还用了一些没有生命的无机物粉末进行实验。
结果是,不管哪一种微粒只要足够小,就会发生这种运动;微粒越小,运动就越明显。这说明微小颗粒的运动不是命现象。
布朗运动是怎样产生的?
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,就引起了微粒的无规则运动。
布朗运动的影响因素:颗粒的大小和温度
受力平均效果极易不相互平衡
1、布朗运动:悬浮在液体(气体)中的微粒永不停息的无规则运动。
微粒:指微小的颗粒(不是分子)如灰尘、小炭粒、花粉等等
2、特点:微粒越小,运动就越明显。
3、原因:大量液体分子永不停息的无规则运动,颗 粒受到分子撞击的不平衡性。
4、影响布朗运动的因素:温度和颗粒的大小
我们无法直接看见分子的无规则运动。悬浮微粒的无规则运动并不是分子的运动,但是微粒运动的无规则性,间接地反映了液体分子运动的无规则性。
布朗运动和扩散现象的区别
扩散现象是分子运动的直接证明;布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动。
在扩散现象中,我们会发现,温度越高,扩散得越快。观察布朗运动时也会发现,温度越高,悬浮微粒的运动就越明显。这些事实表明,分子的无规则运动与温度有关系,温度越高,这种运动越激烈。因此,我们把分子永不停息的无规则运动叫做热运动。
扩散现象和布朗运动都不是热运动,扩散现象是分子运动的直接证明;布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动。
三、分子间存在着相互作用力
1.分子间存在着相互作用的引力(如:压紧的铅块结合在一起,它们不易被拉开)2.分子间存在着相互作用的斥力(如:固体和液体很难被压缩).3.分子间的引力和斥力同时存在,实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力(分子力).
(二)分子力及引力和斥力的大小跟分子间距离的关系
1.分子力随分子间距的变化图
2、分子力随分子间距的变化规律.
(1)当r=r0(10-10m)时,F引=F斥,分子力F分=0,处于平衡状态.
(2)当r>r0时,随r 的增加,F引、F斥都减小,F斥比F引减小得快,F斥<F引,分子力表现为引力.
(4)当r>10r0(10-9m)时,分子力等于0.
总结:(随r逐渐减小)
F引、F斥都增大, F分(表现为引力)先增大到某一值然后减小到零, F分再反向增大(表现为斥力).
(3)当r<r0时,随r的减小,F引、F斥都增大,F斥比F引增大得快,F斥>F引,分子力(表现为斥力)增大.
1、分子势能:分子具有由它们的相对位置所决定的势能,这种势能称为分子势能。
2、分子力做功与分子势能的关系.
一般选取两分子间距离无穷远时,分子势能为零.
① 在r>r0的条件下,分子力为引力,当两分子逐渐 靠近至r0过程中,分子力做正功,分子势能减小.
在r<r0的条件下,分子力为斥力,当两分子间距离增大至r0过程中,分子力也做正功,分子势能也减小.
当两分子间距离r=r0时,分子势能最小.
我们知道分子之间存在相互作用的引力和斥力,所以分子间有分子势能。
分子力的图像与分子势能图像的联系与区别
从图中我们也能看出,r由无穷远开始减小的过程中,分子势能是先减小后增大的,且在r=r0的时候分子势能最小。注意并不为零,而是负值
3、决定分子势能的因素:
从宏观上看:分子势能跟物体的体积有关。从微观上看:分子势能跟分子间距离r有关。
物体的体积越大,分子势能不一定越大。 如相同质量0℃的水和0℃的冰,冰的体积大,但水分子的势 能大于冰分子的势能
分子势能为0和分子势能最小的含义不同。 如前者与选择的零势能点有关,后者的位置确定在r=r0处
2、分子平均动能:物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能。
1、(单个)分子动能:组成物体的分子由于热运动而具有的能。
物体中分子热运动的速率大小不一,所以各个分子的动能也有大有小,而且在不断改变。在热现象的研究中,研究单个分子意义不大,因为其毫无规则可言,我们关心的是组成系统的大量分子整体表现出来的热学性质。
3、分子的平均动能由温度决定:
①从宏观角度看:温度是描述物体冷热程度的物理量。②从微观方面看:温度是描述物体大量分子无规则运动剧烈程度的物理量。 温度越高,分子热运动越剧烈,则平均动能越大。
温度是分子热运动平均动能的唯一标志。
特别提醒:分子的平均动能与宏观上物体的运动速度无关.
温度是大量分子热运动的宏观表现,对于单个分子来说温度是没有意义的,因此不能说温度升高,某个分子动能增大。
温度升高,分子的平均动能增大,但并不是每个分子的动能都增大,个别分子的动能可能减小或不变,但总体上所有分子的动能之和一定是增加的.
