高中物理 1.6 气体分子运动的统计规律同步备课课件 粤教版选修33.ppt

第一章分子动理论第六节气体分子运动的统计规律 1 知道什么是统计规律 2 知道气体分子沿各方向运动的机会均等是大量分子运动整体表现出来的统计规律 3 知道气体分子速率的分布规律是 中间多 两头少 理解气体分子速率的分布规律也是统计规律 了解气体分子速率分布曲线 由于气体分子间的距离很大 其分子几乎不受到分子间的相互作用力 每一个分子都可以称为自由分子 现代科学研究表明 气体分子一直在高速运动 常温下平均速率超过了声音的速率 在那么小的空间里如此高速运动 碰撞是频繁的 一个分子在1s内与其他分子间的碰撞次数达到了65亿次 从这些数据可以看出 我们要研究单个的分子运动是不可能的 1 用抛掷硬币出现的现象可用来比拟分子的运动 一次抛掷的硬币正面向上还是反面向上可比拟某个分子运动的 多次抛掷的正面向上和反面向上的规律性可比拟大量分子的运动具有 大量个别偶然事件整体表现出 2 大量分子的无规则运动使气体分子间频繁 造成气体分子不断地改变运动 整体上呈现为杂乱无章的运动 正是这个原因 使得分子在各个方向运动的 偶然性 规律性 统计规律 碰撞 方向 机会相等 3 从气体分子的速率分布曲线可以看出 气体分子的速率呈现出 的分布规律 当温度升高时 速率大的分子数 速率小的分子数 分子的平均动能 总体上仍然表现出 的分布规律 中间多 两头少 增多 减少 增大 中间多 两头少 考点1统计规律与气体分子的运动 1 统计规律 1 掷硬币实验 实验过程 把一枚硬币多次抛出落到地面 要注意每次抛出的高度 方法要相同 实验现象 硬币每次落地时出现正面或反面的机会具有偶然性 但多次抛币落地时正面向上和反面向上的次数总是分别接近抛币总次数的二分之一 2 统计规律 大量个别偶然事件整体表现出来的规律 2 气体分子及其运动特点 1 分子很小 间距很大 通常认为除碰撞外不受力的作用 做匀速直线运动 因此气体能充满它能达到的整个空间 2 分子密度大 碰撞频繁 分子的运动杂乱无章 3 由于气体是由数量极多的分子组成 这些分子并没有统一的步调 单独看来 各个分子的运动都是不规则的 带有偶然性 但总体来看 大量分子的运动遵守统计规律 4 分子沿各个方向运动的机会相等 注意 单个或少量分子的运动是 个性行为 具有不确定性 大量分子运动是 集体行为 具有规律性即遵守统计规律 例1 双选 大量气体分子运动的特点是 a 分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外 可在空间里自由移动b 分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动c 分子沿各方向的运动具有偶然性d 某个分子在某一时刻的运动方向遵从一定的规律 解析 气体分子除碰撞外可以认为是在空间内自由移动的 因而气体分子沿各方向的运动机会相等 个别分子的运动具有偶然性 大量分子的运动遵守统计规律 综上所述 选项a b正确 答案 ab 课堂训练 1 双选 关于气体分子的运动情况 下列说法中正确的是 a 某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的b 某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的c 某一时刻向任意一个方向运动的分子数目相等d 某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化 解析 气体分子运动的规律应从两个方面去理解 一是个别分子运动的偶然性 二是大量分子整体具有的规律性 不可把大量分子的统计结果用在个别分子上 也不能因为少量的差异去要求整体上规律的严密性 具有任一速率的分子数目并不是相等的 呈 中间多 两头少 的统计分布规律 选项a错误 由于分子之间频繁地碰撞 分子随时都会改变自己运动速度的大小和方向 因此在某一时刻一个分子速度的大小和方向完全是偶然的 选项b正确 虽然每个分子的速度瞬息万变 但是大量分子的整体存在着统计规律 课堂训练 由于分子数目巨大 某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别 可以认为是相等的 选项c正确 某一温度下 每个分子的速率仍然是瞬息万变的 只是分子运动的平均速率相同 选项d是错误的 答案 bc 课堂训练 考点2气体分子的速率分布 1 气体分子速率分布规律 1 规律内容 在一定状态下 气体的大多数分子的速率都在某个数值附近 速率离这个数值越远 具有这种速率的分子就越少 即气体分子速率总体上呈现出 中间多 两头少 的分布特征 很像伽耳顿板实验中狭槽中落入小球数目的分布 2 气体分子速率分布曲线 以氧分子的速率分布为例 a 从以上的图线可以看出 在一定的温度下 速率在中间的比率最大 分子数最多 速率很大和速率很小的占的比率较小 分子数较少 b 比较两温度下的图线可知 温度升高时 氧分子速率大的占的比例增多 分子的平均动能会随温度的升高而增大 注意 1 以上是以氧分子的速率分布为例得到的规律 不要认为只有氧分子的速率分布规律如此 其他种类的气体分子都满足相同的规律 2 分子速率分布取决于两个因素 温度与分子质量 当温度升高时 分子速率增大的概率增大 分子平均速率增大 当温度降低时 分子平均速率减小 分子质量较大 则分子平均速率较小 分子质量较小 则分子平均速率较大 例2如图所示是氧气分子在不同温度 0 和100 下的速率分布 由图可得信息是 a 随着温度的升高 氧气分子的平均速率变小b 随着温度的升高 每一个氧气分子的速率都增大c 随着温度的升高 氧气分子中速率小的分子所占的比例高d 同一温度下 氧气分子呈现出 中间多 两头少 的分布规律 解析 随着温度升高 氧气分子的平均速率变大 且呈现 中间多 两头少 的分布规律 a错 d对 温度升高时 分子平均速率增大 但并不意味着每一个氧分子的速率都增大 b错 温度升高时 氧气分子中速率小的分子所占比例将减小 c错 答案 d 课堂训练 2 在一定温度下 某种理想气体的速率分布应该是 a 每个分子速率都相等b 每个分子速率一般都不相等 速率很大和速率很小的分子数目很少c 每个分子速率一般都不相等 但在不同速率范围内 分子数的分布是均匀的d 每个分子速率一般都不相等 速度很大和速率很小的分子数目很多 课堂训练 解析 气体分子运动速率呈现