第一節(jié) 分子熱運(yùn)動(dòng)
固體之間也會(huì)發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)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(shí)在日常生活中,我們也觀察到過固體的擴(kuò)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(nèi)部也變黑了。
大量事實(shí)說明氣體、液體、固體都有擴(kuò)散現(xiàn)象,即使在日常生活中大家也能找到許多事例。例如,某同學(xué)擦點(diǎn)清涼油,周圍同學(xué)就能聞到清涼油味。
擴(kuò)散現(xiàn)象表明:一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。只有分子不停地運(yùn)動(dòng)才能相互進(jìn)入對(duì)方。同時(shí)也說明分子不是緊密地?cái)D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(guī)則運(yùn)動(dòng),且分子間又有間隙,為什么分子不會(huì)飛散開,反而聚合在一起呢?引導(dǎo)學(xué)生猜想,這可能是分子間存在著吸引力,這個(gè)猜想是否正確呢?需要我們用實(shí)驗(yàn)來證實(shí)。
演示實(shí)驗(yàn):分子引力實(shí)驗(yàn)
出示演示分子引力的兩個(gè)鉛圓柱。隨意將它們對(duì)在一起,這時(shí)兩鉛塊并沒有表現(xiàn)出吸引力。實(shí)驗(yàn)似乎得到分子間沒有引力的結(jié)果,但是我們不要輕易地放棄我們的猜想,應(yīng)再進(jìn)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(yuǎn)離磁鐵,這時(shí)磁鐵不能吸起鐵釘(演示),這是為什么?(距離太遠(yuǎn))。剛才兩鉛塊沒有表現(xiàn)出吸引力,是不是也是因?yàn)榉肿娱g的距離不夠近呢?那么我們想法讓兩鉛塊*的更近些。(再做實(shí)驗(yàn)時(shí),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(shí)驗(yàn)結(jié)果兩鉛塊能吸引在一起,并能負(fù)重達(dá)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*得很近時(shí),才能表現(xiàn)出來。一般分子距離要小于10-9米時(shí)才能表現(xiàn)出引力。
在實(shí)際生產(chǎn)中,人們?cè)缇屠梅肿娱g有吸引力,來進(jìn)行金屬焊接了。一般焊接是*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(shù),它是將金屬表面清潔后*在一起,然后*爆炸產(chǎn)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(shí)驗(yàn)就說明液體分子間的吸引力。
實(shí)驗(yàn)證實(shí)了我們關(guān)于分子引力的猜想。我們?cè)龠M(jìn)一步思考,又會(huì)發(fā)現(xiàn)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(yīng)該相互*緊,而不應(yīng)該有間隙。既然分子間有間隙,物體應(yīng)該很容易壓縮,但事實(shí)卻是固體、液體極難壓縮。我們只有根據(jù)事實(shí),深化我們的認(rèn)識(shí),事實(shí)表明我們對(duì)分子的認(rèn)識(shí)還不夠全面,還有沒認(rèn)識(shí)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(huì)不會(huì)兩種力總是相互抵消呢?當(dāng)然不會(huì),只有在特定的距離r時(shí),分子間的引力不等于斥力,這個(gè)距離r就是通常的分子間隙的距離,大約是10-10米。當(dāng)分子距離小于r時(shí),斥力和引力都增大,但斥力增大得快,分子間表現(xiàn)為斥力。當(dāng)分子間距離增大時(shí),斥力和引力都減小,但斥力減小得更快、分子間表現(xiàn)為引力。當(dāng)分子距離再增大,分子引力繼續(xù)減小,當(dāng)分子距離大于10r時(shí),分子間的作用力將變得十分微弱,可以忽略了。
有了對(duì)分子間存在斥力的認(rèn)識(shí),前面所說的矛盾也就迎刃而解了。
小 結(jié):
通過實(shí)驗(yàn)和思考,我們已經(jīng)對(duì)分子和分子的運(yùn)動(dòng)有了初步認(rèn)識(shí),現(xiàn)在我們共同回顧一下,看看我們已經(jīng)有了哪些認(rèn)識(shí)。