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是分子引力还是大气压?

(2012-11-15 08:46:39)
标签:

色散力

范德华力

极性分子

取向力

大气压

教育

分类: 教学笔耕

    问题:

下面说明分子间存在引力和斥力的实验,哪个是正确的?

A、两块铅压紧以后能粘在一起,说明分子间有引力。
B、一般高压气体难被压缩,说明分子间有引力。
C、破碎的玻璃不能拼接在一起,是由于分子间存在斥力。
D、使水平接触水面的玻璃板离开水面需用比玻璃板重力大的力向上拉,说明分子间有引力。
E、水桶倒扣在水中,不易从水面上水平拿起,说明水分子间有引力。
    参考答案:A、D

    该道题目来自人教版高中物理教材选修3-3《分子间作用力》一节,后面有这样一道题:“把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端,是玻璃板水平地接触水面。如果你想玻璃板离开水面,必须用比玻璃板重量大的里向上拉橡皮筋。动手做一做,并解释为什么

    这个例子应该就是想引导学生解释为玻璃板上面的一层水分子和与它们接触的水分子之间存在引力,是玻璃板离开水面就要克服分子间的引力,所以比较难拉上来。(我这个解释对吧?)那如果有学生问这个明明是大气压强作用的效果,我要怎么说(其实我最开始也认为这明显是大气压强的)。

    有解释:玻璃板离开水面后开水面后可以看到玻璃板下表面上仍有水,说明玻璃板离开水时水层发生断裂,由于水分子之间有引力存在,外力要克服这些分子引力造成外界拉力大于玻璃板的重力。

    既此,仍无法解释与大气压的区别。

    查百科:

    一、分子间作用力

    分子间作用力指存在于分子与分子之间或高分子化合物分子内官能团之间的作用力,简称分子间力。分子间作用力又被称为范德华力,按其实质来说是一种电性的吸引力。它主要包括:

  范德华力:起初为了修正范德华方程而提出。普遍存在于固、液、气态任何微粒之间,与距离六次方成反比。根据来源不同又可分为: 色散力(en:London dispersion force):瞬时偶极之间的电性引力;取向力(dipole-dipole force):固有偶极之间的电性引力;诱导力:诱导偶极与固有偶极之间的电性引力;氢键:X-H…Y类型的作用力。此外,新型的分子间作用力也不断有报道,包括双氢键和金键等。

  定义:范德华力(又称分子作用力)产生于 分子或原子之间的静电相互作用。共分为色散力、诱导力、取向力三种,范德华力又可以分为三种作用力:诱导力、色散力和取向力。

    色散力(dispersion force 也称“伦敦力”)所有分子或原子间都存在。

    诱导力(induction force)在极性分子和非极性分子之间以及极性分子和极性分子之间都存在诱导力。

    取向力(orientation force)取向力发生在极性分子与极性分子之间。

   

三种力的关系

  极性分子与极性分子之间,取向力、诱导力、色散力都存在;极性分子与非极性分子之间,则存在诱导力和色散力;非极性分子与非极性分子之间,则只存在色散力。这三种类型的力的比例大小,决定于相互作用分子的极性和变形性。极性越大,取向力的作用越重要;变形性越大,色散力就越重要;诱导力则与这两种因素都有关。但对大多数分子来说,色散力是主要的。实验证明,对大多数分子来说,色散力是主要的;只有偶极矩很大的分子(如水),取向力才是主要的;而诱导力通常是很小的。

    二、大气压

    大气压产生的原因可以从不同的角度来解释。

  其一:空气受重力的作用,空气又有流动性,因此向各个方向都有压强。讲得细致一些,由于地球对空气的吸引作用,空气压在地面上,就要靠地面或地面上的其他物体来支持它,这些支持着大气的物体和地面,就要受到大气压力的作用.单位面积上受到的大气压力,就是大气压强;

  其二,可以用分子运动的观点解释(分子运动论的知识将来初三会学到)。因为气体是由大量的做无规则运动的分子组成,而这些分子必然要对浸在空气中的物体不断地发生碰撞。每次碰撞,空气分子都要给予物体表面一个冲击力,大量空气分子持续碰撞的结果就体现为大气对物体表面的压力,从而形成大气压,若单位体积中含有的分子数越多,则相同时间内空气分子对物体表面单位面积上碰撞的次数越多,因而产生的压强也就越大。

   

 

    看来此问题非简单的分子引力或大气压了!期待科学解释!

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