第一章分子動理論1.3分子運動速率分布規(guī)律3

新課講解5

當(dāng)堂小練1

學(xué)習(xí)目標(biāo)

2

新課導(dǎo)入目

錄4

典例分析CONTENTS學(xué)習(xí)目標(biāo)●

1.知道氣體分子運動的特點?！?.能用氣體分子動理論解釋氣體壓強的微觀意義。伽爾頓板的上部規(guī)則地釘有鐵釘，下部用

豎直隔板隔成等寬的狹槽，從頂部入口投入一

個小球時，小球落入某個狹槽是偶然的。如果投入大量的小球，就可以看到，最后

落入各狹槽的小球數(shù)目是不相等的?？拷肟?/p>

的狹槽內(nèi)的小球數(shù)目多，遠(yuǎn)離入口的狹槽內(nèi)小

球的數(shù)目少。重復(fù)幾次實驗?zāi)銜l(fā)現(xiàn)，其分布情況遵從

一定的規(guī)律。由此你能得到什么啟發(fā)嗎?新課導(dǎo)入上面的實驗給我們的啟示：1.個別事件的出現(xiàn)有其偶然性2.大量隨機事件的整體會表現(xiàn)出一定的

規(guī)律-

—

-統(tǒng)計規(guī)律

(statistical

regularity)①必然事件：在一定條件下，若某事

件必然出現(xiàn)②不可能事件：若在一定條件下某件事

不可能出現(xiàn)③隨機事件：在一定條件下某事件可能

出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)分子的運動是無規(guī)則的，每個分子的運動都具有不確定性。但物體是由大量分子組成的，

因而物體的熱現(xiàn)象的宏觀特性是由大量分子的集

體行為決定的。所以看起來無規(guī)則的分子熱運動，也必定是有一定的規(guī)律的——統(tǒng)計規(guī)律。氣體分子運動的特點典型例題分子運動速率分布圖像氣體壓強的微觀解釋新課講解目錄氣體分子運動的特點岔子動理論通常認(rèn)為，氣體分子除了相互

碰撞或者跟器壁碰撞外，不受

力而做勻速直線運動，氣體充

滿它能達(dá)到的整個空間。液體的分子液體變?yōu)闅怏w

后，體積要增

大上千倍氣體的分子距離大約是分子直

徑的10倍左右質(zhì)點分子的大小相對分子

間的空隙來說很小一個挨著一個地排列分子間的作用力很弱但分子的數(shù)密度仍然十分巨大分子之間頻繁地碰撞，每個分子的速度大小

和方向頻繁地改變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分子的個數(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。而且向各個方向運動的氣

體分子數(shù)目幾乎相等。圖1.3-1

氣體分子運動的示意圖氣體距離大約是分

子直徑的10倍左右雖然氣體分子的

分布比液體稀疏在某一時刻，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(shù)目幾乎相等氣體充滿它能達(dá)

到的整個空間氣體的分子→

質(zhì)

點氣體分子運動的特點(1

)運動的自由性：氣體很容易被壓縮，說明氣體分子之間的距離很大，分子間作用力很弱.因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，氣體分子不受力在空間內(nèi)自由移動.

所以氣體沒有確定的形狀和體積，其體積等于容器的體積.(

氣體分子不受力而做勻

速直線運動，因而氣體會充滿它能達(dá)到的整個空間。)(2)運動的無序性：大量氣體分子永不停息地做無規(guī)則運動.就某一個分子而言，

在某一時刻它向哪一個方向運動，完全是隨機的.因此，在任一時刻分子沿各個方向運動的機會(概率)是均等的.(3

)大量分子運動的規(guī)律性：

在任一時刻向容器各個方向運動的分子數(shù)是均等的。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，分子的運動雜亂無章。從統(tǒng)計規(guī)律上看氣體分子沿各個方向運動的機會均等，因此對大量分子而言，在任一時刻向容器各個方向運動的分子數(shù)是均等的。分子運動速率分布圖像岔子動理論速率區(qū)間/(m·

s?1)100

以下100~200200300300400400~500500600600~700700~800800900900以上各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比0℃1.4十8.1

十17.0十21.4十20.4+15.1十9.24.5

十2.0十0.9100℃0.7十

5.4

十11.9十17.4+18.6+16.7+12.9十7.9十4.6十3.9盡管大量氣體分子做無規(guī)則運動，速率有大有小，但分子的速率

卻是按一定的規(guī)律分布.下表是氧氣分子在0°C和100°C兩種不同情

況下的速率分布情況。1、氣體分子速率分布=100=100各速率區(qū)間的分子數(shù)

占總分子數(shù)的百分比2220181614121086100100

200

300400

500

600700200

300

400500

600

700

800800900900以

上根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)繪制圖像分子的

速率點擊畫面播放視頻以

下4

21、0°C和100°C氧氣分子的速率都呈“中間多、

兩頭少”的分布。2、0°C時，速率在300一400

m/s的分子最多。

100°C時，速率在400一500

m/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?！皽囟仍礁?，分子的熱運動越劇烈”各速率區(qū)間的分子數(shù)

占總分子數(shù)的百分比22201816141210864

0100200300400500600

700

80090分

子

的下

2

0

0

3

0

0

4

0

0

5

0

0

6

0

0

7

0

0

8

0

0

9

0

0

上

速

率以102、氣體分子速率分布特征2①在任意溫度下，所有氣體分子的速率都

呈“中間多、兩頭少”的分布。②當(dāng)溫度升高時，“中間多”這一高峰向

速率大的一方移動。③溫度越高，分子熱運動越劇烈注意：溫度升高，氣體分子的平均速率變大，但是具體到某一個氣體分子，其速率

可能變大也可能變小，無法確定。【特別提醒】單個或少量分子的運動是“個性行為”,具有不確定性。大量分子運動是

“集體行為”,具有規(guī)律性即遵守統(tǒng)計規(guī)律。分子運動速率分布圖像各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比20~900

