分子運動論(精選2篇)
分子運動論 篇1
分子動理論
(一)教學目的
知道分子動理論的初步知識。
(二)教具
量筒,硫酸銅溶液,燒杯,細長玻璃管等。
(三)重點難點
重點:分子動力論的基本內容
難點:對分子間作用力的理解
(四)教學過程
1.全章導言
自然界存在著各種熱現象:物體溫度的變化,物質狀態的變化,物體熱脹冷縮的現象等。這些熱現象的解釋,都涉及到熱現象的本質是什么?這也是人類長期探索的問題,直到17世紀和18世紀期間,人們才開始認識到熱現象是由物質內部大量微粒的運動引起的,這種認識逐漸發展成為一種科學理論棗分子動理論。到19世紀建立了能量的概念,人們又逐漸認識到與熱現象相聯系的能量棗內能。用分子動理論和內能的觀點,可以解釋很多熱現象,這一章我們就學習分子動理論和內能的初步知識。
2.引入新課
我們生活在物質世界中,我們的周圍充滿著物質:水、空氣、石頭、金屬、動物、植物等都是物質。而對于物質是怎樣構成的,這一古老課題,很早就有過種種猜測,有的主張萬物之源是“氣”,有的主張萬物之源是“火”。公元前5世紀墨子提出的物質的最小單位是“端”,公元前4世紀古希臘的德漠克利特認為宇宙萬物,是由大小和質量不同的,不可入的,運動不息的原子組成。此后經過近2000年的探索,直到17世紀末,才科學地認識到物質是由分子組成的。
3.進行新課
(1)分子和分子運動
①物質是由分子組成的,分子是極小的微粒。如果把分子看做球形,它的直徑約10-10米,這是一個極小的長度,不僅肉眼看不到,即使用現代的顯微鏡也看不清分子。由于分子極小,所以物體含分子數目大得驚人。通常情況下,1厘米3空氣里大約有2.7×1019個分子,如果人數數的速度能達到每秒數100億個,要數完這個數,也得用80多年。
②構成物質的分子永不停息地運動著。由于分子太小,目前尚無法直接觀察分子的行為,但我們可以從宏觀的實驗現象,來判斷分子的行為。
演示實驗:擴散現象
出示事先裝有二氧化氮(或溴氣)氣體的廣口瓶。說明瓶內紅棕色的氣體是二氧化氮。再出示一只空的廣口瓶,其實瓶內裝滿了空氣。將裝有二氧化氮的瓶子向空瓶傾倒,這時看到紅棕色氣體流入空瓶,開始先沉到瓶底。此現象說明二氧化氮的密度大于空氣的密度。
另取一只“空”瓶,按課本圖2梍1所示,將其倒扣在裝有二氧化氮氣體的瓶子上。這時要強調:裝有密度較大的二氧化氮氣體的瓶子在下,裝有空氣的瓶子在上,抽掉玻璃隔板,二氧化氮氣體不會流進空氣瓶內。現在我抽掉隔板,沒有出現二氧化氮氣體流動的現象,我們停一會兒再來觀察瓶內出現的現象。
在等候期間,組織學生自己做墨水擴散實驗:同學們課桌上的燒杯里盛有清水,大家不要振動桌子,保持清水平靜。請大家向清水里慢慢的滴入一滴墨水,觀察墨水的變化情況。滴入的墨水將下沉,在清水中留下了清晰的墨跡,過一段時間墨跡的輪廓變模糊,墨跡變淡,周圍的水色變墨。
組織學生觀察前面已做的氣體擴散實驗。此時空氣瓶出現了紅棕色,下面紅棕色的二氧化氮瓶中顏色變淡。實驗現象表明,二氧化氮氣體進入了空氣,空氣進入了二氧化氮氣體中。像這樣,不同的物體在互相接觸時,彼此進入對方的現象,叫做擴散。
