分子熱運動歷史簡述

我們生活在物質世界中，我們的周圍充滿著物質：水、空氣、石頭、金屬、動物、植物等都是物質。而對于物質是怎樣構成的，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 世紀墨子提出的物質的最小單位是“端”，公元前 4 世紀古希臘的德漠克利特認為宇宙萬物，是由大小和質量不同的，不可入的，運動不息的原子組成。此后經過近2000年的探索，直到17世紀末，才科學地認識到物質是由分子組成的。

１、分子和分子運動

（１）物質是由分子組成的，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，這是一個極小的長度，不僅肉眼看不到，即使用現代的顯微鏡也看不清分子。由于分子極小，所以物體含分子數目大得驚人。通常情況下，1厘米3空氣里大約有 2.7×1019個分子，如果人數數的速度能達到每秒數100億個，要數完這個數，也得用80多年。

（２）構成物質的分子永不停息地運動著。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驗現象，來判斷分子的行為。

演示實驗：擴散現象（請同學們打開左邊的動畫進行學習）

擴散現象表明：一切物體的分子都在不停地做無規則的運動。只有分子不停地運動才能相互進入對方。同時也說明分子不是緊密地擠在一起，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則運動，且分子間又有間隙，為什么分子不會飛散開，反而聚合在一起呢？引導學生猜想，這可能是分子間存在著吸引力，這個猜想是否正確呢？需要我們用實驗來證實。

演示實驗：分子引力實驗（請同學們打開左邊的動畫進行觀察）

實驗證實了我們關于分子引力的猜想。我們再進一步思考，又會發現新的矛盾：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該相互靠緊，而不應該有間隙。既然分子間有間隙，物體應該很容易壓縮，但事實卻是固體、液體極難壓縮。我們只有根據事實，深化我們的認識，事實表明我們對分子的認識還不夠全面，還有沒認識到的方面。

原來分子之間還存在斥力。分子之間既有引力，又有斥力，會不會兩種力總是相互抵消呢？當然不會，只有在特定的距離r時，分子間的引力等于斥力，這個距離r就是通常的分子間隙的距離，大約是10-10米。當分子距離小于r時，斥力和引力都增大，但斥力增大得快，分子間表現為斥力。當分子間距離增大時，斥力和引力都減小，但斥力減小得更快、分子間表現為引力。當分子距離再增大，分子引力繼續減小，當分子距離大于10r時，分子間的作用力將變得十分微弱，可以忽略了。