1.3 分子运动速率分布规律 课件-高二下学期物理人教版选择性必修第三册

——博学省己

知明笃行——第1章分子动理论

第3课分子运动速率分布规律1.初步了解什么是统计规律2.了解气体分子运动的特点：分子沿各个方向运动的机会相等，分子速率按一定规律分布3.能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，知道气体的压强与所对应的微观物理量间的联系学习目标分子动理论的基本内容：(1)物体是由大量分子组成的，(2)分子在做永不停息的无规则运动，(3)分子间相互作用力。无规则=无规律？复习回顾伽尔顿板实验统计规律思考与讨论：(1)从顶部入口放入一个小球时，小球落入下面等宽的狭槽是不是偶然的？

(2)从顶部入口投入大量小球时，这些小球落入狭槽的分布情况有没有什么规律？

统计规律必然事件：在一定条件下，若某事件必然出现不可能事件：若在一定条件下，某事件不可能出现随机事件：若在一定条件下某事件可能出现，也可能不可能出现.统计规律(1)个别事件的出现有其偶然性上面的实验给我们的启示：(2)大量随机事件的整体会表现出一定的规律---统计规律

新课讲授单个分子的运动无规律，大量分子整体运动有规律。热现象与大量分子热运动的统计规律有关。(1)气体分子的大小相对于气体分子间的空隙来说很小，我们研究气体分子运动的性质时，可否将气体分子看成质点？

气体分子间的空隙大约是气体分子直径的10倍左右，所以我们可以认为气体分子的大小相对于气体分子间的空隙来说很小，在研究气体分子的运动时，可以把气体分子看成质点。气体分子运动的特点（2）气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，它的运动性质是怎样的？

由于气体分子间的空隙比较大，气体分子间的作用力很弱，所以除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力而做匀速直线运动。气体分子运动的特点（3）为什么说气体分子的运动是杂乱无章的？

①气体分子做匀速直线运动，气体能充满它能达到的整个空间。②气体分子的数密度十分巨大，分子之间频繁地碰撞，每个分子速度的大小和方向频繁地改变。③在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有。气体分子运动的特点（4）试分析总结气体分子运动的特点？

①对某个分子而言，分子在做匀速直线运动，在某一时刻，沿着什么方向、以多大的速率运动都具有偶然性。②对于大量分子而言，分子的运动具有规律性，即在某一时刻，向着任何方向运动的分子都有，且向着各个方向运动的分子数目近似相等。③大量分子的集体行为具有统计规律。气体分子运动的特点

下表是氧气分子在0℃和100℃两种不同情况下的速率分布情况。分子运动速率分布图像讨论：分子的运动速率有没有规律？分子运动速率分布图像规律1：不同温度下，分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布。分子运动速率分布图像规律2：温度越高，速率大的分子占比增加，反之减少分子运动速率分布图像规律3：温度越高，图像峰值右移（速率大的一侧），即温度升高，气体分子的平均速率变大。分子运动速率分布图像规律4：图像与横轴围成的面积均相等。分子运动速率分布图像注意：某一个气体分子，当温度升高时，其速率可能变大也可能变小分子运动速率分布图像

英国物理学家麦克斯韦在1859年利用概率论方法证明了在平衡态下，理想气体分子的速率分布具有一定的统计规律，并给出了它的分布函数表达式，这个规律称为麦克斯韦速率分布律。麦克斯韦速率分布函数：问题：压强是怎么定义的？答：压强是指物体单位面积上受到的压力：p=F/S问题：固体为什么会产生压强？答：固体受重力，对接触面产生压力，单位面积的压力即为固体对接触面产生的压强气体压强的微观解释h砖S问题：液体为什么会产生压强？答：液体和固体类似，都有重力，所以都会对容器底有压强；液体和固体不同的是，液体还具有流动性，由于液体要流动，所以对容器壁也有压强。由连通器原理可知液体在同一深度处压强大小相同。h气体压强的微观解释

单颗钢珠给秤盘的压力很小，作用时间也很短，但是大量的钢珠对秤盘的频繁碰撞，就对秤盘产生了一个持续的均匀的压力。模拟气体压强产生的机理气体压强的微观解释钢珠下落高度越高（钢珠运动速度越大），对秤盘产生了一个的压力越大。模拟气体压强产生的机理气体压强的微观解释一个分子撞击容器壁的过程与之类似一颗豆子多颗豆子对于单个分子来说，这种撞击是间断的、不均匀的大量气体分子连续不断的撞击容器壁的过程与之类似对于大量分子总的作用来说，就表现为连续的和均匀的。气体压强的微观解释气体压强的微观解释

从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强源于气体分子的热运动，当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞（可视为弹性碰撞），就是这个撞击对器壁产生了作用力，从而产生了压强。气体压强的微观解释各方向的压强相同选择一个与器壁发生正碰的气体分子为研究对象气体分子受到的作用力为根据牛顿第三定律，器壁受到的作用力为气体压强的微观解释⑴气体分子的密集程度⑵气体分子的平均速率【微观角度】若容器中气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多，平均作用力也会较大。若某容器中气体分子的平均速率越大，单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大。p=气体压强的微观解释气体分子的平均速率气体分子的密集程度温度T体积V(微观因素)(宏观因素)气体压强的微观解释所以，气体压强P的大小与气体的体积V和温度T都有关。★注意：气体压强与大气压强不同大气压强由重力而产生，随高度增大而减小。气体压强是由大量分子撞击器壁产生的，大小不随高度而变化。气体压强的微观解释一个分子撞击器壁作用力F，FΔt=－mυ－mυΔt时间ΔS面积上的分子数N，N=nυΔtΔS压强p，p==nmυ2=nEk分子热运动的平均动能分子数密度拓展气体压强的影响因素：宏观上，压强与温度、体积有关；微观上，压强