第一章分子動(dòng)理論粵教版選擇性必修三第三節(jié)氣體分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律知識(shí)回顧內(nèi)容：①物體是由大量分子組成的②分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)③分子間存在著相互作用的引力和斥力把物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)和規(guī)律看作微觀(guān)粒子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀(guān)表現(xiàn)。分子動(dòng)理論（molecularkinetictheory）熱學(xué)熱現(xiàn)象的宏觀(guān)理論——研究熱現(xiàn)象一般規(guī)律，不涉及熱現(xiàn)象微觀(guān)解釋(熱力學(xué))熱現(xiàn)象的微觀(guān)理論——從分子動(dòng)理論的角度來(lái)研究宏觀(guān)熱現(xiàn)象的規(guī)律(統(tǒng)計(jì)物理學(xué))新課導(dǎo)入中國(guó)裁判執(zhí)法足球國(guó)際比賽足球比賽開(kāi)始前，主裁判拋硬幣，兩隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)挑正反面，贏(yíng)的一方挑選往哪邊攻，輸?shù)囊环将@得上半場(chǎng)比賽開(kāi)球權(quán)。這種方式公平嗎？把一枚硬幣拋起來(lái)后落到地面，硬幣的正面向上還是反面向上是隨機(jī)的。當(dāng)拋幣的次數(shù)非常多時(shí)，硬幣正面向上和反面向上的概率是相等的。實(shí)驗(yàn)表明：個(gè)別事件的出現(xiàn)具有隨機(jī)性，但大量事件出現(xiàn)的概率遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。下面我們以氣體分子運(yùn)動(dòng)為例探究氣體分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。Part01分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的概率相等F0rr0F斥F引當(dāng)r＞10r0(10-9m)時(shí)，分子力約等于0；氣體分子可以自由運(yùn)動(dòng)分子的大小相對(duì)分子間的空隙來(lái)說(shuō)很小質(zhì)點(diǎn)通常認(rèn)為，氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，氣體充滿(mǎn)它能達(dá)到的整個(gè)空間。分子的個(gè)數(shù)與它們所占空間體積之比叫作分子的數(shù)密度，通常用n表示。但分子的數(shù)密度仍然十分巨大分子之間頻繁地碰撞，每個(gè)分子的速度大小和方向頻繁地改變分子的熱運(yùn)動(dòng)雜亂無(wú)章在某一時(shí)刻，向著任一方向運(yùn)動(dòng)的分子都有，而且向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目幾乎相等。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1cm3氣體中約有2.7×1019個(gè)分子，一個(gè)分子1s內(nèi)與其他分子的碰撞次數(shù)高達(dá)65億次。一、分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的概率相等對(duì)由大量分子組成的氣體整體來(lái)說(shuō)，氣體中任一時(shí)刻都有向任一方向運(yùn)動(dòng)的分子，且氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的數(shù)目相等。對(duì)大量分子運(yùn)動(dòng)情況的統(tǒng)計(jì)結(jié)果：在任一時(shí)刻分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的概率是相等的。氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率分布是否也有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律呢？伽爾頓板實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：1.單個(gè)小球落入哪個(gè)狹槽內(nèi)是隨機(jī)的。2.投入大量小球時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)狹槽內(nèi)小球分布的情況是一定的，而且落入某一道狹槽內(nèi)的小球數(shù)目與小球總數(shù)的比值是穩(wěn)定的。這就是說(shuō)，大量的小球落入狹槽時(shí)，其整體的分布遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。氣體分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，速率有的大，有的小。大量氣體分子整體的速率分布，會(huì)不會(huì)與伽爾頓板實(shí)驗(yàn)類(lèi)似，也遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律呢？Part02分子速率按一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布落入某一道狹槽內(nèi)的小球數(shù)目與小球總數(shù)的比值是穩(wěn)定的。伽爾頓板實(shí)驗(yàn)不同狹槽不同速率范圍小球數(shù)目

小球總數(shù)

氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)研究表明：在一定的溫度下，不同速率范圍內(nèi)的分子數(shù)在總分子數(shù)中所占的比值是確定的。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)繪制圖像1、氣體分子速率分布根據(jù)溫度為00C根據(jù)溫度為1000C“溫度越高，越”1、0°C和100°C氧氣分子的速率都呈

