物理人教版 (2019)3 分子運(yùn)動速率分布規(guī)律優(yōu)質(zhì)ppt課件

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分子動理論的基本內(nèi)容：(1)物體是由大量分子組成的， (2)分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動， (3)…。
小鋼珠從頂部下落，與釘子發(fā)生碰撞，落入底部的狹槽中。
鋼珠在狹槽中均勻分布？
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。 靠近入口的狹槽內(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。
觀察大量小球下落后在狹槽中的分布情況
1.必然事件:在一定條件下，必然出現(xiàn)的事件； 不可能事件：在一定條件下，不可能出現(xiàn)的事件。2.隨機(jī)事件：在一定條件下，可能出現(xiàn)、也可能不出現(xiàn)的事件。
3.統(tǒng)計規(guī)律：大量隨機(jī)事件的整體會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。
(1)個別隨機(jī)事件的出現(xiàn)具有偶然性;(2)大量隨機(jī)事件的整體會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。這就是統(tǒng)計規(guī)律。 兩個骰子點數(shù)和的統(tǒng)計規(guī)律：“中間多，兩頭少”
大量氣體分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，也具有統(tǒng)計規(guī)律！
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(yùn)動，氣體充滿它能達(dá)到的整個空間。
距離大約是分子直徑的10倍左右
液體變?yōu)闅怏w后，體積要增大上千倍
分子的大小相對分子間的空隙來說很小
二、氣體分子運(yùn)動的特點
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。
氣體距離大約是分子直徑的10倍左右
但分子的數(shù)密度仍然十分巨大
每個分子的速度大小和方向頻繁地改變
在某一時刻，向著任何一個方向運(yùn)動的分子都有
而且向各個方向運(yùn)動的氣體分子數(shù)目幾乎相等。
雖然氣體分子的分布比液體稀疏
氣體充滿它能達(dá)到的整個空間
而且向各個方向運(yùn)動的氣體分子數(shù)目幾乎相等
1.分子數(shù)密度巨大；2.分子可視為質(zhì)點，忽略分子力；3.分子做勻速直線運(yùn)動，只在跟分子或器壁碰撞時受力；4.分子之間頻繁碰撞，每個分子的速度大小、方向頻繁改變；(1)向各方向運(yùn)動的分子數(shù)目幾乎相等；(2)分子速率按“中間多兩頭少”的統(tǒng)計規(guī)律分布。
三、分子運(yùn)動速率分布圖像
(1)溫度不同，最大比例的速率區(qū)間不同；
(2)溫度越高，分子的平均速率越大；分子熱運(yùn)動越劇烈。
氧氣分子的速率分布圖像
根據(jù)氣體分子運(yùn)動的特點可以解釋熱學(xué)現(xiàn)象，如氣體的壓強(qiáng)。
四、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋
2.氣體的壓強(qiáng)由大量氣體分子對器壁的頻繁碰撞引起。 大量氣體分子碰撞器壁，產(chǎn)生持續(xù)的壓力，單位面積上受到的壓力就是壓強(qiáng)。
1.固體、液體的壓強(qiáng)由重力引起，p = , p =ρgh
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。
大量雨點對傘的撞擊，使傘受到持續(xù)的作用力
一個分子撞擊器壁作用力F，
FΔt =－mυ－mυ
Δt時間ΔS面積上的分子數(shù)N，
3.氣體壓強(qiáng)的影響因素：宏觀上，壓強(qiáng)與溫度、體積有關(guān)；微觀上，壓強(qiáng)與分子熱運(yùn)動的平均動能Ek、單位體積的分子數(shù)n有關(guān)。
例1.有甲、乙、丙、丁四瓶氫氣。甲的體積為V，質(zhì)量為m，溫度為t，壓強(qiáng)為p。乙、丙、 丁的體積、質(zhì)量、溫度如下所述。 (1)乙的體積大于V，質(zhì)量、溫度和甲相同。 (2)丙的溫度高于t，體積、質(zhì)量和甲相同。 (3)丁的質(zhì)量大于m、溫度高于t，體積和甲相同。 試問：乙、丙、丁的壓強(qiáng)是大于p還是小于p？或等于p ？請用氣體壓強(qiáng)的微觀解釋來說明。
解：(1) p乙< p，乙的氣體分子數(shù)密度小。在單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就少，故壓強(qiáng)就小。
