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  • 2021-05-26 发布

人教版高中物理选修3课件第7章 分子动理论-2分子的热运动

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§2.分子的热运动 § 一、扩散现象 § 1.定义:不同的物质彼此 的现 象. § 2.产生原因:物质分子的 . § 3.应用:在高温条件下通过分子的 在纯净半导体材料中掺入其他元素. § 4.发生环境:物质处于 、 、 时都能发生扩散现象. § 5.意义:反映分子在做永不停息的 运动. 进入对方 无规则运动 扩散 固态 液态 气态 无规则 § 二、布朗运动 § 1.定义:悬浮在液体(或气体)中的 的不停的 运动. § 它首先是由英国植物学家布朗在1827年用 观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的. 固体微粒 无规则 显微镜 § 2.特点: § (1)布朗运动 . § (2)布朗运动 . § (3)悬浮微粒 ,布朗运动 . § (4)温度 ,布朗运动 . 永不停息 无规则 越小 越明显 越高 越明显 § 3.产生原因及微观解释 § (1)产生的原因:大量液体分子对悬浮微粒撞 击的 造成的. § (2)布朗运动的微观解释:悬浮微粒虽然很小, 但是它周围包围着大量的液体分子,这些分子 做无规则运动,每一瞬间对微粒的碰撞作用力 的大小和方向是不确定的(如图所示),由于这 种 ,导致微粒做无规则运动. 不平衡 碰撞的不平衡性 § 4.影响因素 § (1)固体微粒的大小.悬浮在液体中的微粒越 , 在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少,撞击 作用的不平衡性就表现得越 ,因而布朗 运动越显著. § (2)温度的高低.温度越 ,分子运动越激烈, 液体分子对微粒的作用的不均衡性越显著,布 朗运动越显著. § 5.揭示的问题 § 悬浮微粒的无规则运动 分子的运动,但是它 地反映了 的无规则运动. 小 显著 高 不是 间接 液体分子 § 三、热运动 § 1.定义:大量分子 的 叫热运动. § 2 . 影 响 因 素 : 温 度 越 高 , 热 运 动 越 . § 3.宏观表现:布朗运动和 现象. § 4.特点 § (1)永不停息; § (2)运动 ; § (3)温度越高,分子的热运动越 . 永不停息 无规则运动 激烈 扩散 无规则 激烈 § 【特别提醒】 机械运动指宏观物体的运 动,与热运动是两种不同的运动形式,所 以,机械运动与热运动的速率不存在对应 关系. § 一、布朗运动与扩散现象的比较 项目 扩散现象 布朗运动 定义 不同物质能够彼此 进入对方的现象 悬浮在液体(或气体)中的固体微粒 的无规则运动 原因 物质分子永不停息 地做无规则运动 直接原因:大量液体(或气体)分子 对悬浮微粒的撞击而导致的不平衡 性 根本原因:液体分子的无规则运动 项目 扩散现象 布朗运动 影响 因素 (1)温度:温度越高扩散越 快(2)浓度:从浓度大处向 浓度小处扩散 (3)还与物质的状态,物体 的密度差有关 (1)温度:温度越高,布朗 运动越显著 (2)固体微粒的大小:微粒 越小,布朗运动越明显 微观 机制 扩散现象说明了物质分子 都在永不停息的做无规则 运动 布朗运动是悬浮微粒的无规 则运动,但不是分子的无规 则运动,而是间接反映了液 体分子的无规则运动 相同点:①产生的根本原因相同,也就是分子永不停息地做无 规则运动; ②它们都随温度的升高而表现得越明显. § 关于布朗运动和扩散现象的下列说法 中正确的是(  ) § A.布朗运动和扩散现象都在气体、液体、固 体中发生 § B.布朗运动和扩散现象都是分子的运动 § C.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显 § D.布朗运动和扩散现象都是永不停息的 § 解析: (1)布朗运动与扩散现象的研究对象 不同:布朗运动研究对象是固体小颗粒,而扩 散现象研究的是分子的运动. § (2)布朗运动与扩散现象条件不一样:布朗运 动只能在气体、液体中发生.而扩散现象可以 发生在固体、液体、气体任何两种物质之间. § (3)布朗运动与扩散现象的共同点是两者都是 永不停息的,并且温度越高越明显. § 由以上分析不难判断,正确选项为C、D. § 答案: CD § 二、对布朗运动的理解 § 1.布朗运动的产生 § (1)布朗运动的无规则性.悬浮微粒受到液体 分子撞击不平衡是形成布朗运动的原因,由于 液体分子的运动是无规则的,使微粒受到较强 撞击的方向也不确定,所以布朗运动是无规则 的. § (2)微粒越小,布朗运动越明显.