第九章内能和气体性质

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1、第九章内能和气体性质A分子动理论内能一、教学目的1．知识与技能1)理解分子的概念，理解阿伏加德罗常数的意义，认识宏观物体是由大量分子组成。2)掌握分子动理论3)知道分子的平均动能，分子的势能，物体的内能。4)了解分子研究中的统计规律。2．方法与过程1)用累积法测量分子的数目与质量。2)通过转化、用油膜法测分子的直径。3．情感、态度、价值观1)使学生了解在微观领域中物理研究方法——统计规律。2)知道累积法、转化法的内涵及意义。3)增强对唯物辩证法的认识。二、重点与难点重点：分子动理论及各种研究方法难点：用统计规律对物体内能的

2、认识三、教学思想情景引入，提出问题——阅读思考——讨论演示——理论演绎——方法总结。四、教学过程1．情景引入，提出问题设问：物质是由什么组成的？或者说在研究物质组成时，物质是否可以被无限分割下去？古代的哲学思想——朴素的唯物主义现代的以实验为基础的研究方法（参阅P59T9-4）结论内比得到；物质是由大量分子组成的。从设问开始转入对分子的研究（设问讨论）如何知道教室内的人数？如何知道每个学生的质量？如何知道每个学生的身高？（设问）如何知道教室内空气分子的数量？如何知道每个空气分子的质量？如何知道每个空气分子的大小？讨论：你还

3、能用前面所过的方法来测量吗？为什么？假设不能，能否用另外的方法？（情景引入讨论）假设给你一把学生用的刻度尺，你能测出一张10元人民币的厚度吗？（将100张纸币迭在一起，测出厚度再除以100即为一张纸币的厚度。）（设问）从上述测量方法中，你得到什么启示？（讨论）积零为整，通过宏观认识中的研究，可探知微观领域中某种结果。（设问）那么，对分子的测量是否也可以采用？1．连接宏观与微观的一个重要桥梁——阿伏加德罗常数1mol各种能物体所含的粒子数量是即6.02×10个1)用累积法计算分子数量例1克水含少个水分子?1克水的摩尔数为mo

4、ln=×6.02×10=0.334×10个2)用累积法估计分子质量用累积法估计一个水分子的质量水的摩尔质量为1.8×10kg/molm==3.0×10kg用累积法估计氧分子的质量、氢分子质量m==5.3*10kgmH==3.35*10kg1．用累积、转化方法。通过宏观测量转化为，测量分子的大小1)油膜法：通过实验测分子的直径宏观地测出一滴油酸的体积V，测出油膜的面积，通过计算测出分子的直径（学生实验P60）实验目的：实验器材：6样实验过程：特别注意要先洒痱子粉，再滴油滴。2)利用阿伏加德罗常数测体积估算一个水分子的体积大约

5、是多少？利用阿伏加德罗常数将对宏观物体的测量转化为微观测量的结论。取18克水，为1mol,共有6.02*10个水分子18克水的体积V===18*10m1个水分子体积为V==3*10m3)用隧道扫描显微镜测量分子的直径测得：d=28mm-=28*10mm算得：d=mmP59图9-4（5）用刻度尺测量显微镜下的图中的直径，然后算出分子直径2．组成物质的分子处于怎样的状态（情景引入）墨水滴入两杯不同温度的杯中，滴入低温杯中扩散较慢，滴入高温杯中扩散较快。（讨论）为什么墨水会扩散？（探究）墨水的扩散实际上是墨水微粒在水中被水分子撞

6、击而运动的过程。现象：我们把这种物质小颗粒的动力称为布朗运动。原因：布朗运动的原因是液体分子永不停息的无规则运动。而且温度越高，液体分子运动越剧烈，引起布朗运动越激烈。布朗运动是无规则的，反映液体内部分子运动的无规则。由此可见，物体内分子在做永不停息的无规则运动。这种物体内大量分子的无规则运动跟温度有关。所以把分子的这种运动叫热运动。1．分子之间的相互作用。（实验）：二块铅块表面刮平后压在一起，可以吊起钩码。（探究）：铅块之间存在着分子间的引力。（演绎）：分子之间有相互作用力平衡位置r0＝10－10m距离较近时，r

7、现为斥力，所以同体液体很难压缩距离较远时，r>r，表现为引力，所以有相对固定的状态（液态、固态）统称为分子力。作用范围10r（以外分子力几乎为零）。由此可知，分子之间存在相对作用力。（演示实验）同样弹簧称吊小玻璃片2．用统计规律认识物体的内能（情景引入）实验：加耳顿板（情景引入）交通流量的统计这种大量偶然事件的整体表现所显示的规律叫统计规律。分子作无规则的运动——具有动能分子之间有相互作用力——具有势能物体内所有分子动能和势能的总和叫物体的内能从统计的角度出发，研究某一个分子的运动情况是不可能的，也是没有必要的。我们研究的

8、是分子的群体的带有规律性的表现。二、小结1．研究分子时，做以下测量分子数目：利用阿伏伽德罗常数，累积法油膜实验法测直径转化法分子大小计算法测体积（用N）转化法测量法测直径（扫描隧道显微镜）放大法分子质量：利用N计算累积法2．布朗运动的现象及原因3．用统计规律认识物体的内能分子平均动能的标志是温度，温度越