分子運(yùn)動(dòng)論

　　(一)教學(xué)目的

　　知道分子動(dòng)理論的初步知識(shí)。

　　(二)教具

　　量筒，硫酸銅溶液，燒杯，細(xì)長玻璃管等。

　　（三）重點(diǎn)難點(diǎn)

　　重點(diǎn)：分子動(dòng)力論的基本內(nèi)容

　　難點(diǎn)：對(duì)分子間作用力的理解

　　(四)教學(xué)過程

　　1．全章導(dǎo)言

　　自然界存在著各種熱現(xiàn)象：物體溫度的變化，物質(zhì)狀態(tài)的變化，物體熱脹冷縮的現(xiàn)象等。這些熱現(xiàn)象的解釋，都涉及到熱現(xiàn)象的本質(zhì)是什么？這也是人類長期探索的問題，直到17世紀(jì)和18世紀(jì)期間，人們才開始認(rèn)識(shí)到熱現(xiàn)象是由物質(zhì)內(nèi)部大量微粒的運(yùn)動(dòng)引起的，這種認(rèn)識(shí)逐漸發(fā)展成為一種科學(xué)理論棗分子動(dòng)理論。到19世紀(jì)建立了能量的概念，人們又逐漸認(rèn)識(shí)到與熱現(xiàn)象相聯(lián)系的能量棗內(nèi)能。用分子動(dòng)理論和內(nèi)能的觀點(diǎn)，可以解釋很多熱現(xiàn)象，這一章我們就學(xué)習(xí)分子動(dòng)理論和內(nèi)能的初步知識(shí)。

　　2．引入新課

　　我們生活在物質(zhì)世界中，我們的周圍充滿著物質(zhì)：水、空氣、石頭、金屬、動(dòng)物、植物等都是物質(zhì)。而對(duì)于物質(zhì)是怎樣構(gòu)成的，這一古老課題，很早就有過種種猜測(cè)，有的主張萬物之源是“氣”，有的主張萬物之源是“火”。公元前5世紀(jì)墨子提出的物質(zhì)的最小單位是“端”，公元前4世紀(jì)古希臘的德漠克利特認(rèn)為宇宙萬物，是由大小和質(zhì)量不同的，不可入的，運(yùn)動(dòng)不息的原子組成。此后經(jīng)過近20xx年的探索，直到17世紀(jì)末，才科學(xué)地認(rèn)識(shí)到物質(zhì)是由分子組成的。

　　3．進(jìn)行新課

　　(1)分子和分子運(yùn)動(dòng)

　　①物質(zhì)是由分子組成的，分子是極小的微粒。如果把分子看做球形，它的直徑約10-10米，這是一個(gè)極小的長度，不僅肉眼看不到，即使用現(xiàn)代的顯微鏡也看不清分子。由于分子極小，所以物體含分子數(shù)目大得驚人。通常情況下，1厘米3空氣里大約有2.7×1019個(gè)分子，如果人數(shù)數(shù)的速度能達(dá)到每秒數(shù)100億個(gè)，要數(shù)完這個(gè)數(shù)，也得用80多年。

　　②構(gòu)成物質(zhì)的分子永不停息地運(yùn)動(dòng)著。由于分子太小，目前尚無法直接觀察分子的行為，但我們可以從宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來判斷分子的行為。

　　演示實(shí)驗(yàn)：擴(kuò)散現(xiàn)象

　　出示事先裝有二氧化氮（或溴氣）氣體的廣口瓶。說明瓶內(nèi)紅棕色的氣體是二氧化氮。再出示一只空的廣口瓶，其實(shí)瓶內(nèi)裝滿了空氣。將裝有二氧化氮的瓶子向空瓶傾倒，這時(shí)看到紅棕色氣體流入空瓶，開始先沉到瓶底。此現(xiàn)象說明二氧化氮的密度大于空氣的密度。

