分子运动理论:分子间的引力和斥力的实质均是组成分子的原子核及电子所携带的电荷与另一分子的原子核及电子所携带的电荷间的相互作用力即

分子运动理论及其实验基础是全章的重点内容之一，也是学习本章后面各单元及气体一章的基础，因此，透彻理解本单元的内容具有十分重要的意义。 一、对分子动理论中"物体是由大量分子组成的"这句话的理解，应通过一些具体数据增强感性认识，如一滴水中大约就有7×10^20个水分子等等。 二、对"分子在永不停息地做无规则运动"的理解 1、关于"永不停息"应从两方面去理解体会：一方面，是从对实验现象的推理角度来认识通过对布朗运动的观察可以发现，只要液体的温度不变，随着时间的推移，布朗运动的激烈程度不会有丝毫的减弱，即布朗运动与时间无关，体现了运动的永久性；另一方面，从科学理论的角度来看，分子热运动的激烈程度与温度有关，即温度越低，物质分子热运动的激烈程度就越低，运动的平均动能就越小。然而，即使温度降至自然界低温的极限OK，分子的运动依然在进行(此时，仅剩下分子振动能量)，即体现了分子运动的无终止性。 2、关于"运动的无规则性"，应理解为单个分子运动的随机性与大量分子运动的有规律性。单个分子运动的随机性体现在其运动的不可预见性上，其原因是周围其他分子对它的频繁碰撞；大量分子运动的有规律性体现在它们的运动遵循统计规律上，一方面，大量分子运动的速度大小速率按统计规律分布，另一方面，大量分子运动的速度方向满足各向均等规律分布。 扩散现象是分子直接运动的结果，布朗运动虽然不是分子的运动，但它却是分子运动的反映。正是通过布朗运动的永不停息性和无规则性，反映了分子运动的上述特点。布朗运动间接地说明了分子的运动。布朗运动是指悬浮在液体中微粒的无规则运动，通常需用显微镜观察悬浮微粒的这种运动。 布朗运动的成因：液体分子无规则运动时，频繁地、无规则地撞击悬浮在液体中的微粒，使微粒发生了无规则运动．可见，布朗运动的原因是分子无规则运动的结果，但我们所直接看到的并不是分子的运动，而是分子运动的一种表现。 影响布朗运动剧烈程度的因素：1．微粒的大小：在其它条件相同的情况下，微粒的质量越小，越容易改变运动状态，因此在受分子撞击后做无规则的运动越剧烈；2．液体的温度：温度越高，分子无规则运动得越剧烈，对悬浮微粒撞击的频率及强度越高，所以微粒无规则运动得越剧烈。 三、对"分子间同时存在着引力和斥力"的理解 1、这里所说的分子是分子、原子和离子的统称。 2、分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力：以固体物体为例，物体在被拉伸时需要一定的外力，这表明组成物质的分子之间存在着相互的引力作用，所以要使物体被拉伸，一定需要有外力来克服分子之间的引力；同时物体在被压缩时也需要一定的外力，这表明组成物质的分子之间还存在着相互的斥力作用，因此要使物体被压缩时，一定需要有外力来克服分子之间的斥力。分子间的引力和斥力的实质均是组成分子的原子核及电子所携带的电荷与另一分子的原子核及电子所携带的电荷间的相互作用力即库仑力。 3、分子之间的作用力及其变化 分子力：分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力，这两个力的合力即为表现出的分子之间的作用力． 分子间作用力的变化：分子间的作用力与分子间的距离有关——当分子间的距离r＝r0时（r0为10－10 m）引力和斥力相等，此二力的合力为零，即分子间呈现出没有作用力，此时分子所处的位置称为平衡位置；当分子之间距离r＜r0时，分子之间的引力和斥力同时增大，但斥力增大得更多一些，故斥力大于引力，此时分子之间呈现出有相互的斥力作用（此时引力仍然存在）；当分子之间距离r＞r0时，分子之间的引力和斥力同时减小，但斥力减小得更多一些，故引力大于斥力，此时分子之间呈现出有相互的引力作用（此时斥力仍然存在）。