《分子的熱運動》知識清單

《分子的熱運動》知識清單分子的熱運動之擴散現(xiàn)象知識清單一、教材基本信息版本：粵教版冊數(shù)：選修33章節(jié)：第一章分子動理論第三節(jié)類型：知識講解與拓展二、知識要點（一）分子動理論的初步認識1、物質(zhì)是由大量分子組成的分子的概念在化學和物理里有所不同哦。在物理中，分子是保持物質(zhì)化學性質(zhì)的最小微粒。這里的分子可大可小，像單原子分子（如氦氣中的氦原子），多原子分子（如水分子是由兩個氫原子和一個氧原子組成）。分子的數(shù)量超級多。如果把一滴水放大到地球那么大，分子也就像籃球那么大，而且這滴水里的分子數(shù)量多得驚人呢。2、分子在永不停息地做無規(guī)則運動這是分子動理論的核心內(nèi)容之一。分子不是靜止不動的，就像一群調(diào)皮的小精靈，不停地跑來跑去，而且沒有什么固定的規(guī)律。這種運動在不同的狀態(tài)下都存在，不管是固體、液體還是氣體。（二）擴散現(xiàn)象的概念1、定義擴散現(xiàn)象就是不同物質(zhì)相互接觸時，彼此進入對方的現(xiàn)象。這就像是兩種不同顏色的墨水，滴到一起后慢慢混合均勻了。在日常生活中，擴散現(xiàn)象很常見。比如，把一滴墨水滴到水里，過一會兒，整杯水都變黑了，這就是墨水分子擴散到水中的結(jié)果。還有，當我們打開一瓶香水，在房間的一個角落，過一會兒整個房間都能聞到香水味，這也是香水分子擴散到空氣中的表現(xiàn)。2、擴散現(xiàn)象與分子運動的關系擴散現(xiàn)象直接證明了分子在永不停息地做無規(guī)則運動。因為如果分子是靜止的，就不會有不同物質(zhì)相互進入對方的情況了。分子的無規(guī)則運動越劇烈，擴散現(xiàn)象就越明顯。像在溫度高的時候，擴散就快，這是因為分子運動的速度加快了。（三）擴散現(xiàn)象在不同物態(tài)中的表現(xiàn)1、氣體中的擴散在氣體中，擴散現(xiàn)象非常容易發(fā)生。氣體分子間距離大，分子活動的空間大，所以擴散速度比較快。例如，我們在教室的一頭釋放一些有特殊氣味的氣體（當然要是安全的氣體哦），很快在教室的另一頭就能聞到這種氣味，這就是氣體擴散的例子。2、液體中的擴散液體中的擴散比氣體要慢一些。因為液體分子間的距離比氣體小，分子間的作用力比較大，限制了分子的運動。像把硫酸銅溶液慢慢滴入清水中，我們會看到藍色的硫酸銅溶液在清水中慢慢擴散開來，但是這個過程比氣體擴散要慢很多。3、固體中的擴散固體中的擴散是最慢的。固體分子排列緊密，分子間作用力很強。不過，固體擴散現(xiàn)象也是存在的。比如，把兩塊不同的金屬緊緊壓在一起，經(jīng)過很長時間后，會發(fā)現(xiàn)兩種金屬相互滲透了一小部分，這就是固體擴散的表現(xiàn)。（四）影響擴散現(xiàn)象的因素1、溫度溫度對擴散現(xiàn)象的影響非常大。溫度越高，分子的無規(guī)則運動就越劇烈，擴散就越快。我們可以做個小實驗，把一杯熱水和一杯冷水，同時滴入一滴墨水。會發(fā)現(xiàn)熱水中的墨水擴散得更快，一會兒就使整杯水變黑了，而冷水中墨水擴散得比較慢。2、物質(zhì)的種類不同物質(zhì)的分子大小、分子間作用力等不同，這些都會影響擴散的速度。例如，酒精和水混合時的擴散速度就和油和水混合時的擴散速度不一樣。因為酒精分子和水分子的相互作用與油分子和水分子的相互作用不同。3、濃度差擴散現(xiàn)象是從高濃度向低濃度進行的，濃度差越大，擴散的動力就越大，擴散速度也就越快。就像在一個裝有濃鹽水和清水的容器中間用半透膜隔開，濃鹽水那邊的鹽分子會很快向清水那邊擴散，因為兩邊的濃度差很大。（五）擴散現(xiàn)象的實際應用1、在生產(chǎn)生活中的應用在食品加工方面，腌制食品就是利用了擴散現(xiàn)象。鹽分子擴散到食物中，起到了防腐和調(diào)味的作用。在化工生產(chǎn)中，很多物質(zhì)的混合和反應也依賴于擴散現(xiàn)象。例如，在一些化學反應中，反應物分子需要通過擴散相互接觸才能發(fā)生反應。2、在科學研究中的應用科學家可以通過研究擴散現(xiàn)象來了解分子的大小、分子間的作用力等性質(zhì)。例如，通過測量某種物質(zhì)在另一種物質(zhì)中的擴散速度，結(jié)合相關理論公式，可以計算出分子的一些參數(shù)。（六）擴散現(xiàn)象與熱現(xiàn)象的聯(lián)系1、擴散現(xiàn)象與熱運動分子的無規(guī)則運動也叫熱運動，擴散現(xiàn)象是分子熱運動的一種表現(xiàn)形式。