分子熱運(yùn)動教學(xué)設(shè)計

閆嬌鈺

一、引入新課

把一塊金子切成兩半，接著把其中一塊金子再切成兩半，這樣繼續(xù)下去，能分割到什么程度。要么這種分割能夠永遠(yuǎn)繼續(xù)下去;要么有一個限度，不能進(jìn)一步分割了。也就是說，物質(zhì)要么是連續(xù)的，可以無限分割下去;要么物質(zhì)是由不可分的粒子構(gòu)成的。在他們看來，第一種說法是荒謬的，因此，他們的結(jié)論是：物質(zhì)是由小得不被察覺的“a-tomos”粒子（即原子）構(gòu)成。古希臘德莫克立特認(rèn)為萬物是由水構(gòu)成的，人們對物質(zhì)組成的認(rèn)識更多的是體現(xiàn)了一種哲學(xué)思想。而在今天，我們則更多的建立在嚴(yán)密的實驗基礎(chǔ)上。

[利用多媒體，逐張播放從宏觀到微觀觀察宇宙的圖片]初步建立宏觀與微觀觀察事物的感性認(rèn)識。

二、進(jìn)行新課

1.擴(kuò)散現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)情境

悄悄在教室的角落里打開一瓶香水，讓學(xué)生們說說感受，提問：能聞到香水的原因是什么？在生活中還有哪些類似的現(xiàn)象？

（由生活現(xiàn)象設(shè)懸疑提出問題，形象直接，能夠吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)欲望，并能激發(fā)他們的科學(xué)思維能力。）

分析聞到香水味的原因，并讓學(xué)生對生活中擴(kuò)散現(xiàn)象和解釋展開猜想，讓學(xué)生認(rèn)識擴(kuò)散現(xiàn)象。

實驗探究擴(kuò)散與溫度的關(guān)系（冷水和熱水中擴(kuò)散速度的比較）

2.布朗運(yùn)動

演示：

通過多媒體錄象，演示花粉微粒做布朗運(yùn)動

設(shè)疑：

a、布朗運(yùn)動（如振動、對流等）是由外界影響的嗎？

b、小微粒在液體中做無規(guī)則運(yùn)動說明什么？

c、微粒越小，運(yùn)動越顯著，為什么？

提示：

（1）宏觀上的物體如果受對流和振動的影響，那么會如何運(yùn)動呢？

（2）運(yùn)動越顯著說明運(yùn)動狀態(tài)越容易改變，從改變運(yùn)動狀態(tài)的原因入手試一試！

結(jié)論：

布朗運(yùn)動：懸浮的顆粒所做的無規(guī)則的運(yùn)動。

溫度越高，運(yùn)動越激烈。

顆粒越小，運(yùn)動越激烈。

本質(zhì)：液體分子的無規(guī)則運(yùn)動。

3.油膜法測分子直徑

[過渡]上面分析知道：分子的體積是極其微小的，用肉眼和光學(xué)顯微鏡都不能

要想看到;我們?nèi)祟惥托枰薮蟮奈⒂^觀察系統(tǒng)能看到。既然分子小得看不見，那怎樣能知道分子的大小呢？怎樣測量呢？

1.分子的大小。

（1）單分子油膜法是最粗略地說明分子大小的一種方法。

將一滴體積已知的小油滴， 滴在水面上， 在重力作用下盡可能的散開形成一層極薄的油膜， 此時油膜可看成單分子油膜，油膜的厚度看成是油酸分子的直徑， 所以只要再測定出這層油膜的面積， 就可求出油分子直徑的大小.

[介紹演示]如果油在水面上盡可能地散開，可認(rèn)為在水面上形成單分子油膜，可以通過幻燈觀察到，并且利用已制好的方格透明膠片蓋在水面上，用于測定油膜面積。

當(dāng)然，這個實驗要做些簡化處理：（1）把分子看成一個個小球;

（2）油分子一個緊挨一個整齊排列;

（3）認(rèn)為油膜厚度等于分子直徑.

[提問]已知一滴油的體積V和水面上油膜面積S，那么這種油分子的直徑是多少？

[學(xué)生回答]d=V/S

[FLASH課件模擬演示] 油膜法測分子直徑

[在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步指出]

①。我們把10的乘方數(shù)叫做數(shù)量級，那么1×10-10m和9×10-10m，數(shù)量級都是10-10m。

②最美物理實驗，最簡單的儀器和設(shè)備，發(fā)現(xiàn)了最根本、最單純的科學(xué)概念，真理就在你的身邊看你如何去發(fā)現(xiàn)。

③指出認(rèn)為分子是小球形是一種近似模型，是簡化地處理問題，實際分子結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但通過估算分子大小的數(shù)量級，對分子的大小有了較深入的認(rèn)識。

4.分子間的作用力

提問：

a、分子在不停地運(yùn)動，為什么固體和液體分子為什么總保持一定形狀不飛散呢？b、分子有間隙，為什么壓縮固體和液體很困難呢？

引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度分系，由于分子無法直接感知，教師可引導(dǎo)學(xué)生類比“生活中的例子”提出猜想。

類比實驗演示：以彈簧連接的小球進(jìn)行實驗類比分子間的引力和斥力。

用彈簧連接的小球做實驗，以形象的宏觀實驗現(xiàn)象類比分子間關(guān)系。

結(jié)論：分子之間既有 引力______又有 斥力______。當(dāng)_____分子間的距離等于平衡距離時，引力 等于______斥力 ;當(dāng)分子間距離小于 ?平衡距離時，斥力起主要作用;當(dāng)分子間距離 大于______平衡距離時，引力起主要作用。引力和斥力都隨距離增大而 減小_____，斥力減小的 更快____。當(dāng)分子間距離大于分子直徑的10倍時，分子間的作用力可以 忽略不計 ?????。

（三）小結(jié)

1.分子運(yùn)動論基本內(nèi)容是：

（1） 物質(zhì)是由分子組成的————;

（2） 組成物質(zhì)的分子在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動————;

（3） ?分子間存在相互作用力_______________ 。

2.阿伏伽德羅常數(shù)NA= 6.0×1023 mol--1，分子直徑的數(shù)量級d= ?1.0×10-10m______________。

3.布朗運(yùn)動本身不是____分子_______運(yùn)動，卻反映了液體 內(nèi)分子運(yùn)動的__________無規(guī)則性。

4.分子之間既有 引力_____又有 斥力______?。當(dāng) ??分子間的距離等于平衡距離時，引力 等于_____斥力 ;當(dāng)分子間距離小于 ?平衡距離時，斥力起主要作用;當(dāng)分子間距離___大于_______平衡距離時，引力起主要作用。引力和斥力都隨距離增大而 減小______，斥力減小的 更快_____ 。當(dāng)分子間距離大于分子直徑的10倍時，分子間的作用力可以 忽略不計 ?????。

5.油膜法測分子直徑： ?d=V/S