高分子的分子运动

2022-07-11

第一篇:高分子的分子运动

高分子的分子运动特征:

高聚物具有结构上的特殊性,这是高聚物具有特殊物理性能的物质基础,材料的宏观性能是建立在去微观结构的基础上的,他们之间的关系通过分子的运动而表现出来,不同结构的高聚物材料,由于它们的分子运动模式不同,性质不同,即使是同一结构的材料,在不同的条件下,由于分子有不同的运动而显示出不同的物理性能。

高聚物的结构是多层次的,具有相当的复杂性,这导致其分子运动的多重性和复杂性,与小分子相比,高分子运动具有一些不同的特点:

1、高分子运动单元的多重性:高分子运动单元可以是侧基、链节、链段和整个分子链,对高聚物的物理和力学性能起决定作用的最基本的运动单元为链段,是由于柔性主链上单键的内旋转产生的,链段运动是柔性高分子链特有的运动单元。链段运动本身也有多重性和相对性,运动单元为转变依赖于外场条件,改变外场条件就能改变分子运动状态,从而导致高聚物力学状态改变。

2、高分子运动的时间依赖性:在外场作用下,物体从一种平衡状态通过分子运动转变为与外场相适应的另一种平衡状态的过程,称为松弛过程。分子运动完成这个过程所需要时间称为松弛时间,松弛时间与分子尺寸有关,分子越大,运动速度越小,松弛时间越长。由于高分子运动单元的多重性,实际的高聚物的松弛时间不是单一的值,在一定范围内可以认为是一个连续的分布,常用松弛时间谱而表示。实际上高聚物总是处于非平衡态,这就是高聚物分子运动的基本属性。

3、高分子运动的温度依赖性:高分子的运动强烈的依赖于温度,升高温度能加速高分子运动。

非晶态高聚物的玻璃化转变,结晶高聚物的熔融称为主转变。在结晶态和玻璃态高聚物中,一些运动单元的尺寸比主转变的运动单元尺寸小,这些较小的运动单元的运动也是一种松弛过程,统称次级松弛或次级转变。

晶区的分子运动可能有:①晶区的链段运动;②晶型的转变;③晶区内部侧基和链段的运动;④晶区缺隙的局部运动。

对于非晶态高聚物,在玻璃态时虽然链段的运动被冻结,但仍然有小范围的主链运动和侧基或侧链的运动。

第二篇:02 分子的热运动

一、教学目标

1.物理知识方面的要求:

(1)知道并记住什么是布朗运动,知道影响布朗运动激烈程度的因素,知道布朗运动产生的原因。

(2)知道布朗运动是分子无规则运动的反映。

(3)知道什么是分子的热运动,知道分子热运动的激烈程度与温度的关系。 2.通过对布朗运动的观察,发现其特征,分析概括出布朗运动的原因;培养学生概括、分析能力和推理判断能力。

从对悬浮颗粒无规则运动的原因分析,使学生初步接触到用概率统计的观点分析大量偶然事件的必然结果。

二、重点、难点分析

1.通过学生对布朗运动的观察,引导学生思考、分析出布朗运动不是外界影响产生的,是液体分子撞击微粒不平衡性产生的。布朗运动是永不停息的无规则运动,反映了液体分子的永不停息的无规则运动。这一连串结论的得出是这堂课的教学重点。

2.学生观察到的布朗运动不是分子运动,但它又间接反映液体分子无规则运动的特点。这是课堂上的难点。这个难点要从开始分析显微镜下看不到分子运动这个问题逐渐分散解疑。

三、教

1.气体和液体的扩散实验:分别装有二氧化氮和空气的玻璃储气瓶、玻璃片;250mL水杯内盛有净水、红墨水。

2.制备好的有藤黄悬浮颗粒的水、显微镜用载物片、显微摄像头、大屏幕投影电视。

四、主要教学过程

(一)引入新课

让学生观察两个演示实验:

1.把盛有二氧化氮的玻璃瓶与另一个玻璃瓶竖直方向对口相接触,看到二氧化氮气体从下面的瓶内逐渐扩展到上面瓶内。

2.在一烧杯的净水中,滴入一二滴红墨水后,红墨水在水中逐渐扩展开来。 提问:上述两个实验属于什么物理现象?这现象说明什么问题?