分

子

的

速

率

900以上0l°100以下6

400~

61

1151020℃05.氣體壓強的微觀解釋岔子動理論大量氣體分子頻繁的作用在器壁單位面積上，產(chǎn)生的平均作用力。持續(xù)均勻的壓力

各方向的壓強相同1、氣體壓強的產(chǎn)生大量雨點對傘的撞擊，

使傘受到持續(xù)的作用力從分子動理論的觀點來看，氣體對容器的壓強源于氣體分子的熱運動，當(dāng)它們飛到器壁時，就會跟器壁發(fā)

生碰撞

(

可視為彈性碰撞),就是這個撞擊對器壁產(chǎn)生

了作用力，從而產(chǎn)生了壓強。選擇一個與器壁發(fā)生正碰的氣體分子為研究對象

F△t=-mv—mv=-2mv氣體分子受到的作用力為根據(jù)牛頓第三定律，器壁受到的作用力為從分子動理論的觀點來看，氣體對容器的壓強是大量氣體分子不斷

撞擊器壁的結(jié)果?；蛟S有人會問，這種撞擊是不連續(xù)的，為什么器壁受

到的作用力卻是均勻不變的呢?多顆豆子

壁產(chǎn)生了持續(xù)穩(wěn)定的壓強的過程器壁單位面積上受到的壓力，就是氣體的壓強。類似于一個分子撞擊容器壁的過程模擬了氣體分子連續(xù)不斷的撞擊容器演

示模擬氣體壓強產(chǎn)生的機理2、模擬氣體壓強產(chǎn)生的機理點擊畫面播放

點擊畫面播放單顆鋼珠給秤盤的壓力很小，作用時間也很短，但是大量的鋼珠對秤盤的頻繁

碰撞，就對秤盤產(chǎn)生了一個持續(xù)的均勻的壓力。鋼珠下落高度越高(鋼珠運動速度越大),對秤盤產(chǎn)生了一個的壓力越大。數(shù)量：20高度：20cm3、氣體的壓強：

器壁單位面積上受到的壓力一個分子撞擊容器壁的過程與之類似顆豆子對于單個分子來說，這種撞擊是間斷的、不均勻的多顆豆子多數(shù)氣體分子連續(xù)不斷的撞擊容器壁的過程與之類似對于大量分子總的作用來說，就表現(xiàn)為連續(xù)的和均勻的。即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目若容器中氣體分子的數(shù)密度大，在單位時間內(nèi)，與單

位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多，平均作用力也會較大。若某容器中氣體分子的平均速率越大，單位時間內(nèi)、單

位面積上氣體分子與器壁的碰撞對器壁的作用力就越大。氣體分子的密集程度

—

→體積V氣體分子的平均動能

—→

溫度T(微觀因素)

(宏觀因素)【微觀角度】(1)氣體分子的密集程度(2)氣體分子的平均動能4、決定氣體壓強大小的因素【宏觀角度】①與溫度有關(guān)：溫度越高，氣體的壓強越大；②與體積有關(guān)：體積越小，氣體的壓強越大?！镒⒁猓簹怏w壓強與大氣壓強不同大氣壓強由重力而產(chǎn)生，隨高度增大而減小。氣體壓強是由大量分子撞擊器壁產(chǎn)生的，大小不隨高度而變化。所以，氣體壓強P的大小與氣體的體積V

和溫度T

都有關(guān)。表示v

處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率，所對應(yīng)的溫度分別為T、Tπ、Tm

則(

B)A.T?>Tπ>TmB.Tm>T>TC.T>T,Tπ>TmD.T?=Tπ=TⅢ典例分析例1:某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示，圖中f(v)例2:下面關(guān)于氣體壓強的說法正確的是(

ABCD

)A.氣體對器壁產(chǎn)生的壓強是由于大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的B.氣體對器壁產(chǎn)生的壓強等于作用在器壁單位面積上的平均作用力C.從微觀角度看，氣體壓強的大小跟氣體分子的平均動能和分子密集程度有關(guān)D.

從宏觀角度看，氣體壓強的大小跟氣體的溫度和體積有關(guān)例3:封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體體積不變，當(dāng)溫度升高時

(

BD

)A.氣體的密度增大B.

氣體的壓強增大C.

氣體分子的平均動能減小D.氣體分子每秒撞擊單位面積器壁的數(shù)目增多學(xué)以致用

·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)YEH9.h

王

王

01.

(多選)對于氣體分子的運動，下列說法正確的是(

)A.

一定溫度下某氣體的分子碰撞雖然十分頻繁，但同一時刻，每

個分子的速率都相等B.

一定溫度下某氣體的分子速率一般不相等，但速率很大和速率

很小的分子數(shù)目相對較少C.

一定溫度下某氣體的分子做雜亂無章的運動，可能會出現(xiàn)某一

時刻所有分子都朝同一方向運動的情況D.

一定溫度下某氣體，當(dāng)溫度升高時，其中某10個分子的平均速

率可能減小解析

答案2.

(多選)下面對氣體壓強的理解，正確的是(

)A.在完全失重的情況下，密閉容器內(nèi)的氣體對器壁沒有壓強B.氣體壓強取決于單位體積內(nèi)的分子數(shù)和氣體的溫度C.

器壁受到大量氣體分子的碰撞的作用力是氣體對器壁壓強的產(chǎn)

生原因D.

氣體的壓強是由于氣體分子間的斥力產(chǎn)生的