高二物理竞赛物质的微观模型课件

1第2章气体分子运动论的基本概念2.1物质的微观模型2.2理想气体的压强2.3温度的微观解释2.4分子力2.5范德瓦尔斯气体的压强21、

物质的微观模型一、物质是由大量的原子或分子组成

利用扫描隧道显微镜技术把一个个原子排列成IBM字母的照片.物质由大数分子所组成的，分子之间有间隙。例如:气体易被压缩；水在40000atm的压强下，体积减为原来的1/3；以20000atm压缩钢筒中的油，油可透过筒壁渗出。

这些事实均说明气体、液体、固体都是不连续的，它们都由微粒构成，微粒间有间隙。

31.分子（或原子）在不停的热运动中，分子热运动的例证——扩散、布朗运动二、物体内的分子在不停地运动着，这种运动是无规则的，剧烈程度与物体的温度有关（1）扩散抽除隔板后使标准状况下的氧气氮气混合：1mol氧1mol氮氧氮混合气体

扩散是分子热运动所致。

固体中的扩散只有高温下才有明显效果。因温度越高，分子热运动越剧烈，因而扩散分子越易挤入固体中的分子之间的间隙中,并且从一个间隙跳到邻近的另一个间隙中。

工业中有很多应用固体扩散的例子。*渗碳是增加钢件表面碳成分，提高表面硬度的一种热处理方法。半导体掺杂：使特定的杂质在高温下向半导体晶体片表面内部扩散、渗透，从而改变晶片内杂质浓度分布和表面层的导电类型。5布朗运动这是每隔30秒布朗粒子所处的平面位置的点依次连接后得到的图,它并不是布朗粒子的运动轨迹。

布朗运动为分子无规则运动的假设提供了十分有力的实验依据。分子无规则运动的假设认为:

分子之间在做频繁的碰撞，每个分子运动方向和速率都在不断地改变。任何时刻，在液体或气体内部各分子的运动速率有大有小，运动方向各种各样。

通常情况下，冲击力平均值处处相等相互平衡，因而观察不到布朗运动。7

由于各方向冲击力的平均值的大小均是无规则的，因而微粒运动的方向及运动的距离也无规则。温度越高，布朗运动越剧烈；微粒越小，布朗运动越明显。所以，布朗运动并非分子的运动，但它能间接反映出液体（或气体）内分子运动的涨落现象,从而证实其无规则性。

微粒足够小时，涨落现象明显,从各个方向冲击微粒的平均力互不平衡，微粒向冲击作用较弱的方向运动。8气体分子热运动的一般概念

分子的密度

分子之间有一定的间隙,有一定的作用力;

分子热运动的平均速度

约;

分子的平均碰撞次数

约。2.71019

个分子/cm3∼3千亿个亿;在标准状态下，空气9三、分子之间有相互作用力1.

吸引力（1）能说明分子间存在吸引力的现象:①汽化热；②锯断的铅柱加压可黏合；③玻璃熔化可接合；④胶水、浆糊的黏合作用；（2）这些现象不仅说明分子间存在吸引力，而且③,④还说明了:只有当分子质心相互接近到某一距离内，分子间相互吸引力才较显著。10分子吸引力作用半径的存在:

很多物质的分子吸引力作用半径约为分子直径的2～4倍左右，超过这一距离，分子间相互作用力已很小，可予忽略。

只有当分子质心相互接近到某一距离内，分子间相互吸引力才较显著，把这一距离称为--分子吸引力作用半径。

112.

排斥力（1）能说明排斥力的现象：①固体、液体都很难压缩；②气体分子经过碰撞而相互远离。（2）排斥力作用半径:只有两分子相互“接触”、“挤压”时才呈现出排斥力。可简单认为排斥力作用半径就是两分子刚好“接触”时两质心间的距离，对于同种分子，它就是分子的直径。12因为吸引力出现在两分子相互分离时，故排斥力作用半径比吸引力半径小。液体、固体受外力压缩达到平衡时，排斥力与外力平衡。从液体、固体很难压缩这一点可说明排斥力随分子质心间距的减小而剧烈地增大。13

3.分子力与分子热运动这一对矛盾

分子间相互吸引力、排斥力有使分子聚在一起的趋势，但分子热运动却力图破坏这种趋向