“中間多、兩頭少”的分布。2、氣體分子速率分布特征2、0°C時(shí)，速率在300~400m/s的分子最多。100°C時(shí)，速率在400~500m/s的分子最多。3、100°C的氧氣，速率大的分子比例較多，其分子的平均速率比0°C的大。分子的熱運(yùn)動(dòng)劇烈當(dāng)溫度升高時(shí)，“中間多”這一高峰向速率大的一方移動(dòng)，峰值變小2、氣體分子速率分布特征

(1)在直方圖中，所有矩形的面積之和對(duì)應(yīng)的物理意義：100%(2)在直方圖中，如果縱軸反映的是各速率區(qū)間的分子數(shù)，那么所有矩形的面積之和對(duì)應(yīng)的物理意義：總分子數(shù)

2、氣體分子速率分布特征

思考與討論1．溫度升高，所有氣體分子的速率都會(huì)增大嗎？答：不會(huì)。根據(jù)氣體分子速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，當(dāng)溫度升高時(shí)，速率大的分子數(shù)目增加，速率小的分子數(shù)目減少，但依然會(huì)有速率小的氣體分子存在。我們只能認(rèn)為氣體分子的平均速率增大。2．氣體分子的平均速率和平均動(dòng)能的關(guān)系？答：平均速率=所有分子的速率總和/總分子數(shù)；

平均動(dòng)能=所有分子的動(dòng)能總和/總分子數(shù)。故分子的平均速率和平均動(dòng)能沒(méi)有必然的等量關(guān)系，只能定性地認(rèn)為，當(dāng)分子的平均速率增大時(shí)，分子的平均動(dòng)能也增大。思考與討論課本第14頁(yè)練習(xí)2由氣體分子的速率分布規(guī)律可知，一般的分子熱運(yùn)動(dòng)的速率很大，大多在200m/s-600m/s之間。但是，對(duì)于放在一個(gè)面積只有10m2的房間里的香水，打開(kāi)瓶蓋后，房間里的人要過(guò)一會(huì)兒才能聞到香味，這是為什么？解析：雖然香水氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率很大，但由于分子的熱運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，且在行進(jìn)過(guò)程中與空氣分子不斷碰撞，導(dǎo)致香水氣體分子的運(yùn)動(dòng)只是“短暫的速度很大的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”。況且人要聞到香味，需要接收足夠多的香水氣體分子，因此必須經(jīng)過(guò)一段時(shí)間。課堂小結(jié)一、單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)：偶然性二、大量分子的運(yùn)動(dòng)：統(tǒng)計(jì)規(guī)律（1）沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的概率相等（2）速率分布規(guī)律（中間多，兩頭少）當(dāng)溫度升高時(shí)，“中間多”這一高峰向速率大的一方移動(dòng)，峰值變小課堂練習(xí)1.（多選）關(guān)于氣體分子的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法中正確的是(）A．某一時(shí)刻具有任一速率的分子數(shù)目是相等的B．某一時(shí)刻一個(gè)分子速度的大小和方向是偶然的C．某一時(shí)刻向任意一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)目相等D．某一溫度下大多數(shù)氣體分子的速率不會(huì)發(fā)生變化BC解析：具有任一速率的分子數(shù)目并不是相等的，呈“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；某一溫度下，每個(gè)分子的速率仍然是瞬息萬(wàn)變的，只是分子運(yùn)動(dòng)的平均速率相同，選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的。課堂練習(xí)2.（多選）一定質(zhì)量的氣體密封在容積不變的容器中，當(dāng)溫度升高時(shí)，則氣體(

)A．所有分子的速率都增大B．分子的平均速率增大C．速率大的分子的個(gè)數(shù)增多D．所有分子的動(dòng)能都會(huì)增強(qiáng)E.分子的平均動(dòng)能增大BCE解析：溫度升高，由氣體分子速率分布規(guī)律可知，分子的平均速率、平均動(dòng)能增大，對(duì)每一個(gè)分子的速率、動(dòng)能不一定增大，BE正確。溫度升高時(shí)，氣體分子速率大的分子個(gè)數(shù)增多，速率小的分子個(gè)數(shù)減小，C正確。課堂練習(xí)3．大量氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)不包括下列哪項(xiàng)？(

)A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空間里自由移動(dòng)B．分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無(wú)章的熱運(yùn)動(dòng)C．分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等D．分子的速率分布毫無(wú)規(guī)律D解析：氣體分子除碰撞外可以認(rèn)為是在空間自由移動(dòng)的，因氣體分子沿各方向的機(jī)會(huì)相等，碰撞使它做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，但氣體分子的速率按“中間多，兩頭少”的規(guī)律分布。課堂練習(xí)4.氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線(xiàn)所示。下列正確的是__