悬浮微粒越 小,某时刻与它相撞的分子数越少,来自各方 向的冲击力越不平衡;另外微粒越小,其质量 也就越小,相同冲击力下产生的加速度越大, 因此微粒越小,布朗运动越明显. § (3)温度越高,布朗运动越激烈.温度越高, 液体分子的运动(平均)速率越大,对悬浮于其 中的微粒的撞击作用也越大,微粒越不易平衡, 产生的加速度也越大,因此温度越高,布朗运 动越激烈. § 2.布朗运动与热运动的区别与联系 布朗运动 热运动 不 同 点 研究对 象 悬浮于流体中的 微粒 分子 观察难 易程度 可以在显微镜下 看到 在显微镜下看 不到 相同点 ①无规则,②永不停息,③与温 度有关 周围液体(或气体)分子的热运动 是布朗运动产生的原因,布朗运 动反映了分子的热运动 § 用显微镜观察放在水中的花粉,追 踪几粒花粉,每隔30 s记下它们的位置,用 折线分别依次连接这些点,如图所示.图 示折线是否为花粉的运动径迹?是否为水 分子的运动径迹? § 解析: 此图画出的是每隔30 s观察到的花粉 微粒的位置用直线依次连接起来的图线,实际 上在两位置间的短短30 s内,微粒的运动仍是 极其复杂和无规则的,并非沿着两位置的连线 运动.因此,图示折线并不是花粉的运动径迹, 更不是水分子的运动径迹,这是因为花粉微粒 每秒受到约1021次液体分子的碰撞,微粒运动 的路线是在许许多多液体分子撞击下的平均效 果的体现. § 答案: 不是 不是 § 关于布朗运动,下列说法中正确的是(   ) § A.悬浮的微粒越大,布朗运动越明显 § B.布朗运动是液体分子无规则运动的反映 § C.强烈的阳光射入较暗的房间内,在光束中 可以看到有悬浮在空中的微尘不停地做无规则 运动,这也是一种布朗运动 § D.因为布朗运动的激烈程度跟温度有关,所 以布朗运动也叫做热运动 § 解析: 逐项分析如下 § 答案: B 选项 诊断 结论 A 布朗运动是悬浮微粒受到液体分子的冲击力不平衡造成 的,微粒越大,在某一瞬时跟它相撞的分子数越多,各 个方向撞击作用接近平衡,故布朗运动越不明显 × B 布朗运动的规律反映了液体分子运动的规律 √ C 能做布朗运动的微粒都很小,一般数量级在10-6 m,人 眼不可能直接观察到,只能借助光学显微镜观察,尘埃 的运动是空气对流产生的,不是布朗运动 × D 热运动指分子的运动,布朗运动不是热运动 × § 【反思总结】 布朗运动不是分子运动, 是液体(或气体)分子撞击固体微粒的结果, 它反映了液体分子运动的无规则性. § 【跟踪发散】 1-1:如图所示是布朗运 动小颗粒的位置连线放大图,从小颗粒在A 点开始计时,每隔30 s记下小颗粒的位置, 得到B、C、D、E、F、G、I等点,则小颗 粒在第75 s末时的位置,以下叙述中正确的 是(  ) § 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连线中 点 § D.可能在CD连线以外的某些点上 § 解析: 布朗运动是无规则的运动,每隔30 s 记下颗粒的一个位置,其连线不是运动轨迹, 其实在这30 s内运动也是杂乱无章的,不是沿 直线运动的.在75 s末小颗粒可能在CD连线上, 也可能在CD的中点,也可能在CD连线外的任 一位置,故C、D正确. § 答案: CD § 关于扩散现象和布朗运动,下列说法中正 确的是(  ) § A.扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运 动 § B.扩散现象和布朗运动没有本质的区别 § C.扩散现象可以停止,说明分子的热运动可 以停止 § D.扩散现象和布朗运动都与温度有关 § 解析: 扩散现象是指分子的无规则热运动, 而布朗运动是指悬浮微粒的无规则运动,二者 本质不同,A、B错误;布朗运动是由于分子 热运动对悬浮微粒的不均衡撞击所致,所以分 子热运动不会停止,C错误;这两种现象都与 温度有关,温度越高,现象越明显,D正确. § 答案: D § 【跟踪发散】 2-1:对以下物理现象的正确 分析是(  ) § ①从射来的阳光中,可以看到空气中的微粒在 上下飞舞 ②上升的水蒸气的运动 ③用显微 镜观察悬浮在水中的小炭粒,小炭粒不停地做 无规则运动 ④向一杯清水中滴入几滴红墨水, 红墨水向周围运动 § A.①②③属于布朗运动       § B.④属于扩散现象 § C.只有③属于布朗运动 § D.以上结论均不正确 § 解析: 扩散现象是指分子从浓度大的地方运 动到浓度小的地方,而布朗运动是固体小颗粒 的无规则运动.观察布朗运动,必须在高倍显 微镜下,肉眼看到的不属于做布朗运动的颗粒, 它做的运动也不是布朗运动,由以上分析不难 判断B、C选项正确. § 答案: BC § 关于热运动的说法中,正确的是(  ) § A.热运动是物体受热后所做的运动 § B.温度高的物体中的分子做无规则运动 § C.单个分子做永不停息的无规则运动 § D.