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

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

§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