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分子热运动
分子运动与热现象
现象1、春节的时候,我们很多同学喜欢买气球,买回家过几天后,你看到什么现象?
现象2、酒精与水混合的实验,混合后体积比之前的总体积要小,说明了什么?
猜想:
物质是由分子构成的,一个个的分子间是否有间隔呢?
说明:
分子间有间隙
1.分子的运动
分子是运动的还是静止的?
我们可以直接观察
吗?
怎样才能知道分子是否运动呢?
实验1.打开一块香皂,我们可以闻到香味
实验2.二氧化氮的扩散
现象:
处于上方充满空气的集气瓶颜色逐渐变深,处于下方充满二氧化氮气体的集气瓶颜色逐渐变浅,最后两瓶气体颜色基本一样。
演示1、打开香水瓶
演示2、硫酸铜和水的扩散
铁棒很难被压缩,也很难被拉伸,原因是()
A、分子间的距离小
B、固体分子不能做无规则运动
C、分子间存在相互作用的引力
D、分子间同时存在相互作用的斥力和引力
把两块光滑的玻璃贴紧,它们不能吸引在一起,原因是()
A、两块玻璃的分子间只存在斥力
B、两块玻璃的分子间距离太大,作用力太小
C、玻璃的分子间隔太小,不能形成扩散
D、玻璃分子运动缓慢
探究:
影响扩散快慢的主要因素
实验:
在盛有热水和冷水的烧杯中分别滴入一滴墨水,比较扩散的快慢
扩散现象表明:
一切物体的分子都永不停息地做无规则运动。
由于分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫分子的热运动。
温度越高,热运动越剧烈。
2、扩散现象
指不同物质彼此进入对方的现象。
如固体、液体、气体的扩散。
扩散现象是物质分子无规则运动的直接反映
温度越高,扩散现象越明显
扩散现象说明:
分子间有间隙
•一:
填空题
•1、“墙内开花墙外香”主要涉及的物理知识是扩散现象
•2、扩散现象既可以在间发生,也可以在中发生,还能够在中发生。
•3、当红墨水分别滴入热水和冷水中时,可以发现热水变色比冷水快,这说明温度越高,水中大量分子的热运动。
•二、选择题
•1、下列现象中能说明“一切物质的分子都在不停地做无规则运动”的是()
•A、在房间里喷洒一些香水,整个房间会闻到香味
•B、长期堆放媒的墙角,墙壁内较深的地方也会发黑
•C、早晨扫地时,常常看到室内阳光下尘土飞扬
•D、开水中放一块糖,整杯水都会变甜
•2、物体中大量分子做热运动的速度,跟下列因素有关的是()
•A、物体温度的高低
•B、物体运动速度的大小
•C、物体密度的大小
•D、物体机械能的大小
1、物质是由组成的。
如果把它设想成球形,它的直径大约只有,因此在一个物体中,分子的数目是。
2、关于扩散现象,下列说法中正确的是()
A、只有气体和液体才能发生扩散
B、扩散现象说明分子是很小的
C、扩散现象使人们直接看到了分子的运动
D、扩散现象说明分子在不停地做无规则运动
3、下列现象不能说明分子做无规则运动的是
A、在一杯静止的热水中滴入两滴红墨水,过一会儿整杯水都变红了
B、向教室地面喷洒消毒药注液,在教室内能闻到药味
C、腌咸菜时,菜的内部变咸了
D、狂风卷起地上的尘土
4、下列现象中能用“分子的无规则运动”观点加以解释的是
A、春天,柳絮飞舞B、夏天,玉兰飘香
C、秋天,落叶纷飞D、冬天,瑞雪飘飘
5、如图,在实验中,两个杯中的红墨水都扩散到整杯水中,但杯中的红墨水比杯中的红墨水扩散要快。
这表明了分子的运动与有关。
8、常言道:
“破镜不能圆”,这是由于镜子被打碎后,再合起来时,镜子断裂处绝大多数分子之间距离变,分子之间几乎没有的作用的缘故。
9、观察下列四组图片,能说明分子间有间隙的图是
4.分子热运动
由于分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫做分子热运动。
温度越高,分子的无规则运动就越剧烈。
玩具回力汽车运动,其动能是从弹性势能转化而来的,而真正的汽车开动时它的动能从何而来?