　　另取一只“空”瓶，按課本圖2梍1所示，將其倒扣在裝有二氧化氮?dú)怏w的瓶子上。這時(shí)要強(qiáng)調(diào)：裝有密度較大的二氧化氮?dú)怏w的瓶子在下，裝有空氣的瓶子在上，抽掉玻璃隔板，二氧化氮?dú)怏w不會(huì)流進(jìn)空氣瓶內(nèi)。現(xiàn)在我抽掉隔板，沒有出現(xiàn)二氧化氮?dú)怏w流動(dòng)的現(xiàn)象，我們停一會(huì)兒再來觀察瓶內(nèi)出現(xiàn)的現(xiàn)象。

　　在等候期間，組織學(xué)生自己做墨水?dāng)U散實(shí)驗(yàn)：同學(xué)們課桌上的燒杯里盛有清水，大家不要振動(dòng)桌子，保持清水平靜。請(qǐng)大家向清水里慢慢的滴入一滴墨水，觀察墨水的變化情況。滴入的墨水將下沉，在清水中留下了清晰的墨跡，過一段時(shí)間墨跡的輪廓變模糊，墨跡變淡，周圍的水色變墨。

　　組織學(xué)生觀察前面已做的氣體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)。此時(shí)空氣瓶出現(xiàn)了紅棕色，下面紅棕色的二氧化氮瓶中顏色變淡。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，二氧化氮?dú)怏w進(jìn)入了空氣，空氣進(jìn)入了二氧化氮?dú)怏w中。像這樣，不同的物體在互相接觸時(shí)，彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，叫做擴(kuò)散。

　　擴(kuò)散現(xiàn)象也可以發(fā)生在液體之間。請(qǐng)大家再觀察一下剛才大家滴入清水的墨水，已經(jīng)沒有明顯的墨跡了，整杯水都變黑些了，說明墨水和水也發(fā)生了擴(kuò)散。為了說明液體的擴(kuò)散現(xiàn)象，我們?cè)賮碜鰝�(gè)實(shí)驗(yàn)。（按照課本圖2-3液體的'擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)演示）現(xiàn)在我們看到無色的清水和藍(lán)色的硫酸銅溶液之間有明顯的界面，要觀察到擴(kuò)散現(xiàn)象需要較長的時(shí)間。為了節(jié)省課堂時(shí)間，幾天前我就做了同樣的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)大家看幾天前的實(shí)驗(yàn)。（出示提前二天、四天、六天做的實(shí)驗(yàn)樣本）這些實(shí)驗(yàn)告訴我們，靜放的時(shí)間越長，界面變得越模糊不清，彼此進(jìn)入對(duì)方越深。

　　固體之間也會(huì)發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。將鉛片和金片緊壓在一起，放置5年后再將它們分開，可以看到它們相滲入約1毫米。其實(shí)在日常生活中，我們也觀察到過固體的擴(kuò)散。煤矸石有的原來就是石炭巖，由于長期地跟煤擠壓在一起，它的內(nèi)部也變黑了。

　　大量事實(shí)說明氣體、液體、固體都有擴(kuò)散現(xiàn)象，即使在日常生活中大家也能找到許多事例。例如，某同學(xué)擦點(diǎn)清涼油，周圍同學(xué)就能聞到清涼油味。

　　擴(kuò)散現(xiàn)象表明：一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。只有分子不停地運(yùn)動(dòng)才能相互進(jìn)入對(duì)方。同時(shí)也說明分子不是緊密地?cái)D在一起，而是彼此間存有間隙。

　　(2)分子間的作用力

　　固體、液體的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，且分子間又有間隙，為什么分子不會(huì)飛散開，反而聚合在一起呢？引導(dǎo)學(xué)生猜想，這可能是分子間存在著吸引力，這個(gè)猜想是否正確呢？需要我們用實(shí)驗(yàn)來證實(shí)。

　　演示實(shí)驗(yàn)：分子引力實(shí)驗(yàn)