熱運動的能量就是熱能，當物體溫度升高時，分子的熱運動加劇，擴散現(xiàn)象也就更明顯了。2、從擴散現(xiàn)象理解熱力學第二定律擴散現(xiàn)象是有方向性的，總是從高濃度向低濃度擴散。這和熱力學第二定律中關于熵增加的原理有一定的聯(lián)系。簡單來說，在一個孤立系統(tǒng)中，自然過程總是朝著使系統(tǒng)的熵增加的方向進行，擴散現(xiàn)象符合這個規(guī)律，它使得系統(tǒng)變得更加無序。（七）相關的拓展思考1、微觀分子運動與宏觀現(xiàn)象的聯(lián)系擴散現(xiàn)象是微觀分子運動在宏觀上的體現(xiàn)。從微觀的分子無規(guī)則運動，到宏觀上我們看到的物質(zhì)混合、氣味傳播等現(xiàn)象，這中間有著緊密的聯(lián)系。這也告訴我們，宏觀現(xiàn)象背后往往有著微觀的物理本質(zhì)，通過研究微觀分子的運動規(guī)律，我們可以更好地解釋和預測宏觀現(xiàn)象。2、對分子間作用力的再認識擴散現(xiàn)象的存在也讓我們對分子間作用力有了新的思考。分子間既有引力又有斥力，在擴散過程中，分子需要克服這些作用力才能相互進入對方。例如，在固體擴散中，分子間作用力很強，這就使得固體擴散非常緩慢，但在一定條件下，分子還是能夠突破這種限制進行擴散，這說明分子間作用力是一種相對的、動態(tài)的關系。三、能力拓展1、實驗設計能力學生可以自己設計實驗來探究影響擴散現(xiàn)象的因素。比如設計一個實驗來探究溫度對擴散速度的影響，可以選擇不同溫度的水，然后向里面滴入相同的顏料，觀察顏料擴散的速度。在設計實驗時，要考慮控制變量。像上面的實驗，除了溫度不同，水的體積、容器的大小等其他因素都要保持相同。2、邏輯推理能力根據(jù)擴散現(xiàn)象的特點和規(guī)律，進行邏輯推理。例如，如果觀察到兩種物質(zhì)混合后擴散速度非常慢，就可以推測這兩種物質(zhì)的分子間可能存在比較強的作用力，或者分子本身比較大等原因。再比如，從擴散現(xiàn)象的方向性（從高濃度到低濃度），可以推理出在沒有外界干擾的情況下，系統(tǒng)會朝著一種自然的、無序的方向發(fā)展，這有助于理解熱力學的一些基本概念。3、分析和解決問題的能力當遇到一些與擴散現(xiàn)象有關的實際問題時，能夠運用所學知識進行分析和解決。比如，在食品保鮮方面，如果發(fā)現(xiàn)腌制食品的效果不好（可能是鹽擴散不均勻等原因），可以分析是溫度、濃度差還是其他因素的問題，然后采取相應的措施。四、習題鞏固（一）基礎概念題1、擴散現(xiàn)象最能說明（）A.分子間有作用力B.分子在不停地做無規(guī)則運動C.分子有一定的大小D.分子有一定的質(zhì)量答案：B。擴散現(xiàn)象就是不同物質(zhì)相互接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象，這直接證明了分子在不停地做無規(guī)則運動。2、下列現(xiàn)象中屬于擴散現(xiàn)象的是（）A.春天沙塵暴，飛沙滿天B.擦黑板時，粉筆灰四處飛揚C.槐樹開花時，空氣中彌漫著槐花的香味D.甲型H1N1流感病毒通過飛沫傳播答案：C。A、B、D選項中的現(xiàn)象都不是分子的擴散現(xiàn)象，飛沙、粉筆灰、飛沫都不是分子，而槐花的香味是槐花分子擴散到空氣中的結(jié)果。（二）影響因素題1、在一個實驗中，將一滴藍墨水分別滴入一杯熱水和一杯冷水中，（）中的墨水擴散得更快，這說明擴散現(xiàn)象與（）有關。答案：熱水；溫度。因為溫度越高，分子的無規(guī)則運動越劇烈，擴散現(xiàn)象就越明顯。2、在研究擴散現(xiàn)象與物質(zhì)種類的關系時，我們將等量的酒精和水分別放在兩個相同的容器中，發(fā)現(xiàn)酒精在空氣中的擴散速度比水在空氣中的擴散速度（），這是因為（）。答案：快；酒精分子和水分子的性質(zhì)不同，包括分子大小、分子間作用力等，這些因素導致它們在空氣中的擴散速度不同。（三）拓展應用題1、請解釋為什么在冬天腌制咸菜時，要比夏天腌制花費的時間長。答案：腌制咸菜是利用鹽分子擴散到菜中的原理。冬天溫度低，分子的無規(guī)則運動緩慢，擴散速度慢；而夏天溫度高，分子無規(guī)則運動劇烈，擴散速度快。所以冬天腌制咸菜比夏天花費的時間長。2、有一種新型材料，科學家想知道它的分子大小，你能根據(jù)擴散現(xiàn)象的相關知識設計一個實驗來初步估算它的分子大小嗎？答案：可以將這種新型材料制成很薄的一層，放在另一種已知分子大小且擴