第1章分子動理論與氣體實驗定律第3節(jié)氣體分子速率分布的統(tǒng)計規(guī)律課標要求1.了解什么是統(tǒng)計規(guī)律。(物理觀念)2.了解氣體分子運動的特點。(物理觀念)3.了解氣體分子速率分布的規(guī)律。(物理觀念)4.知道氣體分子速率分布圖像的物理意義。(物理觀念)基礎落實·必備知識全過關一、偶然中的必然1.生活中有大量的事件在一定條件下有

變化的可能。

2.大量偶然事件表現出來的整體規(guī)律,稱為

。

二、氣體分子速率分布規(guī)律1.每個氣體分子運動的速率是

的。組成物質的分子數目是巨大的,大量氣體分子的速率遵循統(tǒng)計規(guī)律。

2.在一定溫度下,不管個別分子怎樣運動,速率分布表現出“

、

”的規(guī)律。當溫度升高時,“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律不變,分布曲線的峰值向

的一方移動。

多種

統(tǒng)計規(guī)律不確定中間多兩頭少速率大想一想為什么要研究大量分子運動的統(tǒng)計規(guī)律?提示

氣體分子的運動是雜亂無章、無規(guī)則的,研究單個的分子無實際意義。易錯辨析

判一判(1)氣體內部所有分子的速率都隨溫度的升高而增大。(

)(2)溫度相同時,各種氣體分子的平均速率都相同。(

)(3)當溫度發(fā)生變化時,氣體分子的速率不再符合“中間多,兩頭少”的規(guī)律。(

)(4)某一時刻一個分子的速度大小和方向是偶然的。(

)(5)氣體分子的平均動能隨溫度的升高而增大。(

)提示

溫度升高,平均速率變大,不是每個分子的速率都變大。

××提示

溫度相同時,各種氣體分子的平均動能都相同,各種氣體分子質量不同,氣體分子速率也就不同?！撂崾?/p>

當溫度發(fā)生變化時,氣體分子的速率仍然符合“中間多,兩頭少”的規(guī)律。

√√即學即用

練一練麥克斯韋從理論上推導出了氣體分子速率的分布規(guī)律,后來有許多實驗驗證了這一規(guī)律。若以橫坐標v表示分子速率,縱坐標f(v)表示各速率區(qū)間的分子數占總分子數的百分比,下面四幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是(

)D解析

各速率區(qū)間的分子數占總分子數的百分比不能為負值,A、B錯誤;氣體分子速率的分布呈現“中間多,兩頭少”的規(guī)律,故C錯誤,D正確。重難探究·能力素養(yǎng)全提升探究點氣體分子速率分布規(guī)律導學探究(1)把4枚硬幣投擲10次并記錄正面朝上的個數。比較個人、小組、大組、全班的數據,你能發(fā)現什么規(guī)律嗎?(2)溫度不變時,每個分子的速率都相同嗎?溫度升高,所有分子運動速率都增大嗎?要點提示

分子在做無規(guī)則運動,造成其速率有大有小。溫度升高時,所有分子熱運動的平均速率增大,即大部分分子的速率增大了,但也有少數分子的速率減小。知識歸納1.對統(tǒng)計規(guī)律的理解(1)個別事件的發(fā)生具有偶然因素,但大量事件發(fā)生的概率卻往往遵從一定的統(tǒng)計規(guī)律。(2)從微觀角度看,由于物體是由數量極多的分子組成的,這些分子并沒有統(tǒng)一的運動步調,單獨來看,各個分子的運動都是不規(guī)則的,帶有偶然性,但從總體來看,大量分子的運動卻有一定的規(guī)律。2.氣體的微觀結構特點(1)氣體分子間的距離較大,氣體分子可看成質點。(2)氣體分子間的分子力很微弱,通常認為氣體分子除了相互碰撞或與器壁碰撞外,不受其他力的作用。3.氣體分子運動的特點(1)大量氣體分子做無規(guī)則熱運動,因此,分子之間頻繁地碰撞、每個分子的速度大小和方向頻繁地改變。(2)正是“頻繁碰撞”,造成氣體分子不斷地改變運動方向,使得每個氣體分子可自由運動的行程極短,整體上呈現為雜亂無章的運動。(3)分子的運動雜亂無章,在某一時刻,向著任何一個方向運動的分子都有,而且向各個方向運動的氣體分子數目都基本相等,即氣體分子沿各個方向運動的機會基本相等。概率

