河北省成安縣第二中學(xué)程海芹

分子之間有間隔

河北省成安縣第二中學(xué)程海芹

我們來看一個簡單的實驗：如圖1所示，在玻璃杯中裝入半杯黃豆，然后繼續(xù)裝入小米，直到裝滿玻璃杯。給玻璃杯蓋上蓋子，晃動玻璃杯。你發(fā)現(xiàn)了什么？杯子變得不滿了！這是怎么回事呢？原來，黃豆和小米混合后彼此進(jìn)入對方的間隔中了。

圖1

我們知道物質(zhì)是由分子、原子等微粒組成的，當(dāng)不同物質(zhì)混合時，會出現(xiàn)類似情況嗎？

一、分子之間有間隔嗎？

實驗一：酒精和水混合

如圖2所示，用試管、橡膠塞、玻璃導(dǎo)管組裝一套裝置。先注入半試管水，然后再注入酒精（事先在酒精中滴加幾滴紅墨水），快滿時塞緊橡膠塞，借助注射器繼續(xù)加入酒精，直至玻璃導(dǎo)管中也充滿酒精。用手堵住導(dǎo)管口，上下顛倒幾次，直至混合均勻。這時，你會驚奇地發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)管中液柱下降了一段。

圖2

這是怎么回事呢？

我們知道酒精是由酒精分子組成的，水是由水分子組成的，它們混合之后總體積變小了，說明分子之間是有間隔的，酒精和水混合時，兩者的分子彼此進(jìn)入對方的分子間隔中。

二、分子間的間隔大小受什么因素影響？

實驗二：用注射器壓縮空氣

如圖3所示，用注射器抽取一定體積的空氣，用手堵住出口，向里推動活塞，觀察到注射器里的空氣體積明顯變小了。

圖3

這說明分子間的間隔與壓強(qiáng)有關(guān)，壓強(qiáng)越大，分子間隔越小。

實驗三：乒乓球復(fù)原

如圖4所示，當(dāng)乒乓球受到外壓時就會變癟，這時我們怎么辦？哦，對了！把癟的乒乓球放入熱水中，過一會兒，乒乓球就復(fù)原了！

圖4

如何從分子角度來解釋其中的原因呢？

當(dāng)乒乓球受到外壓時，球中氣體的分子間隔變小，總體積縮小，球就變癟了。把球放入熱水中，由于受熱分子間隔變大，體積膨脹，球就復(fù)原了。

可見，分子間的間隔與溫度有關(guān)，溫度越高，分子間隔越大。

三、生活中有哪些與上述知識相關(guān)的現(xiàn)象？

1.在室溫下，把溫度計的玻璃泡浸沒到0℃的水中，觀察到液面不斷下降，當(dāng)液面不再下降時，記錄液柱的高度。然后再放入30℃的水中，觀察到液面不斷升高。

解釋：溫度計中的液體分子之間的間隔，隨溫度的降低而減小，隨溫度的升高而增大。

2.夏天，把車胎剛充滿氣的自行車放在陽光下，車胎爆胎。

解釋：在陽光下，車胎內(nèi)氣體分子之間的間隔隨溫度升高而增大，所以氣體體積膨脹，使車胎爆胎。

3.冬天，當(dāng)水管中的水結(jié)冰時，經(jīng)常會脹破管道。

解釋：水結(jié)冰時，分子間隔變大，體積膨脹，使管道破裂。（注意：在4℃時，水分子之間的間隔最?。辉?℃到4℃時，水分子之間的間隔隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大）

4.6000 L氧氣在加壓的情況下可裝入容積為40 L的鋼瓶中。

解釋：氧氣受壓，使氧氣分子間間隔變小，從而體積縮小。