第10.2节 分子的运动 分子间的相互作用-2024-2025学年高二物理同步学与练（沪科版2020上海选择性必修第三册）.docx

第十章分子动理论

10.2分子的运动分子间的相互作用

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知识要点

难易度

1.扩散现象：固体、液体、气体之间都会发生

2.布朗运动

3.分子力模型r＝r0引力=斥力，分子势能最小，动能最大

4.rr0引力斥力，合力为引力，随r增大先增大后减小

5.rr0引力斥力，合力为斥力，随r减小而增大

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??知识精讲

一、分子的运动

1.扩散现象

(1)定义：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散。

(2)固体、液体、气体以及相互之间都会扩散。

液体的扩散现象：硫酸铜溶液和水。

固体的扩散现象：炒菜加盐后有咸味、茶叶蛋、咸鸭蛋、堆煤块的墙角变黑。

气体的扩散现象：香水，花香。

尘土飞扬、雪花飞舞、雾霾等都不属于扩散现象。

(3)应用：在纯净半导体材料中掺入其他元素。

(4)温度越高扩散越快。

(5)扩散现象表明：

①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动；

②组成物质的分子间有间隙。

2.布朗运动

(1)布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒永不停息的无规则运动。

它首先是由英国植物学家布朗在1827年用显微镜观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的。

注意：(b)图是实验得出的每隔一定时间微粒所处位置的连线，不是固体微粒的运动轨迹。

(2)产生原因：悬浮在液体中的微粒质量很小，在某一瞬间液体分子对微粒撞击力的不平衡导致。

简言之：液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。

(a)显微镜下的悬浮颗粒(b)布朗运动

(3)影响布朗运动激烈程度的因素：固体微粒的大小和液体的温度。

微粒越小，液体分子对它碰撞的不均匀性越明显；惯性越小，运动状态容易改变，所以运动越激烈；

液体的温度越高，分子运动越不规则，对微粒碰撞的不均匀性越强，布朗运动越激烈。

(4)意义：间接地反映液体或气体分子运动的无规则性。

做布朗运动的是微粒，不是液体分子，但它反映了液体分子永不停息地做无规则运动。

气体中的气溶胶、PM2.5也在做布朗运动，很难沉降到地面。

3.热运动

分子在做永不停息的无规则运动叫做热运动。温度越高，分子的热运动越激烈。

例1.判断正误

(1).布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映。（×）

(2).布朗运动是液体或气体分子无规则运动的反映。（√）

(3).观察时间越长，布朗运动就越显著。（×）

(4).阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动。（×）

(5).布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发生。（×）

(6).布朗运动和扩散现象都是分子运动。（×）

(7).布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显。（√）

(8).布朗运动和扩散现象都可以用肉眼直接观察。（×）

例2.（多选）近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后危害人体健康，矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是（）

A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当

B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动

C．温度越低PM2.5活动越剧烈

D．PM2.5中小一些的颗粒的运动比大一些的颗粒更为剧烈

答案：BD

解析：A．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，远大于氧分子尺寸的数量级，A错误；

B．PM2.5在空气中的运动是固体颗粒，属于布朗运动。故B正确；

C．温度越高PM2.5活动越剧烈，故C错误；

D．PM2.5中颗粒小一些的，空气分子对颗粒的撞击越不均衡，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈，D正确。

二、分子间的相互作用

1．分子力

在任何情况下，分子间总是同时存在着引力和斥力，而实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。

2.哪些现象说明分子力的存在

(1)分子间存在相互作用的引力（如：压紧的铅块结合在一起，它们不易被拉开）

注意：吸在玻璃上的塑料挂钩是因为大气压强，不能说明分子间引力。

(2)分子间存在相互作用的斥力（如：固体和液体很难被压缩）

注意：压缩气体也需要力，是因为气体有压强，不说明分子间存在斥力作用。

3.分子间有空隙

(1)气体：气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙。

(2)液体：水和酒精混合后总体积变小，说明液体分子之间存在着空隙。

(3)固体：压在一起的金块和铅块，各自的分子能扩散到对方内部，说明固体分子之间存在着空隙。

4.分子力与分子间距离变化的关系

(1)平衡位置：分子间距离r＝r0的位置，引力与斥力大小相等，合力为零，r0数量级为10－10m。

(2)分子间引力和斥力