高中物理選修課件第七章分子動理論學案匯報人：XX20XX-01-17分子動理論基本概念氣體分子動理論固體和液體分子動理論分子間作用力與物質性質關系熱力學第一定律與內能變化熱力學第二定律與熵增加原理目錄01分子動理論基本概念1mol任何物質所含的粒子數，約為$6.02times10^{23}$個。阿伏伽德羅常數分子的質量非常小，數量級為$10^{-26}kg$；分子的體積也非常小，數量級為$10^{-29}m^3$。分子的質量和體積單位體積內所含溶質B的物質的量，單位是$mol/L$。物質的量濃度物質由大量分子組成懸浮在液體或氣體中的微粒所做的永不停息的無規則運動，其激烈程度與溫度和微粒大小有關。布朗運動擴散現象分子的熱運動不同物質能夠彼此進入對方的現象，說明了分子在不停地做無規則運動，且溫度越高，擴散越快。物體內部大量分子的無規則運動，與溫度有關。030201分子永不停息地做無規則運動分子間作用力01分子之間的引力和斥力同時存在，實際表現出來的分子力是引力和斥力的合力。分子間作用力的特點02分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小；斥力減小的更快，表現為引力；當分子間距離增大到某一數值時，分子間作用力為零；此后若分子間距離繼續增大，則表現為引力。分子勢能03與分子力相對應的勢能，當分子力表現為引力時，分子勢能隨分子間距離的增大而增大；當分子力表現為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而增大。分子間存在相互作用力02氣體分子動理論大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產生持續而穩定的壓力。氣體壓強產生原因氣體分子的數密度和平均動能越大，壓強越大。微觀解釋氣體壓強產生原因及微觀解釋0102溫度是分子平均動能標志溫度升高，氣體分子的平均動能增大，但不是每個分子的動能都增大。溫度反映分子熱運動的激烈程度。

氣體實驗定律及微觀解釋玻意耳定律一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V成反比。查理定律一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度T成正比。蓋-呂薩克定律一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學溫度T成正比。03固體和液體分子動理論晶體內部原子或分子按一定規律周期性排列，形成空間點陣結構。這種排列具有長程有序性，使得晶體具有各向異性和固定的熔點。非晶體內部原子或分子的排列沒有規律性，呈現短程有序、長程無序的狀態。這種排列導致非晶體具有各向同性和不固定的熔點。晶體和非晶體結構特點非晶體結構特點晶體結構特點表面張力現象液體表面存在一種使液體表面積縮小的力，稱為表面張力。表面張力使得液滴呈現球形，并使液體表面具有彈性。解釋液體表面張力是由于液體分子間的相互作用力引起的。在液體內部，每個分子都受到周圍分子的吸引力，使得分子間距離保持相對穩定。而在液體表面，分子受到的吸引力不平衡，導致表面分子向內收縮，形成表面張力。液體表面張力現象及解釋浸潤現象當液體與固體接觸時，液體能夠自發地鋪展在固體表面上，形成一層薄膜，稱為浸潤現象。不浸潤現象當液體與固體接觸時，液體不能自發地鋪展在固體表面上，而是在固體表面形成液滴，稱為不浸潤現象。解釋浸潤和不浸潤現象與液體和固體分子間的相互作用力有關。當液體分子與固體分子間的吸引力大于液體分子間的吸引力時，液體能夠浸潤固體表面；反之，當液體分子間的吸引力大于液體分子與固體分子間的吸引力時，液體不能浸潤固體表面。