分子動(dòng)理論的初步知識(shí)為:常見的物質(zhì)是由大量分子或原子構(gòu)成的，物質(zhì)內(nèi)的分子在不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，且分子之間存在著引力和斥力。利用分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)，可以解釋很多熱現(xiàn)象。

分子動(dòng)理論簡介

一、物質(zhì)由大量的分子構(gòu)成

這里的分子是指構(gòu)成物質(zhì)的單元，即具有各種物理化學(xué)性質(zhì)的最小微粒，可以是原子、離子，也可以是分子。

1、分子的大小

物質(zhì)是由分子組成的，特點(diǎn)是多而且小。如果把分子看成球形的，那么一般分子的直徑只有百億分之幾米，也就是說，分子的直徑是以10-10m來量度的。由于分子很小，物體里含有的分子數(shù)通常是很多的，在通常情況下，1cm3的水里含有3.35×1022個(gè)水分子!

2、分子間存在間隙

為了更好地描述分子，我們?cè)谶@里建立了一個(gè)理想化模型:把分子看成是小球，固體、液體被理想化地認(rèn)為其組成分子是一個(gè)挨一個(gè)緊密排列的，每個(gè)分子的體積就是每個(gè)分子平均占有的空間，即分子體積=物體體積÷分子個(gè)數(shù)。氣體分子仍可視為小球，但分子間距離較大，不能看作一個(gè)挨一個(gè)緊密排列，所以氣體分子的體積遠(yuǎn)小于每個(gè)分子平均占有的空間。以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)均可說明分子間存在問隙。

①氣體容易被壓縮，說明氣體分子間有間隙。

②水和酒精混合后的體積小于兩者原來的體積之和，說明液體分子間有間隙。

③用2×109Pa的壓強(qiáng)壓縮鋼筒中的油，發(fā)現(xiàn)油可以透過筒壁逸出，說明固體分子間有間隙。

二、分子的熱運(yùn)動(dòng)

不同的物質(zhì)在互相接觸時(shí)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，叫作擴(kuò)散現(xiàn)象打散現(xiàn)象可以發(fā)生在氣體之間，如在教室內(nèi)撒一些香水，隨后教室內(nèi)的各個(gè)角落都可以聞到;擴(kuò)散現(xiàn)象可以發(fā)生在液體之間，如在清水中滴一滴紅墨水，稍后發(fā)現(xiàn)墨水會(huì)散開;擴(kuò)散現(xiàn)象可以發(fā)生在固體之間，如把磨得很光滑的鉛片和金片緊壓在一起，過較長時(shí)間，可以看到它們互相滲透。

大量事實(shí)證明，一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這種無規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫作分子的熱運(yùn)動(dòng)。分子的熱運(yùn)動(dòng)隨溫度的升高而加劇。

三、分子間的作用力

分子間同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力，引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大。但斥力比引力變化得快，實(shí)際表現(xiàn)出來的力是引力和斥力的合力。

如固體被壓縮時(shí)，斥力大于引力，作用力表現(xiàn)為斥力;被拉伸時(shí)，引力大于斥力，作用力表現(xiàn)為引力。所以固體不容易被壓縮和拉伸，具有一定的體積和形狀。氣體分子之間的距離相對(duì)較大，引力和斥力相對(duì)可以忽略不計(jì)，因此，氣體具有流動(dòng)性，容易被壓縮。液體分子間的引力和斥力居于固體與氣體之間，這樣的結(jié)構(gòu)使得液體較難被壓縮，但具有流動(dòng)性。沒有固定的形狀。

分子動(dòng)理論三大要點(diǎn)

一、物質(zhì)構(gòu)成

1、物體是由大量分子組成的，組成宏觀物體的微觀分子很“小”(數(shù)量級(jí)為10-10m)，宏觀物體的微觀分子數(shù)量很“多”(任何1mol物質(zhì)都含有6.02×1023個(gè)分子)。

2、分子永不停息地在做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，分子熱運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)。

3、分子間存在著相互作用的分子力。

①分子間的引力F引與斥力F斥同時(shí)存在，表現(xiàn)出的分子力是它們的合力。

②分子間的引力F引與斥力F斥均隨分子間距r的增大而減小，但F斥隨間距r衰減得更快些。變化規(guī)律如上圖所示。

③分子間距存在著某一個(gè)值r0(數(shù)量級(jí)為10-10m)。

當(dāng)r r0時(shí)，F(xiàn)引 F斥，分子力表現(xiàn)為引力;

當(dāng)r=r0時(shí)，F(xiàn)引=F斥，分子力為0;

當(dāng)r r0時(shí)，F(xiàn)引 F斥，分子力表現(xiàn)為斥力。

④當(dāng)分子間距r 10r0時(shí)，分子間引力、斥力均可忽略。

⑤分子力的本質(zhì)是4種基本相互作用中的電磁相互作用。

二、物體的熱力學(xué)能

1、物體的熱力學(xué)能。物體所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和與分子力相對(duì)應(yīng)的分子勢(shì)能之和叫作物體的熱力學(xué)能。物體的熱力學(xué)能跟物體的溫度和體積都有關(guān)系。

