高考物理 7.2 分子的热运动课件 新人教版选修33.ppt

2分子的热运动 1 了解扩散现象是由分子的运动产生的 2 知道什么是布朗运动 理解布朗运动产生的原因 3 知道什么是分子的热运动 理解分子热运动与温度的关系 重点 扩散现象和分子热运动 难点 布朗运动的实质及产生原因 一 扩散现象1 定义 不同物质彼此 对方的现象 2 产生原因 物质分子的 运动 3 应用 生产半导体器件时 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 意义 反映分子在做永不停息的 运动 进入 无规则 扩散 无规则 想一想 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 扩散现象是指由于分子的无规则运动 不同物质 分子 彼此进入对方的现象 显然 上述现象不是分子运动的结果 而是两种物质的混合 所以不属于扩散现象 二 布朗运动1 概念 悬浮微粒在液体中的 运动 2 产生原因 大量液体分子对悬浮微粒撞击作用的 造成的 3 运动特点 1 2 无规则 4 影响因素 微粒 温度 布朗运动越明显 5 意义 间接反映了液体分子的 运动 无规则 不平衡 永不停息 越小 越高 无规则 判一判 1 布朗运动就是液体分子的无规则运动 2 悬浮微粒越大 布朗运动越明显 3 布朗运动的剧烈程度与温度有关 提示 1 布朗运动是悬浮微粒的运动 不是分子的运动 它反映了液体分子的无规则运动 1 错 2 悬浮微粒越大 布朗运动越不明显 2 错 3 温度越高 布朗运动越剧烈 3 正确 三 热运动1 定义 分子永不停息的 运动 2 宏观表现 现象和布朗运动 3 特点 1 永不停息 2 运动 3 温度越高 分子的热运动越 无规则 扩散 无规则 激烈 扩散现象和热运动 探究导引 在一瓶热水和一瓶冷水中同时滴入一小滴相同的红墨水 观察瓶里水的颜色变化 请思考以下问题 1 瓶里的水变红了 说明什么问题 2 两个瓶里的水为什么会出现变化快慢不同的现象 要点整合 1 扩散现象是否明显的影响因素 1 双方的物态 扩散现象发生时 气态物质的扩散现象最快最显著 液态物质次之 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与两种物质的浓度差有关 浓度差越大 扩散现象越明显 2 扩散现象的原因分析扩散现象不是外界作用引起的 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反映 特别提醒 1 扩散现象在任何情况下都可以发生 它的发生与外界因素无关 2 分子运动激烈程度虽然受到温度的影响 温度高 分子运动快 温度低 分子运动慢 但分子的运动永远不会停止 典例1 2012 深圳高二检测 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 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 由于二氧化氮密度较大 不会跑到上面的瓶中 所以上面瓶中不会出现淡红棕色c 空气和二氧化氮将同时向对方扩散d 当两种气体分布均匀后 分子就不会向上或向下运动 思路点拨 解答本题应注意以下两点 关键点 1 扩散现象是分子无规则运动的结果 2 扩散现象与物质的密度大小无关 规范解答 选a c 分子做永不停息的无规则运动 过一段时间上下分布均匀 故成淡红棕色 之后分子仍会向上或向下运动 a正确 b错误 空气和二氧化氮分子都做无规则运动 将同时向对方扩散 c正确 d错误 变式训练 通常把萝卜腌成咸菜需要几天 而把萝卜炒成熟菜 使之具有相同的咸味 只需几分钟 造成这种差别的主要原因是 a 盐分子很小 很容易进入萝卜中b 盐分子间有相互作用的斥力c 萝卜分子间有空隙 易扩散d 炒菜时温度高 分子热运动激烈 解析 选d 分子无规则运动的激烈程度与温度有关 温度越高 分子运动越激烈 扩散进行得越快 故选d 布朗运动与热运动 探究导引 用显微镜观察悬浮在水中的小颗粒 会发现这些小颗粒做无规则运动 请思考以下问题 1 这些小颗粒做无规则运动的原因是什么 2 这些小颗粒做无规则运动的剧烈程度由什么因素决定 要点整合 1 对布朗运动的三点认识 1 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 影响因素 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 来自各方向的撞击力越不平衡 另外 微粒越小 其质量也就越小 相同撞击力下产生的加速度越大 因此 微粒越小 布朗运动越明显 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 