运动的物体具有动能,那么处于热运动的分子是否具有动能呢?
受到地球吸引的物体若被举高,具有重力势能;分子与分子之间也有相互作用力,分子之间是否也具有势能?
炽热的铁水有内能,北极的冰山有没有内能
任何物体在任何情况下都具有内能。
解析:
选D.热传递的条件是物体间存在温度差,冰和水的温度相同,不能发生热传递,故A错;内能的大小除了跟温度有关,还与物体的质量、体积、状态有关,故B错;热量是个过程量,不能说一个物体“具有”、“含有”热量,故C错;任何物体都有内能,D正确.
解析:
选D.物体的内能与物体的质量、温度、体积、状态有关,与物体的运动速度和举起的高度无关;物体的速度和高度影响的是机械能,内能和机械能是不同形式的能,故ABC错.
分子运动与气体压强
气体分子运动的特点
分子间的距离较大气体很容易被压缩,说明气体分子间的距离比较大。
气体凝结成液体时,体积要缩小上千倍,而液体不容易被压缩,可以认为其中的分子几乎是紧密排列的,可见气体分子之间的距离大约是分子直径的10倍。
由于气体分子间的距离比较大,所以在处理某些问题时可以把气体分子看作是没有大小的质点。
也是由于气体分子间的距离比较大,分子间的相互作用力十分微弱,所以通常可以认为,气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外不受力的作用,可以在空间里自由移动。
由此可以说明:
气体能充满它所能达到的空间,既没有一定的体积,也没有一定的形状。
分子间的碰撞频繁
比起固体和液体来,气体中的分子是比较稀疏的,但是单位体积中的分子数还相当大。
在标准状态下,1厘米3气体中仍含有2.7×1019个分子。
大量分子永不停息地运动,分子之间不断地发生碰撞。
在标准状态下,一个空气分子在1秒内与其他空气分子的碰撞竟达65亿次之多。
频繁的碰撞使得每个分子的速度的大小和方向频繁地改变。
设想我们追随某个气体分子的运动,如图3所示,我们将看到这个分子的运动是忽左忽右,忽前忽后,时快时慢,运动轨迹是一条极不规则的折线。
频繁的碰撞造成气体分子做杂乱无章的热运动。
分子沿各个方向运动的机会均等
图3
气体分子做杂乱无章的热运动,就某一个分子来说,它在某一时刻的速度具有怎样的大小和方向,完全是偶然的。
但是,对大量分子的整体来说,分子的运动却表现出一定的规律。
先来讨论分子运动的方向。
正因为大量分子的运动十分混乱,在某一时刻向任一方向运动的分子都有,因而可以想见,在任一时刻分子沿各个方向运动的机会是均等的,没有任何一个方向,沿着它运动的分子的数目更多。
设想真有这么一个方向,那么,由于气体分子的频繁碰撞,分子的运动越来越混乱,这个方向也不会存在了。
这就是说,气体分子沿各个方向运动的数目应该是相等的。
这里所说的数目相等,是对大量分子用统计方法得到的一个统计平均数,与实际数目会有微小的出入。
分子数越多,这种用统计方法得到的结果跟实际情况越符合。
用分子运动论的观点研究热现象,涉及的总是大量分子,统计方法非常有用。
分子速率按一定规律分布
大量分子做无规则运动,速率有的大,有的小,但分子的速率却按照一定的规律分布。
研究表明,气体的大多数分子,速率都在某个数值附近,离开这个数值越远,分子数越少,表现出“中间多,两头少”的分布规律。
气体压强的微观解释
从气体分子运动论的观点看来,气体压强是大量的气体分子频繁地碰撞器壁而产生的。
雨滴打在雨伞上,使伞面受到冲力。
单个雨滴对伞面的冲力是短暂的,但大量密集的雨滴接连不断地打在伞面上,对伞面就形成一个持续的均匀的压力。
同样,单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁地碰撞器壁,就对器壁产生持续的均匀的压力。
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