高中物理第七章分子動(dòng)理論學(xué)案新人教版選修3_3

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1、第七章分子動(dòng)理論一、阿伏加德羅常數(shù)的有關(guān)計(jì)算阿伏加德羅常數(shù)NA是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁，在已知宏觀物理量的基礎(chǔ)上往往可借助NA計(jì)算出某些微觀物理量，有關(guān)計(jì)算主要有：1．計(jì)算分子質(zhì)量m0＝.2．計(jì)算一個(gè)分子所占據(jù)的體積V0＝.3．若物體是固體或液體，可估算出分子直徑d＝.4．估算分子間距d＝，這對(duì)氣體、固體、液體均適用．5．計(jì)算物體的分子數(shù)N，N＝＝NA.例1　空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會(huì)感覺干燥．某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液化水的體積V＝1.0×103cm3.已知水

2、的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1.試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)(1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N；(2)一個(gè)水分子的直徑d.答案　(1)3×1025個(gè)　(2)4×10－10m解析　(1)水的摩爾體積為Vmol＝＝m3/mol＝1.8×10－5m3/mol，水分子數(shù)：N＝＝≈3×1025(個(gè))．(2)建立水分子的球模型有＝πd3，可得水分子直徑：d＝＝m≈4×10－10m.二、關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的問題　對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)需弄清四個(gè)問題：1．誰在動(dòng)：液體(氣體)中的固體小

3、微粒，不是液體(氣體)分子，也不是固體小微粒中的分子．2．為什么動(dòng)：液體(氣體)分子對(duì)固體小微粒撞擊不平衡．3．動(dòng)的特點(diǎn)：(1)微粒越小，溫度越高，越明顯．(2)永不停息，無規(guī)則．4．說明了什么：間接反映了液體(氣體)分子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)．例2　關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(　　)A．懸浮在液體或氣體中的小顆粒的運(yùn)動(dòng)就是分子的運(yùn)動(dòng)B．布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體或氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．溫度越低，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯D．小顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯答案　BD三、有關(guān)分子力、分子勢(shì)能的問題1．分子間有相互作用的引力和斥力，當(dāng)分子間距離變化時(shí)，分子力做功，從而引起分子勢(shì)

4、能的變化．2．分子力做正功，分子勢(shì)能減小；分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最?。?　如圖1所示為物體分子間相互作用力與分子間距離之間的關(guān)系．下列判斷中正確的是(　　)圖1A．當(dāng)rr0時(shí)，r越小，則分子勢(shì)能Ep越大C．當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能Ep最小D．當(dāng)r→∞時(shí)，分子勢(shì)能Ep最小答案　AC解析　當(dāng)rr0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，r減小時(shí)分子力做正功，分子勢(shì)能減?。划?dāng)r＝r0時(shí)，分子力為零，分子勢(shì)能最??；當(dāng)r→∞時(shí)，分子勢(shì)能

5、為零，但不是最?。收_答案為A、C.四、實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小1．原理：油酸在水面上形成一層單分子薄膜，如圖2所示，油膜的厚度等于分子直徑：d＝.圖22．分子直徑的數(shù)量級(jí)：10－10m.例4　在用油膜法估測(cè)分子的大小的實(shí)驗(yàn)中，具體操作如下：①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶?jī)?nèi)，然后向瓶中加入酒精，直到液面達(dá)到250mL的刻度為止，搖動(dòng)瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達(dá)到1.0mL為止，恰好共滴了100滴；③在邊長(zhǎng)約40cm的淺盤內(nèi)注入約2cm深的水，將細(xì)石膏粉均勻地

6、撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，酒精揮發(fā)后，油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜，膜上沒有石膏粉，可以清楚地看出油膜輪廓；④待油膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上繪出油膜的形狀；⑤將畫有油膜形狀的玻璃板放在邊長(zhǎng)為1.0cm的方格紙上，算出完整的方格有67個(gè)，大于半格的有14個(gè)，小于半格的有19個(gè)．(1)這種估測(cè)方法是將每個(gè)分子視為________，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為__________，這層油膜的厚度可視為油酸分子的________．(2)利用上述具體操作中的有關(guān)數(shù)據(jù)

7、可知一滴油酸酒精溶液含純油酸為__________m3，油膜面積為_________m2，求得的油膜分子直徑為____________m．(結(jié)果全部取2位有效數(shù)字)答案　(1)球形　單分子油膜　直徑(2)4.0×10－12　8.1×10－3　4.9×10－10解析　(2)一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V＝×mL＝4.0×10－6mL＝4.0×10－12m3形成油膜的面積S＝1.0×(67＋14)cm2＝8.1×10－3m2油酸分子的直徑d＝≈4.9×10－10m.