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一、教學(xué)目標(biāo)
1在物理知識(shí)方面的要求
(1)掌握分子動(dòng)理論的三個(gè)基本觀點(diǎn);
(2)理解阿伏伽德羅常數(shù)的物理意義,掌握有關(guān)微觀量的計(jì)算方法
2通過將有關(guān)物理知識(shí)條理化進(jìn)行復(fù)習(xí),使學(xué)生理解相關(guān)知識(shí)內(nèi)在的邏輯性,從而在較高的層次上掌握分子動(dòng)理論的基本知識(shí)
3在物理學(xué)的方法論上,讓學(xué)生懂得任何理論都是建立在一定的觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的,從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)的規(guī)律才是物理知識(shí)的源泉
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1重點(diǎn):分子動(dòng)理論的三個(gè)基本觀點(diǎn),阿伏伽德羅常數(shù)
2難點(diǎn):用阿伏伽德羅常數(shù)聯(lián)系宏觀量與微觀量,進(jìn)行分子數(shù)、分子質(zhì)量和體積的計(jì)算,并要區(qū)別固、液和氣態(tài)不同的分子模型
三、主要教學(xué)過程
(一)引入新課
簡要說明本章(分子動(dòng)理論,內(nèi)能)復(fù)習(xí)方法與過去(力,電)之不同點(diǎn):理解與記憶并重,掌握估算方法
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容
引導(dǎo)學(xué)生回憶分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容
(1)物體是由大量分子組成的
提問:從哪些方面證明物體是由大量分子組成的?
證明:①分子直徑的數(shù)量級(jí):10-10m
提問:實(shí)驗(yàn)根據(jù)?
答:油膜法測分子直徑
指出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路巧妙且較易實(shí)現(xiàn)
②阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.0×1023mol-1
提問:怎樣計(jì)算NA值?
指出阿伏伽德羅常數(shù)的物理意義:1mol任何物質(zhì)包含的微粒數(shù)都是相同的,但不同物質(zhì)的分子質(zhì)量和體積不同,所以,1mol不同物質(zhì)的總質(zhì)量(摩爾質(zhì)量)和總體積(摩爾體積)不同
例1求1g鐵(Fe)包含的原子數(shù),已知鐵的分子量為56
提示:指出Fe=56,即鐵的摩爾質(zhì)量是M=56g/mol
指出:如果知道1g鐵包含幾摩爾物質(zhì),便可由阿伏伽德羅常數(shù)求出它包含的原子數(shù)
解:1g鐵的摩爾數(shù)
原子數(shù):
例2求1個(gè)鐵原子的質(zhì)量
例3求1個(gè)鐵原子的體積
提示:怎樣求“摩爾體積”?
提示:將固態(tài)鐵中的鐵原子看成一個(gè)緊挨一個(gè)的緊密排列,且看成立方體模型
解:1mol鐵原子的體積(摩爾體積)
1個(gè)鐵原子的體積
追問:如果把鐵原子占有的空間看成立方體,則1個(gè)鐵原子的直徑有多少米?
例4求1cm3鐵包含的原子數(shù)
提示:1mol鐵原子的體積VM=M/D,則1cm3鐵包含的原子數(shù)n=1cm3/VM
注意例3、例4互為倒數(shù)關(guān)系
指出固體和液體分子都是緊密排列的,所以對(duì)液體而言,以上計(jì)算方法都適用
(2)所有分子都在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)(熱運(yùn)動(dòng))
提問:證明?
證明:布朗運(yùn)動(dòng)
說明布朗運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:永不停息、無規(guī)則、溫度越高越激烈
說明:由于布朗運(yùn)動(dòng)是固體顆粒受到液體分子撞擊造成的,所以布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子永不停息無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映
說明:溫度是分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)激烈程度的反映
說明擴(kuò)散現(xiàn)象也是分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)造成的,但這個(gè)現(xiàn)象也說明了分子間有空隙
(3)分子間存在著引力和斥力
指出分子間的相互作用力來源于庫侖力,所以分子間引力和斥力同時(shí)存在,分子力是合力
由庫侖定律可知,當(dāng)兩個(gè)分子之間的距離增大時(shí),它們之間的引力和斥力同時(shí)減小;當(dāng)兩個(gè)分子之間的距離減小時(shí),它們之間的引力和斥力同時(shí)增大
讓學(xué)生看書,理解圖1所示分子力f隨分子間距r的關(guān)系:
①當(dāng)r=r0時(shí),f引=f斥,f=0;
②當(dāng)r<r0時(shí),f引和f斥隨r減小而增大,f斥增大得比f引快,f表現(xiàn)為斥力為主;
③當(dāng)r>r0時(shí),f引和f斥隨r增大而減小,f斥減小得比f引快,f表現(xiàn)為引力為主
④當(dāng)r>10r0時(shí),f引和f斥都趨于零(氣體),f可以忽略,所以理想氣體不考慮分子力
例5一個(gè)房間的體積為15×3m3,試估算該房間內(nèi)空氣的質(zhì)量已知在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的摩爾質(zhì)量為2.9×10-2kg/mol
提示:由于氣體分子之間的作用力很小而使氣體不能有固定的體積,使氣體分子通過熱運(yùn)動(dòng)充滿容器的整個(gè)空間,房間的容積就是氣體的體積
提示:先計(jì)算房間中空氣的摩爾數(shù)
提示:設(shè)空氣處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(簡化方法)
解:房間中空氣的摩爾數(shù)
則空氣質(zhì)量
m=NM=(2.0×103)×(2.9×10-2)=58kg
講述一個(gè)人想買一個(gè)名作家故居空氣的故事
例6在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,求1個(gè)氣體分子占有的空間
四、教學(xué)說明
本課是通過教師引導(dǎo),學(xué)生活動(dòng)(回答問題和動(dòng)手計(jì)算)完成的