物理分子內(nèi)容(初中)
一、分子間的空隙
氣體很容易被壓縮,這表明氣體分子之間存在著很大的空隙。我們通過以下實驗進(jìn)行說明。
先把加點紅色的的水灌進(jìn)管中,而后將酒精沿管緩緩注入,在試管中用紅線在液面做個記號。相互混合之后會發(fā)現(xiàn),混合物的體積明顯少于混合前體積之和,是由于分子間有間隙,分子間相互穿插和相互作用,致使分子間隙有一部分被另一種分子占據(jù)了的緣故。如果分子間的空隙大,分子間作用力小,所占體積大,物質(zhì)小呈氣態(tài),所以氣態(tài)物質(zhì)分子間的空隙大,而液態(tài)和固體物質(zhì)的分子間空隙都很小。
二、分子間的作用力
用力拉伸物體時,物體內(nèi)要產(chǎn)生反抗拉抻的彈力,是因為分子間存在著引力。
(1)一段小鉛柱,用力切成兩段,然后把兩個新面對接,稍用壓力就能使兩段鉛柱結(jié)合起來,一端掛幾千克的重物,也不會把鉛柱拉開。分子間的作用力與分子間的距離有關(guān),鉛塊切口很平時,稍用壓力就能使兩斷面分子間距離達(dá)到吸引力作用的距離,使兩段鉛塊重新接合起來。
(2)分子間有空隙,但是用力壓縮物理會產(chǎn)生反抗壓縮的彈力,這是物體內(nèi)大量分子間斥力的宏觀表現(xiàn)。
(3)分子間作用力的變化規(guī)律
分子之間同時存在著相互的引力和斥力,這兩個力的合力即為表現(xiàn)出的分子之間的作用力。經(jīng)過大量實驗證明,分子間的作用力與分子間的距離有關(guān),分子間的作用力跟距離的關(guān)系示意圖如下:
圖中橫軸表示分子間距,縱軸表示分子間作用力,斥力用正值表示,引力用負(fù)值表示,F為斥力與引力的合力,即分子力,F為正值時,表示合力為斥力,F為負(fù)值時,表示合力為引力。
【說明】①從圖中可看出:引力線比斥力線平緩些。由此可知,分子間引力和斥力都隨分子間距離r的增大而減小,且斥力比引力減小得快。
②如果過r軸上任一點作一條跟F軸平行的直線與兩虛線分別相交,這兩個交點的縱坐標(biāo)分別代表當(dāng)分子間距離為這一特定值r時的斥力和引力的大小,它們的代數(shù)和即為平行線與實線交點的縱坐標(biāo)的數(shù)值,也就代表兩個分子間斥力和引力的合力大小,即分子力的大小。
③當(dāng)分子間距離r=r0時(r0為10-10m),引力和斥力相等,此二力的合力為零,即分子間呈現(xiàn)沒有作用力,此時分子所處的位置為平衡位置。
④當(dāng)分子間距離r<r0時,分子間的引力和斥力同時增大,但斥力增大得更多一些,故斥力大于引力,此時分子間呈現(xiàn)出有相互的斥力作用(此時引力仍然存在)。
⑤當(dāng)分子間距離r>r0時,分子間的引力和斥力同時減小,但斥力減小得更多一些,故引力大于斥力,此時分子之間呈現(xiàn)有相互的引力作用(但此時斥力仍然存在)。
⑥分子間可以發(fā)生相互作用力的時間很短,一般當(dāng)分子之間的距離超過分子直徑的10倍時,可認(rèn)為分子之間的作用力為零。
三、分子動理論
主要內(nèi)容:物體是由數(shù)量極多的分子組成的,分子在做永不停息的無規(guī)則運動,分子間存在著引力和斥力。這些分子單獨來看,運動是不規(guī)則的,帶有偶然性的,但從總體上看,大量分子的運動遵守一定的規(guī)律,這種規(guī)律叫做統(tǒng)計規(guī)律。
【總結(jié)】分子之間存在著引力和斥力,引力和斥力的大小決定了分子間力表現(xiàn)為引力還是斥力。 當(dāng)兩個分子處于它們的平衡位置,即r=r0時,引力和斥力相等,分子力表現(xiàn)為零; 當(dāng)分子間距離小于r0時,引力和斥力都增大,但斥力增大得更快,因而分子間的作用力表現(xiàn)為斥力; 當(dāng)分子間的距離大于r0時,引力和斥力都減小,但斥力減小得更快,因而分子間的作用力表現(xiàn)為引力; 當(dāng)分子間的距離大于r0時,引力和斥力都已減小得十分微弱,分子間的作用力接近零,可以忽略。