浸潤和不浸潤現象及解釋04分子間作用力與物質性質關系存在于分子之間的吸引力，隨著分子間距離的增加而減小，是非極性分子間的主要作用力。范德華力一種較強的分子間作用力，主要存在于含有氫原子的分子之間，如HF、H2O等。氫鍵具有方向性和飽和性。氫鍵帶相反電荷的離子之間的相互作用力，離子鍵的強度與離子的電荷和半徑有關。離子鍵原子間通過共用電子對形成的相互作用力，共價鍵的強度和穩定性與原子間的電負性差異有關。共價鍵分子間作用力類型及特點物質溶解性相似相溶原理表明，極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑。這主要是因為相似分子間的作用力相近，有利于相互溶解。物質熔沸點分子間作用力越強，物質的熔沸點越高。例如，HI>HBr>HCl>HF，因為HF分子之間存在氫鍵，所以其熔沸點反常地高。物質密度分子間作用力會影響物質的密度。一般來說，分子間作用力越強，物質的密度越大。分子間作用力與物質性質關系粘合劑利用分子間作用力，粘合劑可以將兩個物體緊密地粘合在一起。例如，膠帶、膠水等都是利用分子間作用力實現粘合的。表面活性劑表面活性劑可以降低液體的表面張力，使得液體更容易在固體表面鋪展開來。這主要是因為表面活性劑分子的一端親水，另一端親油，可以在水和油之間形成一層分子膜，從而降低水和油之間的表面張力。潤滑劑潤滑劑可以減少兩個接觸面之間的摩擦力和磨損。這主要是因為潤滑劑分子可以滲透到兩個接觸面之間，形成一層潤滑膜，從而減少兩個接觸面之間的直接接觸和摩擦。分子間作用力在生活中的應用05熱力學第一定律與內能變化熱力學第一定律表達式ΔU=W+Q，其中ΔU為內能的變化量，W為外界對物體做的功，Q為物體吸收的熱量。熱力學第一定律應用應用于計算熱機效率、制冷系數等問題，以及解釋自然界中的能量轉化和守恒現象。熱力學第一定律定義熱量可以從一個物體傳遞到另一個物體，也可以與機械能或其他能量互相轉換，但是在轉換過程中，能量的總值保持不變。熱力學第一定律內容及應用內能變化計算方法根據熱力學第一定律，計算物體內能的變化量需要考慮做功和吸熱兩個因素。對于氣體，可以通過理想氣體狀態方程和熱力學第一定律聯立求解。實例分析例如，一定質量的理想氣體在等壓膨脹過程中，吸收熱量并對外做功，其內能變化可以通過計算得出。內能變化計算方法和實例分析熱量傳遞的方式有熱傳導、熱對流和熱輻射三種。在熱傳導中，熱量通過物體內部微觀粒子的熱運動進行傳遞；在熱對流中，熱量通過流體的宏觀運動進行傳遞；在熱輻射中，熱量通過電磁波進行傳遞。熱量傳遞過程熱量傳遞具有方向性，即熱量總是自發地從高溫物體傳向低溫物體。這種方向性是由熱力學第二定律所決定的，即不可能從單一熱源吸收熱量并全部用來做功而不引起其他變化。熱量傳遞方向性熱量傳遞過程及方向性06熱力學第二定律與熵增加原理熱量不可能自發地從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化。熱力學第二定律內容熱機不可能把從熱源吸收的熱量全部轉化為機械能，而不引起其他變化。因此，熱機的效率不可能達到100%。熱機效率熱力學溫標是根據熱力學第二定律制定的，它規定絕對零度為溫度的起點，即0K。熱力學溫標熱力學第二定律內容及應用在孤立系統中，一個自發的過程總是向著熵增加的方向進行。熵增加原理內容自然界中的自發過程，如熱傳導、擴散、化學反應等，都是向著熵增加的方向進行的。自然界中的過程熵增加原理也可以用來解釋一些社會現象，如人口增長、資源消耗等。這些現象都是向著無序、混亂的方向發展，即熵增加的方向。社會現象熵增加原理內容及應用要點三節能技術熱力學第二定律告訴我們，能量的轉化是有方向性的，因此在實際應用中需要采取節能技術，提高能源利用效率。要點一要點二環境保護熱力學第二定律也揭示了自然界中的不可逆過程，