高中物理 第二章 氣體 1 初識分子熱運動的統(tǒng)計規(guī)律課件 教科版選修33

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1、1初識分子熱運動的統(tǒng)計規(guī)律第二章氣體學習目標1.初步了解什么是統(tǒng)計規(guī)律.2.理解氣體分子運動的特點及氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布規(guī)律.3.理解分子無規(guī)則熱運動的劇烈程度與溫度有關.內(nèi)容索引重點探究啟迪思維 探究重點達標檢測檢測評價 達標過關自主預習預習新知 夯實基礎自主預習自主預習一、統(tǒng)計規(guī)律一、統(tǒng)計規(guī)律1.實例：硬幣擲出的現(xiàn)象可以用來比擬分子的運動，一次拋出的硬幣正面向上還是反面向上可比擬某個分子運動的 性，多次拋出硬幣的正面向上還是反面向上的規(guī)律性可比擬大量分子的運動具有 性.2.統(tǒng)計規(guī)律 個別偶然事件 表現(xiàn)出來的規(guī)律.偶然規(guī)律大量整體二、分子運動速率分布二、分子運動速率分布1.大量分子運動

2、的特征在靜止的氣體中，在任一時刻分子沿各個方向運動的機會是 的，沿各個方向運動的分子數(shù)目應該是 的.均等相等2.氣體分子的速率分布如圖1所示， 分子的速率在某個數(shù)值附近，離開這個數(shù)值越遠，分子數(shù) ； 越高，速率大的分子所占的比例越大，分子無規(guī)則運動越 .圖1大多數(shù)越少溫度劇烈判斷下列說法的正誤.(1)氣體內(nèi)部所有分子的動能都隨溫度的升高而增大.( )(2)當溫度發(fā)生變化時，氣體分子的速率不再是“中間多、兩頭少”.( )(3)某一時刻一個分子的速度大小和方向是偶然的.( )(4)溫度相同時，各種氣體分子的平均速度都相同.( )即學即用即學即用答案重點探究重點探究1.拋擲一枚硬幣時，其正面有時向上

3、，有時向下，拋擲次數(shù)較少和次數(shù)很多時，會有什么規(guī)律？一、統(tǒng)計規(guī)律導學探究導學探究答案答案答案拋擲次數(shù)較少時，正面向上或向下完全是偶然的，但次數(shù)很多時，正面向上或向下的概率是相等的.2.如圖2所示的裝置稱為伽爾頓板，其頂面中央有一只漏斗，上部沿垂直于紙面方向釘有許多排列整齊的鐵釘，下部用等長的木條豎直地隔成許多等寬的狹槽.圖2(1)分別將幾個小球逐個放入漏斗，這些小球落入哪些狹槽有規(guī)律嗎？答案答案每個小球落入哪一個狹槽是隨機的，不確定的.答案答案(2)若逐個投入大量的小球，小球落在狹槽內(nèi)的分布有什么規(guī)律？答案答案中間狹槽的小球較多，兩邊狹槽的小球較少.(3)若重復投入大量的小球，小球在狹槽內(nèi)的分

4、布情況相同嗎？答案答案相同，都是“中間多、兩頭少”.1.對統(tǒng)計規(guī)律的理解對統(tǒng)計規(guī)律的理解個別事物的出現(xiàn)具有偶然因素，但大量事物出現(xiàn)的機會卻遵從一定的統(tǒng)計規(guī)律.2.氣體分子運動特點氣體分子運動特點(1)分子很小，間距很大，通常認為除碰撞外不受力的作用，做勻速直線運動，因此氣體能充滿它能達到的整個空間.(2)分子密度大，碰撞頻繁，分子的運動雜亂無章.知識深化知識深化(3)由于氣體是由數(shù)量極多的分子組成，這些分子并沒有統(tǒng)一的步調(diào).單獨看來，各個分子的運動都是不規(guī)則的，帶有偶然性；但總體來看，大量分子的運動遵守統(tǒng)計規(guī)律.(4)分子沿各個方向運動的機會相等.特別提醒特別提醒單個或少量分子的運動是“個別行

5、為”，具有不確定性.大量分子的運動是“集體行為”，具有規(guī)律性即遵守統(tǒng)計規(guī)律.例例1(多選)下列對氣體分子運動的描述正確的是 A.氣體分子的運動是雜亂無章的，沒有一定的規(guī)律B.氣體分子間除相互碰撞外，幾乎無相互作用C.大量氣體分子的運動符合統(tǒng)計規(guī)律D.氣體之所以能充滿整個空間，是因為氣體分子間相互作用的引力和斥 力十分微弱，氣體分子可以在空間自由運動答案解析解析解析氣體分子間距離很大，分子間相互作用的引力和斥力很弱，分子能自由運動；氣體分子的運動是雜亂無章的，但大量氣體分子的運動符合統(tǒng)計規(guī)律，故A錯誤，B、C、D正確.二、分子運動速率分布我們知道組成物質(zhì)的分子在永不停息地做無規(guī)則運動，因此氣體分

