分子熱運(yùn)動(dòng)歷史簡述

我們生活在物質(zhì)世界中，我們的周圍充滿著物質(zhì)：水、空氣、石頭、金屬、動(dòng)物、植物等都是物質(zhì)。而對(duì)于物質(zhì)是怎樣構(gòu)成的，這一古老課題，很早就有過種種猜測，有的主張萬物之源是“氣”，有的主張萬物之源是“火”。公元前 5 世紀(jì)墨子提出的物質(zhì)的最小單位是“端”，公元前 4 世紀(jì)古希臘的德漠克利特認(rèn)為宇宙萬物，是由大小和質(zhì)量不同的，不可入的，運(yùn)動(dòng)不息的原子組成。此后經(jīng)過近2000年的探索，直到17世紀(jì)末，才科學(xué)地認(rèn)識(shí)到物質(zhì)是由分子組成的。

１、分子和分子運(yùn)動(dòng)

（１）物質(zhì)是由分子組成的，分子是極小的微粒。如果把分子看做球形，它的直徑約10-10米，這是一個(gè)極小的長度，不僅肉眼看不到，即使用現(xiàn)代的顯微鏡也看不清分子。由于分子極小，所以物體含分子數(shù)目大得驚人。通常情況下，1厘米3空氣里大約有 2.7×1019個(gè)分子，如果人數(shù)數(shù)的速度能達(dá)到每秒數(shù)100億個(gè)，要數(shù)完這個(gè)數(shù)，也得用80多年。

（２）構(gòu)成物質(zhì)的分子永不停息地運(yùn)動(dòng)著。由于分子太小，目前尚無法直接觀察分子的行為，但我們可以從宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來判斷分子的行為。

演示實(shí)驗(yàn)：擴(kuò)散現(xiàn)象（請(qǐng)同學(xué)們打開左邊的動(dòng)畫進(jìn)行學(xué)習(xí)）

擴(kuò)散現(xiàn)象表明：一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。只有分子不停地運(yùn)動(dòng)才能相互進(jìn)入對(duì)方。同時(shí)也說明分子不是緊密地?cái)D在一起，而是彼此間存有間隙。

２、分子間的作用力

固體、液體的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，且分子間又有間隙，為什么分子不會(huì)飛散開，反而聚合在一起呢？引導(dǎo)學(xué)生猜想，這可能是分子間存在著吸引力，這個(gè)猜想是否正確呢？需要我們用實(shí)驗(yàn)來證實(shí)。

演示實(shí)驗(yàn)：分子引力實(shí)驗(yàn)（請(qǐng)同學(xué)們打開左邊的動(dòng)畫進(jìn)行觀察）

實(shí)驗(yàn)證實(shí)了我們關(guān)于分子引力的猜想。我們?cè)龠M(jìn)一步思考，又會(huì)發(fā)現(xiàn)新的矛盾：分子之間有間隙，分子之間又有引力，這兩者是矛盾的，分子想互吸引最終應(yīng)該相互靠緊，而不應(yīng)該有間隙。既然分子間有間隙，物體應(yīng)該很容易壓縮，但事實(shí)卻是固體、液體極難壓縮。我們只有根據(jù)事實(shí)，深化我們的認(rèn)識(shí)，事實(shí)表明我們對(duì)分子的認(rèn)識(shí)還不夠全面，還有沒認(rèn)識(shí)到的方面。

原來分子之間還存在斥力。分子之間既有引力，又有斥力，會(huì)不會(huì)兩種力總是相互抵消呢？當(dāng)然不會(huì)，只有在特定的距離r時(shí)，分子間的引力等于斥力，這個(gè)距離r就是通常的分子間隙的距離，大約是10-10米。當(dāng)分子距離小于r時(shí)，斥力和引力都增大，但斥力增大得快，分子間表現(xiàn)為斥力。當(dāng)分子間距離增大時(shí)，斥力和引力都減小，但斥力減小得更快、分子間表現(xiàn)為引力。當(dāng)分子距離再增大，分子引力繼續(xù)減小，當(dāng)分子距離大于10r時(shí)，分子間的作用力將變得十分微弱，可以忽略了。