大量分子做永不停息的无规则运动 § 解析: 热运动是指物体内大量分子做无规则 运动,不是单个分子做无规则运动,在物体内 的分子运动速度不同,即使是同一个分子在不 同时刻其速度也不同,热运动在宏观上表现的 是温度,当分子的平均速率变化时,物体的温 度变化,不仅高温物体中的分子在做无规则运 动,低温物体内的分子也同样做无规则运动, 只是其平均速率不同而已,A、B、C是错误 的.答案为D § 答案: D § 【反思总结】 要正确理解热运动的实质, 不能从字面上去分析问题.温度高分子无 规则运动剧烈程度高,是对大量分子而言 的,对单个分子没有意义. § 【跟踪发散】 3-1:对下列物理现象的解释, 正确的是(  ) § A.水和酒精混合后总体积减小,说明分子间 有空隙 § B.液体中较大的悬浮颗粒不做布朗运动,而 较小的颗粒做布朗运动,说明分子的体积很小 § C.存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有 黑色颗粒,说明煤分子和混凝土分子都在做无 规则的热运动 § D.高压下的油会透过钢罐壁渗出,只能说明 分子是不停运动着的 § 解析: 颗粒做布朗运动是由于液体分子对颗 粒有力的作用.大颗粒接触的分子数多,各个 方向受的分子作用力相互平衡,所以不做布朗 运动,但它说明不了分子体积的大小,A对, B错;扩散现象说明了分子是运动的,因此C 对;而高压下油渗出钢罐壁,也说明了分子之 间有间隙,D错. § 答案: AC § 1.关于布朗运动下列说法正确的是(  ) § A.布朗运动是液体分子的运动 § B.布朗运动反映了固体分子的运动 § C.布朗微粒做无规则运动的原因是由于它受 到水分子有时吸引、有时排斥的结果 § D.温度越高,布朗运动越显著 § 解析: 布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的 运动,不是液体分子的运动,是液体分子无规 则运动的反映,这个小颗粒不是固体分子,故 A、B错; § 布朗微粒做无规则运动的原因是由于周围液体 分子撞击的不平衡造成的,故C错; § 温度越高,布朗运动越显著,D正确. § 答案: D § 2.关于扩散现象,下列说法中正确的是(  ) § A.扩散现象是指相互接触的物体彼此进入对 方的现象 § B.扩散现象只能在液体中进行 § C.扩散现象说明分子在做无规则运动且分子 之间是有空隙的 § D.扩散的快慢与温度无关 § 解析: 扩散现象是指相互接触的物体,彼此 进入对方的现象,且温度越高,扩散进行得越 快,扩散现象说明了分子在做无规则运动且分 子间是有空隙的,故A、C正确. § 答案: AC § 3.(2011·苏州高二检测)物体内分子运动的快 慢与温度有关,在0 ℃时物体内的分子的运动 状态是(  ) § A.仍然是运动的 § B.处于静止状态 § C.处于相对静止状态 § D.大部分分子处于静止状态 § 解析: 分子的运动虽然受温度影响,但永不 停息,A对,B、C、D错. § 答案: A § 4.如图所示,一个装有无色空气的广口瓶 倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶 上,中间用玻璃板隔开.对于抽去玻璃板 后所发生的现象,(已知二氧化氮的密度比 空气的密度大)下列说法正确的是(  ) § A.当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也 变成了淡红棕色 § B.二氧化氮由于密度较大,不会跑到上面的 瓶中,所以上面瓶不会出现淡红棕色 § C.上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中, 于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分, 所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色,但 在瓶底处不会出现淡红棕色 § D.由于气体分子在运动着,所以上面的空气 会到下面的瓶中,下面的二氧化氮也会自发地 运动到上面的瓶中,所以最后上、下两瓶气体 的颜色变得均匀一致 § 解析: 抽去玻璃板后,空气与二氧化氮两种 气体接触,由于气体分子的运动,过一段时间 空气、二氧化氮气体会均匀分布在上下两广口 瓶当中,颜色均匀一致,都呈淡红棕色,A、 D对,B、C错. § 答案: AD § 5.如图所示,把一块铅和一块金的接触面 磨平磨光后紧紧压在一起,五年后发现金 中有铅,铅中有金,对此现象说法正确的 是(  ) § A.属扩散现象,原因是由于金分子和铅分子 的相互吸引 § B.属扩散现象,原因是由于金分子和铅分子 的运动 § C.属布朗运动,小金粒进入铅块中,小铅粒 进入金块中 § D.属布朗运动,由于外界压力使小金粒、小 铅粒彼此进入对方中 § 解析: 属扩散现象,是由于两种不同物质分 子运动引起的,B对. § 答案: B 练考题、验能力、轻巧夺冠