③ 不论物质是否相同,只要温度相同,分子的平均动能都相同。
由于不同物质的分子质量一般不同,所以同一温度下,不同物质的分子热运动的平均动能相同,但平均速率一般不同.
物体内分子运动的总动能是所有分子热运动的动能总和,它等于分子的平均动能与分子数的乘积,即它与温度和所含分子数有关
1、内能=分子动能+分子势能 任何物体都具有内能,不为零。
(1)宏观因素:物体内能的大小由物质的量、温度和体积决定。(2)微观因素:物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定.
3、一般的物体具有内能还会具有机械能,两者没有内在的而必然联系。但一定条件下可以相互转换,例如摩擦生热。
4.内能与机械能的比较:
1.已知水的摩尔质量为18 g/ml、密度为1.0×103 kg/m3,取阿伏加德罗常数为6.0×1023 ml-1,试估算(计算结果均保留一位有效数字):(1)1 200 mL水所含的水分子数目N。(2)一个水分子的直径d。
2.[多选]下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中,正确的是( )A.扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动B.扩散现象与布朗运动没有本质的区别C.扩散现象在固体和固体之间是不能发生的D.扩散现象与布朗运动的剧烈程度都与温度有关
【解析】A对,B错:扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动,但两者本质不同,扩散是物质分子的运动,布朗运动是宏观颗粒的运动。C错:扩散现象在气体、液体和固体之间都可发生。D对:两种运动随温度的升高而加剧,所以都与温度有关。
3.做布朗运动实验时得到的观测记录如图所示。图中记录的是( )A.分子无规则运动的情况B.某个微粒做布朗运动的轨迹C.某个微粒做布朗运动的速度—时间图线D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
解析:A错:布朗运动是悬浮在液体中的固体小微粒的无规则运动,而非分子的运动。B、C错,D对:图中每个拐点记录的是微粒每隔一段时间所处的位置,而每段时间内微粒做的也是无规则运动,而不是直线运动。
4.下列关于热运动的说法中,正确的是( )A.布朗运动和扩散现象均是分子的热运动B.热运动是温度高的物体中的分子的无规则运动C.热运动是单个分子的永不停息的无规则运动D.热运动是大量分子的永不停息的无规则运动
【解析】A错:布朗运动是固体微粒的无规则运动;扩散现象为分子的热运动。B错:物体中的分子在温度高和温度低时都做热运动,只不过温度越高,热运动越剧烈。C错,D对:热运动是大量分子永不停息的无规则运动,对单个分子的运动分析是没有意义的。
5.[多选]下列现象中能说明分子间存在相互作用力的是( )A.两铅块能被压合在一起B.钢绳不易被拉断C.水不容易被压缩D.空气容易被压缩
【解析】 A、B、C对:两铅块能被压合在一起、钢绳不易被拉断说明分子之间存在引力;而水不容易被压缩是因为水分子间距小,轻微压缩就会使分子间表现为斥力。D错:空气容易被压缩是因为分子间距大,不能说明分子间存在相互作用力。
6.若两分子间距离为r0时,分子间的作用力为零, 则关于分子间的作用力的说法中正确的是( )A.当分子间的距离为r0时,分子间的作用力为零,也就是说分子间既无引力又无斥力B.分子间距离大于r0,分子间距离变小时,分子间的作用力一定增大C.分子间距离小于r0,分子间距离变小时,分子间斥力变大,引力变小D.在分子间的作用力作用范围内,不管r>r0,还是r
【解析】温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增大,但有些分子的动能可能减小,A正确,B错误;内能增大,温度不一定升高,因为增加内能可以只通过改变分子势能,C错误;不同种类的分子,分子质量不一定相等,因此无法比较分子的平均速率大小,D错误。
鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第1节 光电效应及其解释精品课件ppt: 这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第1节 光电效应及其解释精品课件ppt,共30页。PPT课件主要包含了学习目标,光电效应,Uc2,黄光强,黄光弱,光电效应伏安特性曲线,遏止电压,饱和电流,Uc1,二光电效应的解释等内容,欢迎下载使用。
高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第3节 核力与核能优质课课件ppt: 这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第3节 核力与核能优质课课件ppt,共25页。PPT课件主要包含了学习目标,对原子核结构的认识,核力与核的稳定性,四种基本相互作用,氘核的比结合能为,平均结合能,结合能,核子数,3平均结合能曲线,本课小结等内容,欢迎下载使用。
高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第1节 认识原子核获奖课件ppt: 这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第1节 认识原子核获奖课件ppt,共18页。PPT课件主要包含了学习目标,汤姆孙枣糕模型,卢瑟福核式结构模型,玻尔氢原子模型,二认识三种射线,通过左手定则,左偏带负电是β射线,不偏不带电叫γ射线,右偏带正电是α射线,氦核α粒子流等内容,欢迎下载使用。