在学生回答的基础上总结:上述实验是气体、液体的扩散现象,扩散现象是一种热现象。它说明分子在做永不停息的无规则运动。而且扩散现象的快慢直接与温度有关,温度高,扩散现象加快。这些内容在初中物理中已经学习过了。

(二)新课教学过程 1.介绍布朗运动现象

1827年英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉,发现花粉颗粒在水中不停地做无规则运动,后来把颗粒的这种无规则运动叫做布朗运动。不只是花粉,其他的物质如藤黄、墨汁中的炭粒,这些小微粒悬浮在水中都有布朗运动存在。

介绍显微镜下如何观察布朗运动。在载物玻璃上的凹槽内用滴管滴入几滴有藤黄的水滴,将盖玻璃盖上,放在显微镜载物台上,然后通过显微镜观察,在视场中看到大大小小的许多颗粒,仔细观察其中某一个很小的颗粒,会发现在不停地活动,很像是水中的小鱼虫的运动。将一台显微镜放在讲台上,然后让用显微摄像头拍摄布朗运动,经过电脑在大屏幕上显示投影成像,让全体学生观察,最好教师用教鞭指一个颗粒在屏幕上的位置,以此点为参考点,让学生看这颗微粒以后的一些时间内对参考点运动情况。

让学生看教科书上图,图上画的几个布朗颗粒运动的路线,指出这不是布朗微粒运动的轨迹,它只是每隔30s观察到的位置的一些连线。实际上在这短短的30s内微粒运动也极不规则,绝不是直线运动。

2.介绍布朗运动的几个特点

(1)连续观察布朗运动,发现在多天甚至几个月时间内,只要液体不干涸,就看不到这种运动停下来。这种布朗运动不分白天和黑夜,不分夏天和冬天(只要悬浮液不冰冻),永远在运动着。所以说,这种布朗运动是永不停息的。

(2)换不同种类悬浮颗粒,如花粉、藤黄、墨汁中的炭粒等都存在布朗运动,说明布朗运动不取决于颗粒本身。更换不同种类液体,都不存在布朗运动。

(3)悬浮的颗粒越小,布朗运动越明显。颗粒大了,布朗运动不明显,甚至观察不到运动。

(4)布朗运动随着温度的升高而愈加激烈。 3.分析、解释布朗运动的原因

(1)布朗运动不是由外界因素影响产生的,所谓外界因素的影响,是指存在温度差、压强差、液体振动等等。

分层次地提问学生:若液体两端有温度差,液体是怎样传递热量的?液体中的悬浮颗粒将做定向移动,还是无规则运动?温度差这样的外界因素能产生布朗运动吗?

归纳总结学生回答,液体存在着温度差时,液体依靠对流传递热量,这样悬浮颗粒将随液体有定向移动。但布朗运动对不同颗粒运动情况不相同,因此液体的温度差不可能产生布朗运动。又如液体的压强差或振动等都只能使液体具有定向运动,悬浮在液体中的小颗粒的定向移动不是布朗运动。因此,推理得出外界因素的影响不是产生布朗运动的原因,只能是液体内部造成的。

(2)布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受到液体各个方向液体分子撞击作用不平衡造成的。

显微镜下看到的是固体的微小悬浮颗粒,液体分子是看不到的,因为液体分子太小。但液体中许许多多做无规则运动的分子不断地撞击微小悬浮颗粒,当微小颗粒足够小时,它受到来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的。如教科书上的插图所示。 在某一瞬间,微小颗粒在某个方向受到撞击作用强,它就沿着这个方向运动。在下一瞬间,微小颗粒在另一方向受到的撞击作用强,它又向着另一个方向运动。任一时刻微小颗粒所受的撞击在某一方向上占优势只能是偶然的,这样就引起了微粒的无规则的布朗运动。

悬浮在液体中的颗粒越小,在某一瞬间跟它相撞击的分子数越少。布朗运动微粒大小在10-6m数量级,液体分子大小在10-10m数量级,撞击作用的不平衡性就表现得越明显,因此,布朗运动越明显。悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间跟它相撞击的分子越多,撞击作用的不平衡性就表现得越不明显,以至可以认为撞击作用互相平衡,因此布朗运动不明显,甚至观察不到。

液体温度越高,分子做无规则运动越激烈,撞击微小颗粒的作用就越激烈,而且撞击次数也加大,造成布朗运动越激烈。

5.布朗运动的发现及原因分析的重要意义

(1)结合上面的讲解分析提问学生:布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒分子的运动吗?是液体分子无规则运动吗?布朗微粒是被谁无规则撞击而造成的?布朗运动间接地反映了谁的无规则运动?