2、分子平均動(dòng)能。做熱運(yùn)動(dòng)的分子具有的動(dòng)能叫分子動(dòng)能。由于分子熱運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，所以各個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能不同，但所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的平均值只與溫度相關(guān)，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度相同，則分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能相同。

3、分子勢(shì)能。由分子間相對(duì)位置決定的勢(shì)能叫分子勢(shì)能。分子力做正功時(shí)分子勢(shì)能減小;分子力做負(fù)功時(shí)分子勢(shì)能增大。

4、改變熱力學(xué)能的2種方式：做功和熱傳遞。做功涉及熱力學(xué)能與其他能量間的轉(zhuǎn)化，而熱傳遞則只涉及熱力學(xué)能在不同物體間的轉(zhuǎn)移。

三、阿伏加德羅常數(shù)

1mol任何物質(zhì)都含6.02×1023個(gè)粒子，這個(gè)常數(shù)叫阿伏加德羅常數(shù)，用NA表示。阿伏加德羅常數(shù)是連接宏觀世界與微觀世界的“橋梁”。設(shè)物質(zhì)的宏觀量為:物質(zhì)體積V，摩爾體積Vm，物質(zhì)質(zhì)量m，摩爾質(zhì)量M，物質(zhì)密度ρ。設(shè)物質(zhì)的微觀量為:分子質(zhì)量m0，分子體積V0，分子數(shù)量n。

分子質(zhì)量m0=M/NA=ρVm/NA(普遍適用)。

分子體積V0=Vm/NA=M/ρNA(只適用固體和液體)。

分子數(shù)量關(guān)系n=mNA/M=ρVNA/ρVm=VNA/Vm。

分子動(dòng)理論六大關(guān)系

1、布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮于液體(氣體)中的固體小顆粒所做的永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因是液體分子的撞擊不平衡所致。

正因?yàn)槿绱?，布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)恰好反映出液體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):布朗運(yùn)動(dòng)永不停息，表明分子運(yùn)動(dòng)永不停息;布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，表明分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性;布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度隨溫度升高而加劇，表明分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度隨溫度升高而加劇，但布朗運(yùn)動(dòng)本身不是分子熱運(yùn)動(dòng)。

2、擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和分子熱運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是指相互接觸的物體互相進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。實(shí)際上，擴(kuò)散現(xiàn)象就是由于組成物質(zhì)的分子熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的。物質(zhì)的溫度越高，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)越迅速。

3、布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

擴(kuò)散現(xiàn)象的本質(zhì)就是分子的熱運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)不是分子的熱運(yùn)動(dòng)，但布朗運(yùn)動(dòng)能反映液體分子的熱運(yùn)動(dòng)。物質(zhì)的溫度越高，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)越迅速。液體的溫度越高，微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈。

4、分子動(dòng)能與分子平均動(dòng)能的關(guān)系

分子由于無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)具有的能量叫分子動(dòng)能，分子運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)刻發(fā)生變化，則分子動(dòng)能也時(shí)刻變化。組成物質(zhì)所有分子的動(dòng)能的平均值叫分子的平均動(dòng)能，分子的平均動(dòng)能取決于物體的溫度。

5、機(jī)械能與熱力學(xué)能的關(guān)系

機(jī)械能與物體的整體的運(yùn)動(dòng)情況和物體的位置有關(guān)，熱力學(xué)能則與物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間的相互作用情況有關(guān)。機(jī)械能與熱力學(xué)能是2種形式不同的能量，二者可以轉(zhuǎn)化。

6、熱量和熱力學(xué)能之間的關(guān)系

熱量是指熱傳遞過程中轉(zhuǎn)移的能量的多少。物體吸收或放出熱量的多少與物質(zhì)的種類、物體的質(zhì)量、溫度的變化有關(guān)。熱力學(xué)能是能量的一種形式，它是物體內(nèi)部所有分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與勢(shì)能的總和。

熱量反映了熱傳遞過程中，熱力學(xué)能轉(zhuǎn)移的數(shù)量：物體放出了多少熱量，熱力學(xué)能就減小多少;物體吸收了多少熱量，熱力學(xué)能就增加多少。

但熱力學(xué)能增減并不只與吸收或放出的熱量有關(guān)，做功也可以改變物體的熱力學(xué)能：對(duì)物體做功，物體的熱力學(xué)能會(huì)增加，對(duì)物體做了多少功，物體的熱力學(xué)能就會(huì)增加多少;物體對(duì)外做功，物體的熱力學(xué)能會(huì)減少，對(duì)外做功多少，物體的熱力學(xué)能就會(huì)減少多少。