高中物理 第七章 分子动理论 2 分子的热运动课件 新人教版选修33.ppt

2分子的热运动 1 了解扩散现象是由于分子的热运动产生的 2 通过实验知道什么是布朗运动 理解布朗运动产生的原因 3 知道什么是热运动以及决定热运动激烈程度的因素 一 二 一 扩散现象1 定义 不同的物质能够彼此进入对方的现象叫作扩散 2 特点 1 从浓度大处向浓度小处扩散 2 扩散快慢与物质的状态有关 与物质的温度有关 温度越高 扩散现象越明显 3 产生原因 是由物质分子的无规则运动产生的 4 意义 直接证明物质分子永不停息地做无规则运动 5 应用 在高温条件下 通过分子的扩散在纯净半导体中掺入其他元素 生产各种半导体器件 三 一 二 一碗小米倒入一碗大米中 小米进入大米的间隙之中是否属于扩散现象 提示 不是 扩散现象是不同物质的分子彼此进入对方的现象 而小米和大米都不是分子 三 一 二 二 布朗运动1 定义 悬浮在液体 或气体 中的微粒的无规则运动叫作布朗运动 它首先是由英国植物学家布朗发现的 2 产生原因 大量液体 或气体 分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性造成的 3 运动特点 1 永不停息 2 无规则 4 影响因素 微粒的大小和温度的高低 微粒越小 温度越高 布朗运动就越激烈 5 意义 布朗运动虽然不是分子的运动 但它间接反映了液体 或气体 分子运动的无规则性 三 一 二 冬天 当一缕阳光射入教室时 常常可以看到阳光下有悬浮在空气中的尘埃在做无规则运动 这些尘埃的运动是布朗运动吗 为什么 提示 不是 首先 能用肉眼直接观察到的运动肯定不是布朗运动 其次 从布朗运动产生的原因上来考虑 肉眼看到的尘埃比较大 某时刻由于分子的运动而对它向各个方向的撞击几乎平衡抵消 也就是说 尘埃的运动不是由空气分子对它的撞击引起的 而是由气流的流动 重力作用等因素引起的 因此尘埃的运动不属于布朗运动 三 一 三 二 三 热运动1 定义 我们把分子永不停息的无规则运动叫作热运动 2 特点 1 永不停息 2 运动无规则 3 温度越高 分子的热运动越激烈 3 宏观表现 布朗运动和扩散现象 一 对扩散现象的理解1 影响因素 1 双方的物态 物质处于固态 液态和气态时均能发生扩散现象 只是气态物质的扩散现象最快 最显著 液态次之 而固态物质的扩散现象最慢 短时间内非常不明显 2 双方的温度 在两种物质一定的前提下 扩散现象发生的明显程度与物质的温度有关 温度越高 扩散现象越显著 3 双方的浓度差 扩散现象发生的明显程度还受到 已进入对方 的分子浓度的限制 当进入对方的分子浓度较低时 扩散现象较为显著 2 成因分析扩散现象不是外界作用 例如对流 重力作用等 引起的 也不是化学反应的结果 而是分子无规则运动的直接结果 是分子无规则运动的宏观表现 温馨提示 1 扩散现象在任何情况下都可以发生 与外界因素无关 2 当两部分的分子分布浓度相同时 浓度不再变化 宏观上扩散停止 但分子运动并没有停止 因此这种状态是一种动态平衡 二 对布朗运动的理解1 感悟布朗运动的条件布朗运动的对象是布朗微粒 它必须是足够微小的颗粒 如果是大颗粒 则其周围来自各个方向的许多分子对它的撞击很容易平衡 布朗运动研究的颗粒的直径数量级在10 7 10 6m之间 人的肉眼是看不到的 只能借助显微镜观察 例如 人能用眼睛观察到的灰尘颗粒并不能发生明显的布朗运动 2 明确布朗运动的主体布朗运动的主体是布朗微粒 不是分子 布朗微粒虽小 但它又比分子大许多倍 分子直径的数量级为10 10m 因此布朗微粒中包含大量的分子 约为1021个 在显微镜 普通显微镜 下是观察不到分子的 所以布朗运动不是分子运动 但却是分子运动的间接反映 3 了解布朗运动产生的原因悬浮在液体中的固体小颗粒会受到来自各个方向液体分子的撞击 当颗粒较大时 各方向与小颗粒撞击的分子数都很多 各方向作用力趋于平衡 布朗运动难以发生或不明显 当颗粒较小时 各方向与小颗粒撞击的分子数都很少 数目的差异 作用的强弱 作用的先后等因素的影响使得各个方向的作用力很难达到平衡 再由于颗粒质量小 惯性小 运动状态容易改变 所以布朗运动比较明显 总之 颗粒越小 