综合学生回答归纳总结:

(1)固体颗粒是由大量分子组成的,仍然是宏观物体;显微镜下看到的只是固体微小颗粒,光学显微镜是看不到分子的;布朗运动不是固体颗粒中分子的运动,也不是液体分子的无规则运动,而是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动。无规则运动的原因是液体分子对它无规则撞击的不平衡性。因此,布朗运动间接地证实了液体分子的无规则运动。

(2)布朗运动随温度升高而愈加激烈,在扩散现象中,也是温度越高,扩散进行的越快,而这两种现象都是分子无规则运动的反映。这说明分子的无规则运动与温度有关,温度越高,分子无规则运动越激烈。所以通常把分子的这种无规则运动叫做热运动。

(三)课堂小结

1.要知道什么是布朗运动。它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动,是在显微镜下观察到的。

2.知道布朗运动的三个主要特点:永不停息地无规则运动;颗粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越明显。

3.产生布朗运动的原因:它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。

4.布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动,布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。

(四)课堂练习

1.关于布朗运动的下列说法中,正确的是 [

]。

A.布朗运动就是液体分子的热运动 B.布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒内的分子的无规则热运动

C.温度越高,布朗运动越激烈

D.悬浮颗粒越小,布朗运动越激烈 答案:C、D。 2.如图是观察记录做布朗运动的一个微粒的运动路线。从微粒在A点开始记录,每隔30s记录下微粒的一个位置,得到B、C、D、E、F、G等点,则微粒在75s末时的位置 [

]。

A.一定在CD连线的中点

B.一定不在CD连线的中点

C.可能在CD连线上,但不一定在CD连线的中点 D.可能在CD连线以外的某点 答案:C、D。

五、说明

1.本节课取得教学效果的关键是将布朗运动演示实验做好,让学生都看清楚布朗运动。即使教学设备条件差的学校,也应该准备2~4台生物显微镜,预先调好后,让学生轮流观察。设备条件好的学校,运用显微摄像头,对准载玻璃上有藤黄的悬浮液,拍摄的结果通过电脑在大屏幕投影电视上展现出来。用显微镜观察布朗运动全部过程也应拍摄出来,给学生展示。

2.对于分子的永不停息的无规则运动,要注意是无规则,而不是无规律。无规则是指由于分子之间的相互碰撞,每个分子的运动方向和速率在不断地改变,任何时刻,液体或气体内部,沿各个方向运动的分子都有,而且分子运动的速率有大有小。对于某一个分子运动是无规律的,但是热学研究的是大量分子热运动的总体效果,对于大量分子的无规则运动是有规律可遵循的,这就是统计规律。

第三篇:分子运动与温度的关系

九年级物理教材分子热运动,为了探究分子运动与温度的关系,课文设计了一个演示实验:在不同温度的水底,用滴管滴一滴墨水,观察墨水在不同水中扩散的速度。结果是:在热水中墨水扩散得快。结论是:分子在温度高时,运动速度快,分子的能量大。

分子在温度高时运动速度真的更快吗?

我们取温度相同,且与室温相同的两杯水,用滴管在杯底各滴一滴墨水,把其中一杯放到温度低很多的冰箱中,另一杯放在室温中,过适当时间,观察墨水在两个杯中扩散的情况。观察的结果却是:冰箱中水杯中的墨水扩散得快。

这能证明分子在温度低的环境运动速度更快吗?当然不是,只不过第一个实验忽略了热水在流动,墨水在热水中扩散的主要因素不是分子的运动,而是水的对流导致分子在热水中快速扩散。

在一般条件下,能否设计一个操作性强,便于观察的实验,弥补教本上实验的不足? 如图在铁片上B,C,D三个点各滴一滴水,在A点用酒精灯烧。水的蒸发是由于水分子快速运动,扩散到空气中去了,三点的温度依次降低,观察三个点的水蒸发快慢,就可了解分子运动快慢与温度的关系。

武汉市汉南区汉南中学:蔡艾华 邮编:430090 E-mail:cah36@tom.com

第四篇:物理:7.2《分子的热运动》教案

贵州省丹寨民族高级中学

7.2分子的热运动

教学目标

1、知道什么是扩散现象,知道影响扩散现象的因素.

