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第三章 分子运动论 3.1分子运动论 3.1.1主要内容 1、组成：大量分子 2、运动：永不停息、不规则运动（和温度有关） 3、引力、斥力：同时存在 3.1.2实验依据 1、布朗运动 2、扩散现象：分子间运动 3、铅块连接 注：布朗运动反映了水分子运动，也和温度有关。 水和酒精混合，体积减小，说明了分子间有空隙，分子间运动 3.1.3热运动 1、气体：做匀速直线运动，最活泼的 注：因为气体间距离很大，几乎不受力，一般做匀速运动。f=0,(距离远大于10倍半径) 2、液体：（1）微振动（A大小不定，方向不定，大小与温度有关） （2）微振动的平衡位置在移动，因为液体有流动性。, 3、固体：（1）A大小不定，方向不定的振动 （2）平衡位置不动，因为固体有一定形状, 3.1.4分子的大小 1、油膜法：测油分子大小 想象油分子是紧挨着排列 (1)V=1ml=1 (2)数量级 2、观测法：离子显微镜观察分子后计算 例如求NaCl（氯化钠）中两个钠离子间的最小距离 3.1.5阿氏常数 1、想象每个分子占的空间为立方体，此方法用于油膜、固体、液体。 2、已知,则分子量 3.1.6分子力图表 1、图象 2、特点 （1）距离r越大，f1越小，而且小得比引力快；f2也变小，但小得慢，最后引力占优势 （2）距离r越大，f1越大，而且大得比引力快；f2也变大，但大得慢，最后斥力占优势 （3）当r=r0时，达到平衡位置，此时f1=f2，f=0 3、分子势能：只要分子间有相对距离就有势能，在无穷远以内都为负值 （1）时为无穷远处 （2）当r=r0时，仍有相对距离，所以 3.2热和功 3.2.1物体的内能 1、分子动能：由于分子热运动具有的能量（平动动能，广义讲有转动、振动，但只有平动和温度有关，这里是平均动能） 2、分子势能：相互作用的物体由于相对位置决定的能 （1）rr0时合力为吸引，r越大则势能（引）越大 （2）rr0时合力为排斥，r越小则势能（斥）越大 3、物体内能：，一个物体所有分子动能和势能的总合 4、决定因素 （1）温度：平均动能大小的标志，这是现象的本质（冷热程度为现象）——v（速度） （2）体积：体积大小决定距离。V越大则越大；V越小则越小——r（距离） （3）质量：M越大则越大——n（个数） 3.2.2物体内能改变 1、做功： 2、热传递： （1） （2） （3） 3.2.3物态变化 1、溶解与凝固：熔点和凝固点相等 2、汽化与液化：沸点（1个大气压atm下） 3、升华与凝华 3.2.4热和功 1、当量 （1）热功当量：1k=4.2J （2）功热当量1J=0.24k 2、能的转化和守恒 3、热力学第一定律 （1）做功和热传递改变物体内能（两种方式可同时或单独进行） （2）=W+Q （3）气体： ①对外做功，则W0，气体膨胀；物体对气体做功，W0，气体收缩。 ②Q0，放热；Q0，吸收热 ③升压，则W0;降压，则W0 3.3固体的性质 3.3.1宏观特点 1、晶体：石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜 （1）单晶体 ①规则外形 ②各向异性 ③固定熔点 （2）多晶体 ①无规则外形 ②各向同性 ③固定熔点 2、非晶体 ①不规则外形 ②各向同性 ③无固定熔点 3.3.2微观结构 1、热运动—微振动 2、空间点阵 （1）微粒排列规则：各方向微粒数不等 （2）同种物质可以不一样：同素异形 3.3.3解释 1、各向异性：各个方向上等距处微粒数不等 2、各向同性：结构不规则，但各方向上微粒数相等 3、同素异形：排列规律不一样 4、规则外形：由微观空间点阵决定 3.4液体的性质 3.4.1宏观特点 1、有一定体积，但没有固定形状，具有流动性（微振动平衡位置变化） 2、各向同性 3、有一定沸点 4、表面层收缩（气体和液体相接触的层）；附着层扩张或收缩（液体和固定接触层） 3.4.2微观结构 1、热振动—微振动 2、小区域堆积 （1）分子在小区域内部规则排列；表面层区域分子比较稀疏；附着层区域分子比较密集；内部区域则居中 （2）小区域分布不规则排列 3.4.3解释 1、各向同性：各个方向微粒数相等 2、流动性：有体积但无形状 3、当压力固定时，沸点固定：水分子从水中冲出来必须克服分子间力做功。只要大于一定标准（）就可以出来。这是一种挣脱功，因为动能与温度有关，因此有固定的沸点。 4、当压力变大时，沸点变大；当压力变小时，沸点变小（想象一下高原地带，由于气压变小，饭锅里做的水早早就开了，但其实温度还达不到把饭做熟的程度，所以此时饭还是夹生的） 5、表面层分子间的合力表现为引力（表面张力），使表面积尽量小（呈现球型） 6、固体对水分子的吸引力大于水分子之间的引力，所以附着层密度大；但固体对水银的引力小于水银分子间的引力，所以附着层反而密度小 3