分子热运动_3

1、分子热运动第十一章能量守恒我们通常把中学物理知识分为五大块：力学、热学、电磁学、光学和原子物理。随着第十章的结束，我们就完成了力学的新课学习。热学包括第十一、第十二两章内容，从知识份量上来，远远少于力学。事实上，中学热学知识的深度也远远小于力学，如果把大学物理的深度比做十分，中学的力学可能已经到了五至六分，而热学则不到一分，可以说只是了解一些皮毛而已。这是因为热学的研究需要深入微观空间，不象力学一样直观、表象，所以要常常用到一些特殊的方法，涉及的数学工具也比较深奥。这就意味着，知识内容虽少，理解的难度依然存在，不能认为就很轻松。在学习方向方面，我们不是重在定量的训练，而是要定性地建立一些有用的

2、观念，为高一级学校的学习做好思想方面的准备。从两个章节的授课安排来看，下一章主要是阅读知识，相对的重点落在第十一章。第十一章分三个单元：分子动理论、内能介绍、热力学两个定律。热学的知识和其它领域相对独立，但仍然和我们的生产生活、科学技术密切相关，希望大家给予一定的重视。§111 物体是由大量分子组成的【教学目的】知道物体是由大量分子组成的，知道分子的模型、 大小、质量知道用油膜法测定分子大小的原理理解阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，并会用阿伏加德罗常数进行相关的计算【教学重点】知道物体是由大量分子组成的，知道分子的模型、 大小、质量【教学难点】结合阿伏加德罗常数对分子大

3、小、质量进行计算时，分子的排列模式处理【教具】投影仪、扫描隧道显微镜拍摄的石墨照片、电子显微镜拍摄的硅原子照片【教学过程】、引入看到今天的标题，我们就会想到化学中关于物质组成的知识。事实上，今天的课差不多就是这部分知识的复习，只是某些素材和研究的途径略有不同。一、分子的大小人们在认识物质组成方面的历史，我们已经知道得比较多了，这里不在赘述。设问：什么是分子？学生：分子是物质保持化学性质的最小单位，它可以包括单个或多个原子。我们下面从物理学的角度介绍一下人们认识分子组成的典型事实相关事实扫描隧道显微镜观察根据放大率反推分子大小* 电子显微镜根据放大率反推分子大小单分子油膜法a、原理 ，以油酸分子

4、呈立方体排列“估算”关系：d=b、操作：油酸稀释滴入酒精溶解撒石膏粉取膜面积计算例题：将 1c3 的油酸溶于酒精，制成200c3 的的油酸酒精溶液。已知1c3 溶液有 50 滴，现取其1 滴，将它滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层。现已测得这个薄层的面积为0.22 ，试由此估算油酸分子的直径。解： d=5×10-10答：略。用不同的途径测量，发现不同的分子，其大小虽然各不相同，但它们的数量级是相同的分子的大小： 10-10 数量级0-10 在波动光学中也称之为1 埃，它是纳米的十分之一。过渡：分子的线度是如此之小，那么组成物体的分子个数必然是巨大的。分子的线度和

5、组成物体的分子个数除了实验测量之外，还有没有理论的方法寻求呢？二、阿伏加德罗常数一摩尔的任何物质都含有相同的 阿伏加德罗常数：1ol的任何物质所含的粒子数，即：NA=6.02× 1023ol 1显然，有了阿伏加德罗常数、摩尔质量，我们就能将宏观量和微观量联系起来进行计算。阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的重要纽带。分子大小和质量的计算当然，在计算方面，除了重复化学科目已经做过的一些处理外，还有一个分子怎么排布的问题。有关这方面的详细知识，在下一章会具体介绍。今天，我们会用到一些相对“模糊”的处理。具体怎么个模糊法，看下面的例题例题：已知金刚石的密度 =3.5 × 10

6、3g/3 ，碳的摩尔质量为 12× 10-3g/ol 。现有一块体积 V=5.7 × 10-83 的金刚石，它含有多少个碳原子？如果认为碳原子是紧密地排列在一起的，试求碳原子的直径。解：问很常规，属化学知识复习。N=nNA=NA=×6.02 × 1023=1.00 × 1022解第二问，可以先求每个碳原子所占据的空间v=5.70 × 10-303如果认为碳原子呈立方体排列，碳原子的直径d=1.79× 10-10如果认为碳原子呈球形排列，则v= 3，故，碳原子的直径 d=2.22 × 10-10这两种算法导致的结果差

7、异较大，第二种看起来似乎更精确，但只要稍做思考，就会发现这样的问题：如果把每个分子所占的空间作为每个分子的体积，那么，分子之间的间隙不是不存在了吗？。所以，种算法事实上更为符合事实。从本题的问可以看到，573 的钻石所含的碳原子居然有1022 个！这个数字是庞大的，也就是说，物体是由大量分子组成的。建立起这样的观念非常重要。第二问则告诉我们，遇到分子间距和质量的问题，除了化学的知识复习之外，还要进行物理的思考 三、小结本节我们学习了两部分内容 。知识的重点还在对化学知识的复习，建立起“物体是由大量分子组成的”这样的观念。在分子的排布方面，我们可以相机行事，具体问题具体分析。分子所占的空间和分子本身的大小是有差距的，这样的情形在气体中将会更加明显。四、作业布置教材 P71 第题，上作业本优化设计 P58 第 1、2、3、4、5、6 题，做在书上【板书设计】注意“教学过程”的灰色部分，即是板书计划。【教后感】分量非常合适， 计划贯彻也很到位。 主