那么,分子间为什么有相互作用力呢?
我们知道,分子是由原子组成的。原子内部有带正电的原子核和带负电的电子。分子间的作用力就是由这些带电粒子的相互作用引起的。
分子动理论
我们已经知道:物体是由大量分子组成的,分子在做永不停息的无规则运动,分子之间存在着相互作用力。这就是分子动理论的基本内容。
在热学研究中常常以这样的基本内容为出发点,把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现。这样建立的理论叫作分子动理论(molecular kinetic theory)。
由于分子热运动是无规则的,所以,对于任何一个分子而言,在每一时刻沿什么方向运动,以及运动的速率等都具有偶然性;但是对于大量分子的整体而言,它们的运动却表现出规律性。在本章第3节我们将研究分子运动速率的分布规律。
练习与应用
1.把铜块中的铜分子看成球形,且它们紧密排列,试估算铜分子的直径。铜的密度为8.9×103 kg/m3,铜的摩尔质量为6.4×10-2 kg/mol。
2.标准状态下氧气分子间的平均距离是多少?氧气的摩尔质量为3.2×10-2kg/mol,1 mol气体处于标准状态时的体积为2.24×10-2 m3。
3.以下关于布朗运动的说法是否正确?说明理由。
(1)布朗运动就是分子的无规则运动。
(2)布朗运动证明,组成固体小颗粒的分子在做无规则运动。
(3)向一锅水中撒一点胡椒粉,加热时发现水中的胡椒粉在翻滚。这说明温度越高布朗运动越剧烈。
(4)在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动,这说明煤油分子在做无规则运动。
4.小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上(图1.1-8),于是得出结论:固体小颗粒的无规则运动证明水分子的运动是无规则的。小李不同意小张的结论,他认为:“小颗粒沿着笔直的折线运动,说明水分子在短时间内的运动是规则的,否则小颗粒怎么会沿直线运动?”对此,说说你的看法。
图1.1-8
5.请描述:当两个分子间距离由r0逐渐增大,直至远大于r0时,分子间的作用力表现为引力还是斥力?当两个分子间距离由r0逐渐减小,分子间的作用力表现为引力还是斥力?
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