产生的加速度也越大 因此 温度越高 布朗运动越激烈 3 实质 布朗运动不是分子的运动 而是固体微粒的运动 布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性 布朗运动与温度有关 表明液体分子的运动与温度有关 2 布朗运动与热运动的区别与联系 悬浮于流体中的微粒 分子 可以在显微镜下看到 肉眼看不到 在显微镜下看不到 无规则 永不停息 温度越高越激烈 周围液体 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 特别提醒 1 做布朗运动的微粒用肉眼是看不到的 只能在显微镜下看到 2 布朗运动不是分子的运动 而是分子运动的间接反映 典例2 做布朗运动实验 得到某个观测记录如图 图中记录的是 a 分子无规则运动的情况b 某个微粒做布朗运动的轨迹c 某个微粒做布朗运动的速度 时间图线d 按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 思路点拨 解答本题应注意以下两点 关键点 1 图中折线是微粒两位置的连线 2 折线的无规则所反映的实质问题 规范解答 选d 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动 而非分子的运动 a错误 既然无规则 所以微粒没有固定的运动轨迹 b错误 对于某个微粒而言 在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的 所以无法确定其在某一时刻的速度 故无法描绘其速度 时间图线 c错误 图示折线并不是微粒的运动径迹 更不是水分子的运动径迹 记录的是某个运动微粒在不同时刻的位置的连线 d正确 总结提升 布朗运动示意图的分析方法布朗运动是无规则的 分析布朗运动示意图时要注意 1 布朗运动示意图中每个拐点记录的是微粒每隔一段时间 如30s 的位置 可采用频闪照相的办法记录 2 两位置所画直线是人为画的 在30s内 微粒仍做无规则运动 3 不能将示意图中的折线当做微粒的运动轨迹 每一段直线也不可认为是对应这段时间内的匀速直线运动轨迹 在这段时间内 运动仍然是很复杂的 4 布朗运动示意图只能说明每隔一段时间微粒的位置 无法确定微粒运动的轨迹 变式训练 2012 大纲版全国卷 下列关于布朗运动的说法 正确的是 a 布朗运动是液体分子的无规则运动b 液体温度较高 悬浮粒子越小 布朗运动越剧烈c 布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的d 布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的 解析 选b d 布朗运动是悬浮在液体 或气体 中的微小粒子的无规则运动 是由液体分子对微小粒子的撞击作用的不平衡引起的 不是液体分子的无规则运动 选项a c错误 d正确 温度越高 分子运动速率越大 对微小粒子的冲量越大 布朗运动越剧烈 粒子越小 惯性越小 运动状态越容易改变 受撞击后加速度越大 运动越剧烈 所以液体温度越高 悬浮粒子越小 布朗运动越剧烈 选项b正确 变式备选 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 解析 选d 微粒做布朗运动 它在任意一小段时间内的运动都是无规则的 题干中记录到的各点 只是某一时刻微粒所在的位置 在两个位置所对应的时间间隔内 微粒并不一定沿直线运动 故d正确 a b c错误 温馨提示 布朗运动和分子的热运动都是永不停息的 无规则的运动 都与温度有关 分子的热运动是指大量分子的无规则运动 而不是指单个分子的运动 典例 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 思路点拨 抓住热运动的定义是分析本题的关键 要注意热运动是指大量分子的无规则运动 规范解答 选d 热运动是指物体内大量分子的无规则运动 不是单个分子的无规则运动 故c错 d正确 不仅高温物体中的分子在做无规则运动 低温物体中的分子也同样做无规则运动 只是其平均速率不同而已 故a b错 布朗运动和扩散现象辨析 1 布朗运动是微粒的运动 而不是分子的运动 可以在气体和液体中进行 2 扩散现象是分子的运动 可以在气体 液体 固体中进行 3 布朗运动和扩散现象都是无规则的 永不停息的 且温度越高越明显 案例展示 关于布朗运动和扩散现象 下列说法中正确的是 a 布朗运动和扩散现象都能在气体 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 规范解答 选c d 布朗运动与扩散现象的发