擴散現象也可以發生在液體之間。請大家再觀察一下剛才大家滴入清水的墨水,已經沒有明顯的墨跡了,整杯水都變黑些了,說明墨水和水也發生了擴散。為了說明液體的擴散現象,我們再來做個實驗。(按照課本圖2-3液體的擴散實驗演示)現在我們看到無色的清水和藍色的硫酸銅溶液之間有明顯的界面,要觀察到擴散現象需要較長的時間。為了節省課堂時間,幾天前我就做了同樣的實驗,請大家看幾天前的實驗。(出示提前二天、四天、六天做的實驗樣本)這些實驗告訴我們,靜放的時間越長,界面變得越模糊不清,彼此進入對方越深。
固體之間也會發生擴散現象。將鉛片和金片緊壓在一起,放置5年后再將它們分開,可以看到它們相滲入約1毫米。其實在日常生活中,我們也觀察到過固體的擴散。煤矸石有的原來就是石炭巖,由于長期地跟煤擠壓在一起,它的內部也變黑了。
大量事實說明氣體、液體、固體都有擴散現象,即使在日常生活中大家也能找到許多事例。例如,某同學擦點清涼油,周圍同學就能聞到清涼油味。
擴散現象表明:一切物體的分子都在不停地做無規則的運動。只有分子不停地運動才能相互進入對方。同時也說明分子不是緊密地擠在一起,而是彼此間存有間隙。
(2)分子間的作用力
固體、液體的分子都在不停地做無規則運動,且分子間又有間隙,為什么分子不會飛散開,反而聚合在一起呢?引導學生猜想,這可能是分子間存在著吸引力,這個猜想是否正確呢?需要我們用實驗來證實。
演示實驗:分子引力實驗
出示演示分子引力的兩個鉛圓柱。隨意將它們對在一起,這時兩鉛塊并沒有表現出吸引力。實驗似乎得到分子間沒有引力的結果,但是我們不要輕易地放棄我們的猜想,應再進一步分析原因。大家都知道磁鐵能夠吸引鐵釘,(邊講邊演示)但把鐵釘遠離磁鐵,這時磁鐵不能吸起鐵釘(演示),這是為什么?(距離太遠)。剛才兩鉛塊沒有表現出吸引力,是不是也是因為分子間的距離不夠近呢?那么我們想法讓兩鉛塊靠的更近些。(再做實驗時,用小刀將兩鉛塊表面刮光亮,然后用力將兩鉛塊擠壓在一起)
實驗結果兩鉛塊能吸引在一起,并能負重達500克以上。這表明分子之間的吸引力,這種吸引力只有在分子靠得很近時,才能表現出來。一般分子距離要小于10-9米時才能表現出引力。
在實際生產中,人們早就利用分子間有吸引力,來進行金屬焊接了。一般焊接是靠溶化金屬,從而使分子間的距離足夠近,金屬冷卻后就焊接到一起。近代還有爆破焊接技術,它是將金屬表面清潔后靠在一起,然后靠爆炸產生的巨大壓力,將兩金屬壓接在一起。
液體分子之間也存在吸引力。課本圖2梍18的小實驗就說明液體分子間的吸引力。
實驗證實了我們關于分子引力的猜想。我們再進一步思考,又會發現新的矛盾:分子之間有間隙,分子之間又有引力,這兩者是矛盾的,分子想互吸引最終應該相互靠緊,而不應該有間隙。既然分子間有間隙,物體應該很容易壓縮,但事實卻是固體、液體極難壓縮。我們只有根據事實,深化我們的認識,事實表明我們對分子的認識還不夠全面,還有沒認識到的方面。
原來分子之間還存在斥力。分子之間既有引力,又有斥力,會不會兩種力總是相互抵消呢?當然不會,只有在特定的距離r時,分子間的引力不等于斥力,這個距離r就是通常的分子間隙的距離,大約是10-10米。當分子距離小于r時,斥力和引力都增大,但斥力增大得快,分子間表現為斥力。當分子間距離增大時,斥力和引力都減小,但斥力減小得更快、分子間表現為引力。當分子距離再增大,分子引力繼續減小,當分子距離大于10r時,分子間的作用力將變得十分微弱,可以忽略了。
有了對分子間存在斥力的認識,前面所說的矛盾也就迎刃而解了。