(4)每個氣體分子都在做永不停息的無規(guī)則運動,常溫下大多數氣體分子的速率都達到數百米每秒。4.分子運動速率分布圖像(1)溫度越高,分子的熱運動越激烈。(2)氣體分子速率呈“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布。當溫度升高時,對于某一分子在某一時刻的速率不一定增加,但大量分子的平均速率一定增加,而且分布中“中間多”的分子速率值增加(如圖所示)。典例剖析D【例題】一密閉鋼瓶裝有一定質量的理想氣體,圖中實線和虛線分別對應兩個不同溫度的速率分布規(guī)律。f(v)是單位速率間隔內分子數占總分子數的比率,v是分子速率。實線下v0值兩側A、B面積相等,則(

)A.實線對應的溫度比虛線的高B.實線對應的狀態(tài)下所有分子的動能比虛線對應的大C.虛線對應的狀態(tài)下速率很大和很小的分子數占比都很大D.實線對應狀態(tài)下某分子速率介于0~v0和v0~∞的幾率相等解析

溫度升高,速率大的分子所占百分比增大,曲線峰值向右移動,故實線對應的溫度比虛線的低,則實線對應狀態(tài)下分子的平均動能比虛線對應的小,但不是所有分子的動能都比虛線對應的小,故A、B錯誤;由題圖可知虛線對應狀態(tài)下速率很大和很小的分子占比都很小,故C錯誤;由題意可知,實線下v0值兩側A、B面積相等,則實線對應狀態(tài)下分子速率介于0~v0和v0~∞的幾率相等,均為50%,故D正確。對點演練氧氣分子在不同溫度(0℃和100℃)下的速率分布圖如圖所示,由圖可得(

)A.同一溫度下,氧氣分子的速率呈現出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律B.隨著溫度的升高,每一個氧氣分子的速率都增大C.隨著溫度的升高,氧氣分子中速率小的分子所占的比例增大D.隨著溫度的升高,氧氣分子的平均速率變小A解析

溫度升高后,并不是每一個氧氣分子的速率都增大,而是氧氣分子的平均速率變大,并且速率小的分子所占的比例減小,故B、C、D錯誤;同一溫度下,氧氣分子的速率呈現出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律,A正確。學以致用·隨堂檢測全達標1231.(多選)對于氣體分子的運動,下列說法正確的是(

)A.一定溫度下氣體分子的碰撞雖然十分頻繁,但同一時刻,每個分子的速率都相等B.一定溫度下氣體分子的速率一般不相等,但速率很大和速率很小的分子數目相對較少C.一定溫度下氣體分子做雜亂無章的運動,可能會出現某一時刻所有分子都朝同一方向運動的情況D.當溫度升高時,氣體中少量(如10個)分子的平均動能可能減小BD123解析

一定溫度下氣體分子碰撞十分頻繁,單個分子運動雜亂無章,速率不等,但大量分子的運動遵從統(tǒng)計規(guī)律,速率大和速率小的分子數目相對較少,向各個方向運動的分子數目相等,A、C錯誤,B正確;溫度升高時,大量分子平均動能增大,但少量(如10個)分子的平均動能有可能減小,D正確。1232.關于氣體分子的運動情況,下列說法正確的是(

)A.某一時刻具有任意速率的分子數目是相等的B.某一時刻一個分子速度的大小和方向是偶然的C.某一溫度下,大多數氣體分子的速率不會發(fā)生變化D.分子的速率分布毫無規(guī)律B解析

具有