2、知道什么是布朗运动,知道影响布朗运动激烈程度的因素,知道布朗运动产生的原因。

3、知道布朗运动是分子无规则运动的反映。

4、知道什么是分子的热运动,知道分子热运动的激烈程度与温度的关系。

能力目标: 1. 通过对布朗运动的观察,发现其特征,分析概括出布朗运动的原因; 2. 培养学生概括、分析能力和推理判断能力。

3. 从对悬浮颗粒无规则运动的原因分析,使学生初步接触到用概率统计的观点分析大量偶然事件的必然结果。

情感态度与价值观:

利用雾霾图片让学生思考,爱护地球,培养学生保护环境的意识。 重点、难点分析

1.通过学生对布朗运动的观察,引导学生思考、分析出布朗运动不是外界影响产生的,是液体分子撞击微粒不平衡性产生的。布朗运动是永不停息的无规则运动,反映了液体分子的永不停息的无规则运动。这一连串结论的得出是这堂课的教学重点。

2.学生观察到的布朗运动不是分子运动,但它又间接反映液体分子无规则运动的特点。这是课堂上的难点。这个难点要从开始分析显微镜下看不到分子运动这个问题逐渐分散解疑。 要

点:布朗运动的现象和产生机理

如何证明分子在运动──宏观代替微观的方法

教学难点:布朗运动的所见与结论之间的关系

课堂设计:由于我布朗运动这个实验比较难做,所以我利用教学视频,提出问题,让学生观察现象,分组讨论,引导学生归纳总结,形成共识。

教学过程:

1、新课引入

请同学们吃一片盐蛋,谈谈自己的感受。

食盐分子怎么进入蛋中的呢?这就是我们要讨论的问题——分子的运动的。

一、扩散现象 探究一:扩散现象 请学生观察实验视频:

1.气体、液体、固体做扩散。(视频) 提问:同学们看到什么现象? 现象:

1、气体、液体和固体都彼此进入对方,这种现象叫扩散现象。

气体、液体和固体都可以发生扩散现象,气体扩散现象最快,液体次之,固体最慢。

提问:产生扩散现象的原因是什么?

学生的猜想:由于分子在永不停息的做无规则运动,所以彼此进入对方。

引导归纳:

2、扩散现象说明分子在永不停息地运动。

提问:扩散现象的快慢除了与物体的形态有关外,还与哪些因素有关? 学生猜想……

实验验证:把墨水分别滴入装有热水和冷水的烧杯中。

结论:

3、扩散现象的快慢与温度有关,温度高,扩散现象加快,说明分子运动更加激烈。

贵州省丹寨民族高级中学

提问引入:扩散现象说明组成物质的分子在永不停息地运动。你看到分子运动了吗?它们的运动有没有规律呢?。科学家们在众多的实验中有这样的一个实验视频,现在我们来观看这个实验视频。

二、布朗运动 探究二:布朗运动

观察实验视频:

提问:同学们看到什么现象?

现象:

1、悬浮颗粒在做无规则运动。

2、颗粒越小,这种无规则运动越激励。

提问:

1、悬浮颗粒的运动是不是分子的运动?并说明理由

2、是什么原因使悬浮颗粒做无规则运动? 请同学们阅读课本回答上述问题.

(2)悬浮颗粒做无规则运动的原因:悬浮颗粒做无规则运动是因为悬浮在液体中的小颗粒受到各个方向的液体分子的撞击不平衡造成的。

这种悬浮颗粒的运动是布朗最早发现的,后来人们把悬浮颗粒的无规则运动叫布朗运动。布朗虽然发现了布朗运动,但是他没有分析布朗运动的原因,直到100多年后,爱因斯坦才对这一现象进行阐述。同学们只用了短短几分钟就可以终结出来。说明我们的智商不比别人差。

注意:布朗运动是悬浮颗粒的运动,不是分子的运动,但布朗运动反映了液体分子的无规则运动。

提问:布朗运动的激烈程度与哪些因素有关?

(3)影响布朗运动快慢的因素: 颗粒越小,温度越高,布朗运动越激烈.

这是我国北方某一城市的早晨图片。 看这张图片,你有何感想?

请同学们爱护我们赖以生存的地球,保护好环境。

你能就此图结合我们这节课的知识出一个问题吗?

贵州省丹寨民族高级中学

三、热运动

布朗运动和扩散现象都与温度有关,这两种现象都是分子无规则运动的反映。这说明分子的无规则运动与温度有关,温度越高,分子的无规则运动越激烈。所以,通常把分子的无规则运动叫做热运动。

小结:

请同学们总结一下这节课我们学到了哪些知识。

板书设计:

一、扩散现象

1、影响扩散现象的因素:温度和物质(气体、液体和固体都能发生扩散现象)

2、扩散现象直接能反应分子的无规则运动。

二、布朗运动

1、影响布朗运动的因素:温度越高,颗粒越小,布朗运动越明显。

2、布朗运动是间接反应分子的无规则运动(只能在气体和液体中发生)

三、热运动:分子的无规则运动叫热运动。

作业:P68(三维设计)

第五篇:分子热运动

16、1分子热运动教学稿

撰写:吴文娥 2011-2-15 学习目标:

