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分子动理论讲义(教师逐字稿)
课程简介:PPT(第 1 页):同学好,我们又见面了,上次课讲的内容
巩固好了么,要是感觉有什么问题,可以课后和我联系,我们今天的
内容是关于分子动理论的相关概念和知识点,让我们来一起看一下。
PPT(第 2 页):分子动理论部分是选修 3-3 的重点内容,主要考察内容
就是热力学概念的理解和题型的应用,同学要重视条件和特点,在这
个基础上进行题型巩固。
PPT(第 3 页):我们看一下目录,还是老样子,梳理知识体系和解决经
典问题实例。
PPT(第 4 页):我们先来看一下知识体系的梳理部分。
PPT(第 5 页):这是我们关于分子动理论的总框架,主要包括知识点
(分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数、温度是分子平均动能的
标志、内能和用油膜法估测分子的大小)和考点(微观量的估算和分
子力、分子势能及物体的内能)
PPT(第 6 页):OK,我们先说一下分子动理论的基本观点、阿伏加德
罗常数。
1.物体是由大量分子组成的
(1)分子很小:
①直径数量级为 10-10m。
②质量数量级为 10-26~10-27kg。
(2)分子数目特别大:阿伏加德罗常数 NA=6.02×1023mol-1。
2.分子的热运动
(1)扩散现象:由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象。温度
越高,扩散越快。
(2)布朗运动:在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停
息地做无规则运动。其特点是:
①永不停息、无规则运动。
②颗粒越小,运动越明显。
③温度越高,运动越激烈。
3.分子间存在着相互作用力
(1)分子间同时存在引力和斥力,实际表现的分子力是它们的合力。
(2)引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,但斥力比引力变化得
快。
PPT(第 7 页):再看一下温度是分子平均动能的标志、内能。
1.温度
一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
2.两种温标
摄氏温标和热力学温标。
关系:T=t+273.15 K。
3.分子的动能
(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。
(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值,温度是分子热运动的平均动能的标志。
(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。
4.分子的势能
(1)意义:由于分子间存在着引力和斥力,所以分子具有由它们的相
对位置决定的能。
(2)分子势能的决定因素:
微观上——决定于分子间距离和分子排列情况;
宏观上——决定于体积和状态。
5.物体的内能
(1)等于物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和,是状态
量。
(2)对于给定的物体,其内能大小由物体的温度和体积决定。
(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。
(4)改变内能的方式
PPT(第 8 页):好,我们再来看看温度是用油膜法估测分子的大小
1.实验原理:利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜,将
油酸分子看作球形,测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积,
用 d=V/S 计算出油膜的厚度,其中 V 为一滴油酸酒精溶液中纯油酸
的体积,S 为油膜面积,这个厚度就近似等于油酸分子的直径。
2.实验器材:盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、
痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔。3.实验步骤:
(1)取 1mL(1cm3)的油酸溶于酒精中,制成 200mL 的油酸酒精溶液。
(2)往边长为 30~40cm 的浅盘中倒入约 2cm 深的水,然后将痱子粉(或
细石膏粉)均匀地撒在水面上。
(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入 n 滴配制好的油酸酒精溶液,使
这些溶液的体积恰好为 1 mL,算出每滴油酸酒精溶液的体积 V0=1/n
mL。
(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液,油
酸就在水面上慢慢散开,形成单分子油膜。
(5)待油酸薄膜形状稳定后,将一块较大的玻璃板盖在浅盘上,用彩
笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。
(6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面
积。
(7)据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积 V,据一
滴油酸的体积 V 和薄膜的面积 S,算出油酸薄膜的厚度 d=V/S,即为
油酸分子的直径。比较算出的分子直径,看其数量级(单位为 m)是否
为 10-10,若不是 10-10,需重做实验。
PPT(第 9 页):然后我们看一下相关的考点,先说一下微观量的估算。
1.微观量
分子体积 V、分子直径 d、分子质量 m。
0 0
2.宏观量
物体的体积 V、摩尔体积 V 、物体的质量 m、摩尔质量 M、物体的密
m
度ρ。3.关系
M ρV
(1)分子的质量:m= = 。
0
m
N N
A A
V M
(2)分子的体积:V= = 。
0
m
N ρN
A A
V m m ρV
(3)物体所含的分子数:N= ·N = ·N 或 N= ·N = ·N。
A A A A
V ρV M M
m m
4.分子的两种模型
3 6V
(1)球体模型直径 d= 。(常用于固体和液体)
0
π
3
(2)立方体模型边长 d= V 。(常用于气体)
0
3
对于气体分子,d= V 的值并非气体分子的大小,而是两个相邻的气
0
体分子之间的平均距离。
PPT(第 10 页):再看一下分子力、分子势能及物体的内能
分子力 F、分子势能 E 与分子间距离 r 的关系图线如图所示(取无穷
p
远处分子势能 E =0)
p
(1)当 r>r 时,分子力为引力,若 r 增大,分子力做负功,分子势能
0
增加。(2)当 r