可见，分子之间的引力和斥力总是同时存在的，且当分子之间的距离变化时，引力和斥力同时发生变化，只是斥力变化的更“快一些”。最后需要说明的是，分子之间可以发生相互作用的距离很短，一般当分子之间的距离超过分子直径的10倍时，可认为分子之间的作用力为零． 四、理解阿伏加德罗常数的物理意义 1 mol的任何物质含有的微粒数相同，都是6.02×1023个，此数值称为阿伏加德罗常数（此值在一般粗略的计算中可近似取为NA＝6×1023 mol-1）．利用阿伏加德罗常数可以对给定物质的微观量（分子个数、每个分子的质量和直径大小）进行定量计算．对于这类问题，既要求物理概念清楚，又能正确地运用物理规律解题，同时还要求具有快速、准确的计算能力，特别是对于一些数量级问题的快速估算能力． 阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量之间的桥梁，如已知某种物体的摩尔质量M、摩尔体积V及物质的摩尔数n，则可由摩尔数求出此物质中所含分子数目为：N＝n×NA ；每个分子的质量为m＝M/NA；每个分子的体积为v＝V/NA． 五、物体的内能 1．内能 物体内所有分子的热运动的动能和相互作用的势能的总和，称为物体的热力学能，也叫内能。由于物体内大量分子在永不停息地做无规则运动，所以物体内的分子具有动能．因为微观分子无规则运动的剧烈程度与宏观物体的温度有关，所以物体的温度越高，分子的动能越大。与地球上物体和地球之间由于相互作用而具有重力势能类似，分子间由于存在着与它们之间相对位置有关的相互作用力，所以分子间也有相互作用的势能． 2．影响物体内能的因素 影响分子动能的因素：由于大量分子运动的无规则性，所以分子运动的动能有大有小，就某一个分子而言，其动能大小也会由于分子之间的不断撞击而发生变化，所以讨论个别分子的动能大小并无实际意义．但从整体上看，温度越高，分子运动得越剧烈，所有分子动能的平均值就一定较大，因此宏观上的温度就是物体内微观分子平均动能大小的标志．可见，物体的温度越高，物体内大量分子运动的平均动能越大． 影响分子势能的因素：通常分子之间的距离处于“平衡位置”，即r＝r0。根据功与能量转化之间的关系可知，当分子间距离增大时，分子间表现出引力，需要外界做功，故分子势能增大；同样，当分子间距离减小时，分子间表现出斥力，这也需要外界做功，所以分子势能也增大。从宏观上看，分子之间的距离发生变化，必然导致物体的体积变化，所以微观中的分子势能与宏观上的物体体积有关． 3．物体的内能与机械能的区别 〔1〕物体的内能是由物体内分子的数量、大量分子热运动剧烈程度及分子间相互作用所决定的能量，从宏观上看，它取决于物体的温度和体积． 〔2〕机械能是由物体做机械运动及物体间相对位置（或形变）所具有的能量． 六、两种改变物体内能方法的关系 1．两种方法的区别： 热传递的过程是高温物体向低温物体放热，在此过程中，原低温物体吸收热量而内能增加，原高温物体放热而内能减少．可见热传递改变物体内能的过程，实质是内能在高、低温物体间的转移，此过程中内能的转移量即为所传递的热量． 做功改变物体内能的过程中，通常是消耗其它形式的能量来实现的．如克服摩擦做功使物体内能增加，是机械能转化为内能；电流通过电阻做功使电阻发热内能增加，是电能转化为内能．可见，做功改变物体内能的过程是其它形式的能量向内能的转化过程． 2．两种方法的联系： 做功和热传递都可以改变物体的内能，从它们改变内能的最终结果看，两者是等效的