1.知道物质是由分子组成的,一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。知道分子热运动的快慢与温度有关。

2. 知道分子之间存在相互作用力

3. 能够识别并能用分子热运动的观点解释扩散现象。

4.通过观察演示实验体会可以通过直接感知的现象,认识无法直接感知的事实。激发学习兴趣和对科学的求知欲望,培养自己乐于探索微观世界和日常生活中的物理学道理。

课前预习学案

【温故知新】

1.物质是由________组成的,其大小通常以______________为单位来量度。

2.固态物质中,分子的排列十分紧密,分子间有强大的___________。

3.气态物质中,分子间距很_________,并以高速向四面八方____________。

【自主预习】

请同学们根据学习目标,仔细阅读课本完成以下内容。

1、 为什么打开一盒香皂,很快就会闻到香味,是什么跑到鼻子里了?能闻到香味的原因是________________________。

2、在课本图16.1—2的气体扩散实验中,为什么让密度大的二氧化碳放在密度较小的空气下面,倒过来行吗?这里面有什么科学道理?

实验现象是____________________________________________,

此实验说明了_________________________________________________。

3、在课本图16.1—3的液体扩散实验中,经过30日后硫酸铜溶液与清水的界面逐渐模糊不清了。此

实验说明了_____________________________________________________

4、紧压在一起的铅片和金片在放置了5年后会互相渗入 很深。此实验说明了_________

5.你认为影响扩散快慢的因素是什么?你能举出一例支持你的结论吗?

6.你认为影响扩散快慢的因素是什么?你能举出一例支持你的结论吗?

7、扩散现象说明分子在不停地运动,那么固体和液体中的分子为什么不会飞散开,而总是聚合在一

起保持一定的体积呢?

8、图16.1-5能说明什么?

9、扩散现象说明分子间有间隙,为什么压缩固体和液体很困难呢?

10、结合P126图16.1-6理解分子之间的作用力的存在形式

【自学检测】

(练与测61页1-3)

课内探究学案

一、自主学习,交流预习情况

(组内交流课前预习中的问题,小组长蒋组内解决不了的问题汇总)

二、合作探究:

【实验1】<第一次实验>出示事先装有二氧化氮气体的广口瓶。说明瓶内红棕色的气体是二氧化氮。再出示一只空的广口瓶,其实瓶内装满了空气。将装有二氧化氮的瓶子向空瓶倾倒,这时看到红棕色气体流入空瓶,沉到瓶底

<第二次实验>另取一只“空”瓶,按课本图16.1--2所示,将其倒扣在装有二氧化氮气体的瓶子上。(温馨提示:装有密度较大的二氧化氮气体的瓶子在下,装有空气的瓶子在上,抽掉玻璃隔板,二氧化氮气体不会流进空气瓶内。)

1、过了一会以后,第二次实验中你看到的现象是什么? 。

2、既然二氧化氮的密度大于空气的密度,为什么在第二次实验中红棕色的二氧化氮气体会上升到上方的空气中,而使空气的颜色发生了改变?

3原来颜色较深的二氧化氮气体为什么颜色变浅了? 。

4.这实验能说明什么问题?

【实验2】将一滴红墨水滴入一杯热水中,稍等一会儿整杯水颜色变成均匀的淡红色。

【实验3】:在分别盛有等量冷水和热水的烧杯中,分别滴入一滴墨水,比较两杯中墨水的扩散现象

事例1:热水杯中加糖,整杯水很快变甜。

事例2:炒菜比腌菜咸的快。

1.请再举两个类似实例: 、 。

2.这些事例说明影响分子运动快慢的主要因素是______________,____________越高,分子运动越快。

3.结合图16.1—4扩散现象产生的示意图,你还能对分子的运动做出那些推测?

4.一切物质的分子都在___________________________________。

【实验4】教师按图16.1-6自制一个教具,建立物理模型,运用类比法,让学生了解分子之间什么

时候表现为引力,什么时候表现为斥力。

1、分子之间的________和___________是同时存在的。那么,何时表现为引力,何时又表现为斥力呢?

2、“破镜难圆”说明:当相邻分子间相距很远时,分子间的作用力将变得____________,可以

______________了。

三、全班交流,精讲点拨

(交流、讨论实验探究中的结论。试验当中还发现哪些问题?相机点拨,深化理解)

四、课堂小结,反思整合

四、达标测评,反馈提升:(练与测61-62页4-17题)

本文来自 99学术网(www.99xueshu.com),转载请保留网址和出处

上一篇:感恩责任企业文化下一篇:感恩母亲节的诗歌