(2) p丙> p，丙的溫度高，丙的氣體分子平均速率大。在單位時間內(nèi)、單位面積上氣體分子碰撞器壁的作用力就大，故壓強(qiáng)就大。
(3) p丁> p，丁的氣體分子數(shù)密度大，分子的平均速率也大。在單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多，對器壁的作用力也大，故壓強(qiáng)就大。
例2.如圖所示，兩個完全相同的圓柱形密閉容器，甲中恰好裝滿水，乙中充滿空氣，則下列說法中正確的是(容器容積恒定)（ ） A.兩容器中器壁的壓強(qiáng)都是由于分子撞擊器壁而產(chǎn)生的 B.兩容器中器壁的壓強(qiáng)都是由所裝物質(zhì)的重力而產(chǎn)生的 C.甲容器中pA>pB，乙容器中pC=pD D.當(dāng)溫度升高時，pA、pB變大，pC、pD也要變大
解析：甲容器壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是液體受到重力的作用，而乙容器壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是分子撞擊器壁，A、B錯；液體的壓強(qiáng)p=ρgh，hA>hB，可知pA>pB，0密閉容器中氣體壓強(qiáng)各處均相等，與位置無關(guān)，故pC=pD，C對；當(dāng)溫度升高時，pA、pB不變，而pC、pD增大，D錯。
例3.(多選)如圖為一定質(zhì)量的氧氣分子在0 ℃和100 ℃兩種不同情況下的速率分布情況，由圖可以判斷以下說法中正確的是（ ） A.溫度升高，所有分子的運(yùn)動速率均變大 B.溫度越高，分子的平均速率越小 C.0 ℃和100 ℃氧氣分子的速率分布都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點 D.100 ℃的氧氣與0 ℃的氧氣相比，速率大的分子占比例較大
解析：溫度升高了，分子的無規(guī)則運(yùn)動加劇，分子的平均速率變大，但個別分子的運(yùn)動速率可能變小，故A、B均錯；大量氣體分子的速率分布總是呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計規(guī)律，C正確；溫度升高，大多數(shù)分子的速率增大，D正確。
一、氣體分子運(yùn)動的特點1.分子數(shù)密度巨大；2.分子做勻速直線運(yùn)動，只在跟分子或器壁碰撞時受力；3.分子之間頻繁碰撞，每個分子的速度大小、方向頻繁改變；(1)向各方向運(yùn)動的分子數(shù)目幾乎相等；(2)分子速率按“中間多兩頭少”的統(tǒng)計規(guī)律分布。
二、分子運(yùn)動速率分布圖像(1)溫度不同，最大比例的速率區(qū)間不同；(2)溫度越高，分子熱運(yùn)動的平均速率越大；分子熱運(yùn)動越劇烈。
三、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋1.氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生：由大量氣體分子對器壁的頻繁碰撞引起。
2.氣體壓強(qiáng)的影響因素：宏觀上，壓強(qiáng)與溫度、體積有關(guān)；微觀上，壓強(qiáng)與分子熱運(yùn)動的平均動能Ek、單位體積的分子數(shù)n有關(guān)。
1. 從宏觀上看，一定質(zhì)量的氣體體積不變僅溫度升高或溫度不變僅體積減小都會使 壓強(qiáng)增大。從微觀上看，這兩種情況有沒有區(qū)別？
體積減小，氣體分子的數(shù)密度增大。在單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)增多，壓強(qiáng)增大。
解：有區(qū)別。溫度升高，氣體分子平均速率增大。單位時間內(nèi)、單位面積上氣體分子碰撞器壁的作用力增大，壓強(qiáng)增大。
2. 體積都是1 L的兩個容器，裝著質(zhì)量相 等的氧氣，其中一個容器內(nèi)的溫度是0 ℃，另 一個容器的溫度是100 ℃。請說明：這兩個容 器中關(guān)于氧分子運(yùn)動速率分布的特點有哪些相同？有哪些不同？
解：相同點：都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布。
不同點： (1)溫度不同，最大比例的速率區(qū)間不同； (2)溫度越高，分子的平均速率越大；分子熱運(yùn)動越劇烈。
3. 全班每人都把4 枚硬幣握在手中，在桌面上隨意投擲10 次，統(tǒng)計10 次投擲中有0，1， 2，3，4 枚硬幣正面朝上的次數(shù)，并將所得數(shù)據(jù)按下表的要求記錄下來。你發(fā)現(xiàn)有什么規(guī)律？
10 1 3 3 2 1