　　出示演示分子引力的兩個(gè)鉛圓柱。隨意將它們對(duì)在一起，這時(shí)兩鉛塊并沒有表現(xiàn)出吸引力。實(shí)驗(yàn)似乎得到分子間沒有引力的結(jié)果，但是我們不要輕易地放棄我們的猜想，應(yīng)再進(jìn)一步分析原因。大家都知道磁鐵能夠吸引鐵釘，（邊講邊演示）但把鐵釘遠(yuǎn)離磁鐵，這時(shí)磁鐵不能吸起鐵釘（演示），這是為什么？（距離太遠(yuǎn)）。剛才兩鉛塊沒有表現(xiàn)出吸引力，是不是也是因?yàn)榉肿娱g的距離不夠近呢？那么我們想法讓兩鉛塊靠的更近些。（再做實(shí)驗(yàn)時(shí)，用小刀將兩鉛塊表面刮光亮，然后用力將兩鉛塊擠壓在一起）

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果兩鉛塊能吸引在一起，并能負(fù)重達(dá)500克以上。這表明分子之間的吸引力，這種吸引力只有在分子靠得很近時(shí)，才能表現(xiàn)出來。一般分子距離要小于10-9米時(shí)才能表現(xiàn)出引力。

　　在實(shí)際生產(chǎn)中，人們?cè)缇屠�用分子間有吸引力，來進(jìn)行金屬焊接了。一般焊接是靠溶化金屬，從而使分子間的距離足夠近，金屬冷卻后就焊接到一起。近代還有爆破焊接技術(shù)，它是將金屬表面清潔后靠在一起，然后靠爆炸產(chǎn)生的巨大壓力，將兩金屬壓接在一起。

　　液體分子之間也存在吸引力。課本圖2梍18的小實(shí)驗(yàn)就說明液體分子間的吸引力。

　　實(shí)驗(yàn)證實(shí)了我們關(guān)于分子引力的猜想。我們?cè)龠M(jìn)一步思考，又會(huì)發(fā)現(xiàn)新的矛盾：分子之間有間隙，分子之間又有引力，這兩者是矛盾的，分子想互吸引最終應(yīng)該相互靠緊，而不應(yīng)該有間隙。既然分子間有間隙，物體應(yīng)該很容易壓縮，但事實(shí)卻是固體、液體極難壓縮。我們只有根據(jù)事實(shí)，深化我們的認(rèn)識(shí)，事實(shí)表明我們對(duì)分子的認(rèn)識(shí)還不夠全面，還有沒認(rèn)識(shí)到的方面。

　　原來分子之間還存在斥力。分子之間既有引力，又有斥力，會(huì)不會(huì)兩種力總是相互抵消呢？當(dāng)然不會(huì)，只有在特定的距離r時(shí)，分子間的引力不等于斥力，這個(gè)距離r就是通常的分子間隙的距離，大約是10-10米。當(dāng)分子距離小于r時(shí)，斥力和引力都增大，但斥力增大得快，分子間表現(xiàn)為斥力。當(dāng)分子間距離增大時(shí)，斥力和引力都減小，但斥力減小得更快、分子間表現(xiàn)為引力。當(dāng)分子距離再增大，分子引力繼續(xù)減小，當(dāng)分子距離大于10r時(shí)，分子間的作用力將變得十分微弱，可以忽略了。

　　有了對(duì)分子間存在斥力的認(rèn)識(shí)，前面所說的矛盾也就迎刃而解了。

　　(3)小結(jié)

　　通過實(shí)驗(yàn)和思考，我們已經(jīng)對(duì)分子和分子的運(yùn)動(dòng)有了初步認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在我們共同回顧一下，看看我們已經(jīng)有了哪些認(rèn)識(shí)。

　　1．物質(zhì)是由分子組成的，分子是構(gòu)成物質(zhì)的微粒，直徑大約是10-10米。

　　2．分子永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)著。

　　3．分子之間有間隙。

　　4．分子之間存在作用力，相互作用力有兩種，即引力和斥力。

　　以上幾點(diǎn)，就是分子動(dòng)理論的基本要點(diǎn)，利用這些要點(diǎn)，能夠解釋很多熱現(xiàn)象。

　　板書設(shè)計(jì)：

　　分子動(dòng)力論的初步知識(shí)

　　1．物質(zhì)是由分子組成的，分子是構(gòu)成物質(zhì)的微粒，直徑大約是10-10米。

　　2．分子永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)著。

　　3．分子之間有間隙。

　　4．分子之間存在作用力，相互作用力有兩種，即引力和斥力。