《高二物理同步课堂帮帮帮（新教材人教版选择性必修第三册）》1.1分子动理论

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第一章分子动理论

第1节分子动理论的基本内容

（一）、物体是由大量分子组成的

一、分子的大小

除一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为 10 －

二、分子的两种模型与阿伏加德罗常数的应用

1．分子的两种模型

(1)球体模型

对固体和液体，分子间距比较小，可以认为分子是一个一个紧挨着的球．

设分子的体积为 V，由 V＝π3，可得分子直径 d＝.

(2)立方体模型

由于气体分子间距比较大，是分子直径的 10 倍以上，此时常把分子占据的空间视为立方体，认为分子处于

立方体的中心(如图 2所示)，从而计算出气体分子间的平均距离为 a＝.

三、阿伏加德罗常数

1．定义：1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示，值为 6.02 × 10 23

_mol －

1，在粗略计算中可取 6.0 × 10 23

mol －

2．阿伏加德罗常数的应用

(1)NA的桥梁和纽带作用

阿伏加德罗常数是宏观世界和微观世界之间的一座桥梁．它把摩尔质量 Mmol、摩尔体积 Vmol、物体的质量

m、物体的体积 V、物体的密度 ρ等宏观量，跟单个分子的质量 m0、单个分子的体积 V0等微观量联系起来，

如图所示．

其中密度 ρ＝＝，但要切记对单个分子 ρ＝是没有物理意义的．

(2)常用的重要关系式

① 分子的质量：m0＝.

② 分子的体积：V0＝＝(适用于固体和液体)．注意：对于气体分子只表示每个分子所占据的空间．

③ 质量为 m的物体中所含有的分子数：n＝.

④ 体积为 V的物体中所含有的分子数：n＝.

（二）、分子在做永不停息的无规则运动

一、扩散现象

1．定义：不同物质能够彼此进入对方的现象．

2．产生原因：扩散现象不是外界作用引起的，而是分子无规则运动的直接结果，是分子永不停息做无规

则热运动的实验证据．

3．发生扩散的条件

任何情况下都可以发生，与外界因素无关．

4．影响扩散的因素

(1)浓度差：总是从浓度大向浓度小处扩散，两边浓度相同时，保持动态平衡；

(2)物态：气态扩散最显著，液态次之，固态最慢；

(3)温度：在两种物质一定的前提下，温度越高，扩散现象越显著．

5．扩散运动的两个特点：(1)永不停息；(2)无规则性．

6．应用举例：在高温条件下通过分子的扩散，在纯净半导体材料中掺入其他元素．

7．扩散现象的实质：扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明．

二、布朗运动

1．定义：悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的不停的无规则运动．它首先是由英国植物学家布朗在 1827

年用显微镜观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的．

2．产生的原因：大量液体或气体分子对固体小微粒撞击的不平衡造成的．

3．影响因素：(1)固体颗粒越小，布朗运动越显著；

(2)温度越高，布朗运动越剧烈．

4．特点：(1)布朗运动是永不停息的，说明液体(或气体)分子的运动是永不停息的．

(2)布朗运动是无规则的，说明液体(或气体)分子的运动是无规则的．

(3)温度越高，布朗运动越激烈，说明分子运动的剧烈程度与温度有关．

5．研究对象：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒，不是固体颗粒中的单个分子，也不是液体分子．

6．悬浮微粒的无规则运动不是分子的运动，但是它间接地反映了液体或气体分子的无规则运动．

特别提醒：①布朗运动是固体微粒的运动，热运动是分子的运动．

②布朗运动间接反映了分子永不停息的无规则的热运动．

三、热运动

1．定义：分子永不停息的无规则运动．

2．宏观表现：布朗运动和扩散现象．

3．特点

(1)永不停息；

(2)运动无规则；

(3)温度越高，分子的热运动越激烈．

（三）、分子之间存在着引力和斥力．

一、分子间的作用力

1．分子间有空隙

(1)气体很容易被压缩，表明气体分子间有很大的空隙．

(2)水和酒精混合后总体积会变小，说明液体分子间有空隙．

(3)压在一起的金片和铅片，各自的分子能彼此进入到对方的内部说明固体分子间也存在着空隙．

2．分子间的作用力

(1)分子间总是同时存在引力和斥力，实际表现出来的是它们的合力．

(2)当两个分子间的距离为 r0时，分子所受的引力与斥力大小相等，此时分子所受的合力为零．当分子间的

距离小于 r0时，作用力的合力表现为斥力；当分子间的距离大于 r0时，作用力的合力表现为引力．

(3)分子间作用力随分子间距离而变化，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力的变化比引力的

变化要快．(如图 1所示)

当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0.

当r<r0时，F引和F斥都随分子间距离的减小而增大，但 F斥增大得更快，分子力表现为斥力．

当r>r0时，F引和F斥都随分子间距离的增大而减小，但 F斥减小得更快，分子力表现为引力．

当r≥10r0(10－9m)时，F引和F斥都十分微弱，可认为分子间无相互作用力(F＝0)．

(4)分子力 F随距离变化的图象

如图所示，当r<r0时，合力随距离的增大而减小；当r>r0时，合力随距离的增大先增大后减小．

二、分子动理论

1．内容：物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着引力和斥力．

2．统计规律

(1)微观方面：各个分子的运动都是无规则的，带有偶然性．

(2)宏观方面：大量分子的运动有一定的规律，叫做统计规律．大量分子的运动受统计规律的支配．

【例题 1】已知水银的摩尔质量为 M,密度为 ρ,阿伏加德罗常数为 NA,则水银分子的直径是(

)

A. B.

C. D.

【答案】A

【解析】1 mol 水银的体积 V= ,1 个水银分子的体积 V0=,若把水银分子看成球体,则V0=πd3,所以

d= 。若把水银分子看成立方体,则V0=d3,所以 d= ,故正确答案为 A。

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