3.小結
通過實驗和思考,我們已經對分子和分子的運動有了初步認識,現在我們共同回顧一下,看看我們已經有了哪些認識。
1.物質是由分子組成的,分子是構成物質的微粒,直徑大約是10-10米。
2.分子永不停息地無規則運動著。
3.分子之間有間隙。
4.分子之間存在作用力,相互作用力有兩種,即引力和斥力。
以上幾點,就是分子動理論的基本要點,利用這些要點,能夠解釋很多熱現象。
板書設計 :
分子動力論的初步知識
1.物質是由分子組成的,分子是構成物質的微粒,直徑大約是10-10米。
2.分子永不停息地無規則運動著。
3.分子之間有間隙。
4.分子之間存在作用力,相互作用力有兩種,即引力和斥力。
分子運動論 篇2
分子運動論 內能一、復習引入: 1、演示實驗:將墨水滴入熱水中,學生觀察現象。學生回答:墨水擴散到水中。師:什么是擴散?(生答:)師:擴散說明了什么?(生答:分子不停的運動。)師:物體由于運動具有動能,同樣分子由于運動而具有分子動能。物體由于被舉高而具有重力勢能,地球和地面上的物體相互吸引而具有重力勢能,同樣分子之間也存在著相互作用的引力和斥力,使分子之間又具有分子勢能。物體內部所有分子做無規則運動的動能和分子勢能的總和,叫做物體的內能。2、影響內能的因素是什么?(生答:溫度,師補充,還有質量。)師:什么實驗說明與溫度有關?(師生回顧實驗。)溫度高——擴散快——分子運動快——內能大。說明物體內能與溫度有關。師:什么能說明物體的內能發生變化?(生答:溫度)師:你有哪些辦法可以使物體的溫度發生變化呢?(生答:可以通過兩種方法,熱傳遞和做功)師:同學們可不可以舉幾個例子呢?(學生討論,舉例回答)例:(1)克服摩擦做功、壓縮氣體做功、克服分子間作用做功、氣體膨脹對外做功。這都是通過做功的方式。其中又分,對物體做功和物體對外做功。(2)熱水袋。這是通過熱傳遞的方式。師:兩個物體之間需要什么條件才能發生熱傳遞?(生:存在溫度差。)師:熱傳遞過程中傳遞的是什么?(生答:是能量,即熱量。)在熱傳遞過程中,高溫物體要——熱量,溫度——;低溫物體要——熱量,溫度——。師:在改變物體內能上,做功和熱傳遞是等效的。例:一根鋸條溫度升高了,你能判斷出是通過何種方法改變的嗎?(學生討論回答。)3、師:剛才我們在摩擦手的時候,手的內能增大,那么內能從何而來?當物體對外做功時,內能減小,內能向何處而去?(師解釋,這是能的轉化。)當你用熱水袋取暖時,在這一個過程中,能量發生了轉移。師:在能量的轉移和轉化過程中,能的總量不發生變化,這個規律叫做能量守恒定律。師:你能舉幾個物體之間能量轉化和轉移的例子嗎?(生討論,舉例)例如:電能和機械能之間的轉化。光合作用等。師:在我們剛才的學習中,我們學習了三個比較容易混淆的概念,溫度、內能、熱量。我們現在對這三個物理量進行一下比較。(應該出示課件,準備例題。)(2)物體溫度升高,一定吸收了熱量。物體溫度降低,一定放出了熱量。 下面出示例題。4、出示課件展示實驗。吸收相同的熱量,升高的溫度不同。引入比熱容。(1) 定義:(2) 單位:(3) 水的比熱:泥土的比熱:(4) 比熱的物理意義:(5) 解釋內陸地區為什么比沿海地區溫差變化大。 總結:水的比熱大,吸收或放出熱量時,溫度變化小。 變化相同溫度時,吸收或放出的熱量多。三、總結四、練習