分子间的相互作用力

组成物体的分子之间存在着相互作用力,把物体拉长或压缩都要用 力,这表明拉长物体时,分子之间相互作用力表现为引力;压缩物体时, 分子之间的相互作用力表现为斥力。

分子间的相互作用力是分子引力和斥力的合力,它是一种短程力,只有在分子间距离很近时才显现出来。例如把两块表面平整的铅块靠放在一起,它们之间不显现分子力的作用;当把它们紧密地贴在一起时,这两块铅块可以承受很大的拉力而不会分离,如图 2-37 所示。理论研究指出, 分子力跟分子间的距离有关,当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥

力都随着距离的增大而减小;当分子间的距离 r=r0 时,引力和斥力平衡, 合力为零,这是平衡位置,r0 约为 10-10 米;当 r<r0 时,斥力的增大大于

引力的增大,分子间相互作用力表现为斥力,并且随着 r 的减小,斥力迅速增大;当 r>r0 时,斥力的减小大于引力的减小,相互作用力表现为引力;当 r>10r0 时,可以认为分子间的相互作用力为零。

从以上介绍的分子运动论的基本要点可以知道,分子不停地做无规则运动,分子之间又存在相互作用力。分子力的作用使分子聚集在一起,分子的无规则运动使它们分散开来。由大量分子组成的物体在不同条件下可以固、液、气三种不同状态存在,正是由这两种相反因素决定的。对于固体来说,分子间的作用力比较强,绝大多数分子被束缚在平衡位置附近做微小的振动,所以固体有一定的形状。随着温度升高,分子的无规则运动加剧,到一定时候,分子力不能把分子束缚在固定的平衡位置附近,于是出现了流动性,表现为液体状态,但分子还不能分散远离,所以液体也具有一定的体积。当温度再升高,分子的无规则运动更加剧,到一定程度, 分子分散远离,分子力的作用很微弱,分子可以到处自由运动,物体就处于气体状态,所以气体没有一定的体积。