某一瞬间来自各个方向的作用力越不易达到平衡 布朗运动越明显 另一方面 液体分子温度越高 分子运动越剧烈 液体分子碰撞固体小颗粒时这种不平衡的作用力更突出 布朗运动也越明显 温馨提示布朗微粒的运动轨迹是无规则的 它在下一个时刻向哪个方向运动是不确定的 也是不可预测的 温馨提示布朗运动只能在气体 液体中发生 扩散现象可以发生在固体 液体 气体中任何两种物质之间 四 对热运动的理解1 所谓分子的 无规则运动 是指由于分子之间的相互碰撞 每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断地变化 标准状况下 一个空气分子在1s内与其他空气分子的碰撞高达65亿次 所以大量分子的运动是十分混乱的 也就是说是无规则的 注意 不能把布朗运动叫作热运动 2 热运动是对大量分子而言的 对个别分子无意义 3 分子热运动的剧烈程度虽然受到温度影响 温度高运动快 温度低运动慢 但分子的运动永远不会停息 类型一 类型二 类型三 类型一 类型二 类型三 解析 此图画出的是每隔30s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30s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微粒的运动轨迹 更不是水分子的运动轨迹 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 类型一 类型二 类型三 题后反思布朗运动中微粒的运动是 无规则 的 即实验中不同时刻微粒位置的连线并非其运动轨迹 而是人为画出的 这是理解该实验非常关键的一点 触类旁通 类型一 类型二 类型三 在观察布朗运动时 从微粒在a点开始计时 每隔30s记下微粒的一个位置 得b c d e f g等点 然后用线段依次连接 如图所示 则微粒在75s末时的位置 a 一定在cd的中点b 在cd的连线上 但不一定在cd的中点c 一定不在cd连线的中点d 可能在cd连线以外的某一点答案 d 类型一 类型二 类型三 对布朗运动的理解 例2 关于悬浮在液体中的固体微粒的布朗运动 下列说法正确的是 a 小颗粒的无规则运动就是分子的运动b 小颗粒的无规则运动是固体颗粒分子无规则运动的反映c 小颗粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映d 因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关 所以布朗运动也可以叫作热运动点拨 弄清布朗运动的实质 意义及它与热运动的关系是分析问题的关键 类型一 类型二 类型三 解析 悬浮在液体中的固体颗粒虽然很小 需要用显微镜来观察 但它并不是固体分子 而是千万个固体分子组成的分子团 布朗运动是这千万个分子的一致行动 不能看作分子的运动 产生布朗运动的原因是固体微粒受到周围液体分子的撞击 由于液体分子运动的无规则性 固体微粒受到撞击力的合力也是无规则的 因此固体微粒的运动也是无规则的 组成微粒的固体分子既有各自特有的无规则运动 又有我们通过显微镜看到的分子团的布朗运动 可见 小颗粒的无规则运动不能证明固体微粒分子做无规则运动 而只能说明液体分子在做无规则运动 热运动是指分子的无规则运动 由于布朗运动不是分子的运动 因此不能说布朗运动是热运动 答案 c 类型一 类型二 类型三 题后反思1 布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动 它不是液体分子的无规则运动 更不是悬浮颗粒内分子的无规则运动 2 布朗运动不是分子的运动 但它是液体分子无规则运动的反映 类型一 类型二 类型三 对分子热运动的理解 例3 下列说法正确的是 a 热的物体中的分子有热运动 冷的物体中的分子无热运动b 气体分子有热运动 固体分子无热运动c 高温物体的分子热运动比低温物体的分子热运动激烈d 运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈点拨 热运动是指大量分子的无规则运动 而不是受热后物体分子的运动