物理分子內(nei) 容(初中)
一、分子間的空隙
氣體(ti) 很容易被壓縮,這表明氣體(ti) 分子之間存在著很大的空隙。我們(men) 通過以下實驗進行說明。
先把加點紅色的的水灌進管中,而後將酒精沿管緩緩注入,在試管中用紅線在液麵做個(ge) 記號。相互混合之後會(hui) 發現,混合物的體(ti) 積明顯少於(yu) 混合前體(ti) 積之和,是由於(yu) 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了的緣故。如果分子間的空隙大,分子間作用力小,所占體(ti) 積大,物質小呈氣態,所以氣態物質分子間的空隙大,而液態和固體(ti) 物質的分子間空隙都很小。
二、分子間的作用力
用力拉伸物體(ti) 時,物體(ti) 內(nei) 要產(chan) 生反抗拉抻的彈力,是因為(wei) 分子間存在著引力。
(1)一段小鉛柱,用力切成兩(liang) 段,然後把兩(liang) 個(ge) 新麵對接,稍用壓力就能使兩(liang) 段鉛柱結合起來,一端掛幾千克的重物,也不會(hui) 把鉛柱拉開。分子間的作用力與(yu) 分子間的距離有關(guan) ,鉛塊切口很平時,稍用壓力就能使兩(liang) 斷麵分子間距離達到吸引力作用的距離,使兩(liang) 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(hui) 產(chan) 生反抗壓縮的彈力,這是物體(ti) 內(nei) 大量分子間斥力的宏觀表現。
(3)分子間作用力的變化規律
分子之間同時存在著相互的引力和斥力,這兩(liang) 個(ge) 力的合力即為(wei) 表現出的分子之間的作用力。經過大量實驗證明,分子間的作用力與(yu) 分子間的距離有關(guan) ,分子間的作用力跟距離的關(guan) 係示意圖如下:
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,引力用負值表示,F為(wei) 斥力與(yu) 引力的合力,即分子力,F為(wei) 正值時,表示合力為(wei) 斥力,F為(wei) 負值時,表示合力為(wei) 引力。
【說明】①從(cong) 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(yu) 兩(liang) 虛線分別相交,這兩(liang) 個(ge) 交點的縱坐標分別代表當分子間距離為(wei) 這一特定值r時的斥力和引力的大小,它們(men) 的代數和即為(wei) 平行線與(yu) 實線交點的縱坐標的數值,也就代表兩(liang) 個(ge) 分子間斥力和引力的合力大小,即分子力的大小。
③當分子間距離r=r0時(r0為(wei) 10-10m),引力和斥力相等,此二力的合力為(wei) 零,即分子間呈現沒有作用力,此時分子所處的位置為(wei) 平衡位置。
④當分子間距離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,故斥力大於(yu) 引力,此時分子間呈現出有相互的斥力作用(此時引力仍然存在)。
⑤當分子間距離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,故引力大於(yu) 斥力,此時分子之間呈現有相互的引力作用(但此時斥力仍然存在)。
⑥分子間可以發生相互作用力的時間很短,一般當分子之間的距離超過分子直徑的10倍時,可認為(wei) 分子之間的作用力為(wei) 零。
三、分子動理論
主要內(nei) 容:物體(ti) 是由數量極多的分子組成的,分子在做永不停息的無規則運動,分子間存在著引力和斥力。這些分子單獨來看,運動是不規則的,帶有偶然性的,但從(cong) 總體(ti) 上看,大量分子的運動遵守一定的規律,這種規律叫做統計規律。
【總結】分子之間存在著引力和斥力,引力和斥力的大小決(jue) 定了分子間力表現為(wei) 引力還是斥力。 當兩(liang) 個(ge) 分子處於(yu) 它們(men) 的平衡位置,即r=r0時,引力和斥力相等,分子力表現為(wei) 零; 當分子間距離小於(yu) 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為(wei) 斥力; 當分子間的距離大於(yu) 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為(wei) 引力; 當分子間的距離大於(yu) 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。