第六章熱學基礎知識

第一節(jié)分子動理論生活中物理現(xiàn)象：教室里講臺上放一瓶香水，當把瓶蓋打開以后，為什么全班的同學都可以聞到香味？同學們一定在生活中可以看到荷葉上的小水珠，樹葉草葉上的露珠，它們的形狀總是球形的，為什么？我們學習了本章“熱學基礎知識”，就可以解答生活中類似的現(xiàn)象。一、分子動理論的內(nèi)容1.物質是由大量分子組成的.

2.分子永不停息地做無規(guī)則的運動.3.分子之間存在著相互作用力.

問題:課文所說的分子與化學中所說的分子有何不同?[答]化學中講的分子是：具有物質的化學性質的最小微粒物理中所說的分子指的是：做熱運動時遵從相同規(guī)律的微粒，包括組成物質的原子、離子或分子。

一、物質是由大量分子組成的1、組成物質的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它們，就是用光學顯微鏡也看不到它們。那怎么才能看到分子呢？

我國科學家用掃描隧道顯微鏡拍攝的石墨表面原子的排布圖，圖中的每個亮斑都是一個碳原子.

用掃描隧道顯微鏡（能有放大幾億倍）掃描隧道顯微鏡掃描隧道顯微鏡拍攝的石墨表面原子排布圖分子的大小放大上億倍的蛋白質分子結構模型一些數(shù)據(jù)太大或很小,為了書寫方便,習慣上用科學記數(shù)法寫成10的乘方數(shù),如3×10-10m。我們把10的乘方數(shù)叫做數(shù)量級,1×10-10m和9×10-10m，數(shù)量級都是10-10m。一般分子直徑的數(shù)量級為10-10m（除少數(shù)有機物大分子以外）2、什么叫數(shù)量級

3、由于一般分子直徑的數(shù)量級為10-10m，每一種物質都由大量分子組成。如：1立方厘米水中約有3.3×1022個水分子。納米技術又叫納米科技，納米技術其實就是一種用單個原子、分子制造物質的技術。1nm=1×10m,相當于頭發(fā)絲的十萬分之一，它是1986年美國科學家德雷克斯勒博士在《創(chuàng)造的機器》一書中提出的分子納米技術。通常我們把納米技術定位為微加工技術的極限。也就是通過納米精度的“加工”來人工形成納米大小的結構的技術。是指在0.1~100納米的尺度里，研究電子、原子和分子內(nèi)的運動規(guī)律和特性的一項嶄新技術。1、擴散現(xiàn)象：1）、不同物質互相接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象。二、分子永不停息地做無規(guī)則運動

2）、擴散現(xiàn)象不僅在氣體間可進行，在液體和固體間也可進行。

3）、擴散運動的快慢與溫度有關，溫度越高，擴散越快。

擴散原因：分子運動所致4）、擴散現(xiàn)象說明分子在不停地運動,也說明分子之間有空隙。5）、氣體容易被壓縮就說明分子之間有空隙，而且空隙還比較大。如：酒精和水混合后的體積變小。6）、分子之間有空隙是任何物質在任何狀態(tài)下都存在的。2、布朗運動1）、1827年英國植物學家布朗（1773—1858）用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉，發(fā)現(xiàn)懸浮的花粉顆粒不停地做無規(guī)則運動,后來人們把這種懸浮小顆粒的無規(guī)則運動叫做布朗運動。圖3—1布朗運動2）、布朗運動是怎樣產(chǎn)生的呢？3）、布朗運動所看到的小顆粒無規(guī)則運動，實質上是由于分子運動的無規(guī)則運動引起的。布朗運動說明了分子在做永不停息地無規(guī)則運動。4）、溫度越高，擴散進行得越快。布朗運動不僅與溫度有關，還與小顆粒的大小有關，溫度越高，小顆粒運動越激烈，小顆粒越小，布朗運動越明顯。

3、分子永不停息地做無規(guī)則運動叫做分子的熱運動，它與溫度有關，溫度越高，分子熱運動越劇烈。三、分子間存在相互作用力實驗說明：分子間存在著相互的吸引力。1．分子間存在相互作用的引力（如：壓緊的鉛塊結合在一起，它們不易被拉開）.3．分子間的引力和斥力同時存在，實際表現(xiàn)出來的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）．2．分子間存在相互作用的斥力（如：固體和液體很難被壓縮，就是物體內(nèi)部大量分子之間斥力的宏觀表現(xiàn)。）.4、分子間引力和斥力都隨著分子間的距離增大而減小

5．當r＝r0

時，分子間引力和斥力相平衡，F(xiàn)引=F斥分子處于平衡位置，其中r0

為分子直徑的數(shù)量級，約為10-10m．6．當r＜r0

時，F(xiàn)引＜

F斥，對外表現(xiàn)的分子力F為斥力．

7．當r＞r0時，F(xiàn)引＞F斥，對外表現(xiàn)的分子力F為引力．8．當r＞10r0時，分子間相互作用力變得十分微弱，可認為分子力F為零（如氣體分子間可認為作