6、子的運動是隨機的，也是十分混亂的.對比伽爾頓板實驗，你猜測氣體中以不同速率運動的分子的數(shù)量分布情況可能遵循什么規(guī)律？導學探究導學探究答案答案答案遵循的規(guī)律：大多數(shù)分子的速率在某個數(shù)值附近；離這個數(shù)值越遠，分子數(shù)越少.1.氣體分子速率分布規(guī)律氣體分子速率分布規(guī)律在一定狀態(tài)下，氣體分子速率總體上呈現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布特征，很像伽爾頓板實驗狹槽中落入小球數(shù)目的分布.即在一定的溫度下，速率在中間的所占的比例最大，分子數(shù)最多，速率很大和速率很小的占的比例較小，分子數(shù)較少.2.溫度對速率分布的影響溫度對速率分布的影響(1)溫度越高，分子的熱運動越激烈.知識深化知識深化(2)氣體分子速率呈“中間多、

7、兩頭少”的規(guī)律分布.當溫度升高時，對某一分子在某一時刻它的速率不一定增加，但大量分子的平均速率一定增加，而且“中間多”的分子速率所占的比例增加(如圖3所示).圖3特別提醒特別提醒分子速率分布取決于兩個因素溫度與分子質(zhì)量：(1)當溫度升高時，分子平均速率增大；當溫度降低時，分子平均速率減小.(2)同溫度時，分子質(zhì)量較大，則分子平均速率較?。环肿淤|(zhì)量較小，則分子平均速率較大.答案例例2在一定溫度下，某種氣體的分子速率分布應該是 A.每個氣體分子速率都相等B.每個氣體分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子數(shù)目很少C.每個氣體分子速率一般都不相等，但在不同速率范圍內(nèi)，分子數(shù)目的 分布是均勻的D

8、.每個氣體分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子數(shù)目很多解析解析解析物體內(nèi)的大量分子做無規(guī)則運動，速率大小各不相同，但分子的速率遵循一定的分布規(guī)律.氣體的大多數(shù)分子速率在某個數(shù)值附近，離這個數(shù)值越近，分子數(shù)目越多，離這個數(shù)值越遠，分子數(shù)目越少，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律.答案例例3如圖4是氧氣分子在不同溫度(0 和100 )下的速率分布圖，由圖可得信息 A.同一溫度下，氧氣分子呈現(xiàn)出“中間多、兩頭 少”的分布規(guī)律B.隨著溫度的升高，每一個氧氣分子的速率都增大C.隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所 占的比例增加D.隨著溫度的升高，氧氣分子的平均速率變小解析圖4解析解析溫度升

9、高后，并不是每一個氧氣分子的速率都增大，而是氧氣分子的平均速率變大，并且速率小的分子所占的比例減小，則B、C、D錯誤；同一溫度下，氧氣分子呈現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律，A正確.達標檢測達標檢測1.(統(tǒng)計規(guī)律統(tǒng)計規(guī)律)在天氣預報中，有“降水概率預報”，例如預報“明天降水概率為85%”，這是指 A.明天該地區(qū)有85%的地區(qū)降水，其他15%的地區(qū)不降水B.明天該地區(qū)約有85%的時間降水，其他時間不降水C.氣象臺的專家中，有85%的人認為會降水，另外15%的專家認為不降水D.明天該地區(qū)降水的可能性為85%答案1232.(分子運動特點及規(guī)律分子運動特點及規(guī)律)(多選)關于氣體分子的運動情況，下列說

10、法中正確的是 A.某一時刻具有任一速率的分子數(shù)目是相等的B.某一時刻一個分子速度的大小和方向是偶然的C.某一時刻向任意一個方向運動的分子數(shù)目基本相等D.某一溫度下每個氣體分子的速率不會發(fā)生變化答案123解析123解析解析具有某一速率的分子數(shù)目并不是相等的，呈“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計分布規(guī)律，選項A錯誤.由于分子之間頻繁地碰撞，分子隨時都會改變自己運動速度的大小和方向，因此在某一時刻一個分子速度的大小和方向完全是偶然的，選項B正確.雖然每個分子的速度瞬息萬變，但是大量分子的整體存在著統(tǒng)計規(guī)律.由于分子數(shù)目巨大，某一時刻向任意一個方向運動的分子數(shù)目只有很小的差別，可以認為是相等的，選項C正確.某一溫度下，每個分子的速率仍然是瞬息萬變的，只是分子運動的平均速率不變，選項D是錯誤的.該題的正確答案為B、C.3.(分子速率分布規(guī)律分子速率分布規(guī)律)如圖5所示，橫坐標v表示分子速率，縱坐標f(v)表示各等間隔速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.圖中曲線能正確表示某一溫度下氣體分子麥克斯韋速率分布規(guī)律的是 答案123解析A.曲線B.曲線C.曲線D.曲線圖5解析解析根據(jù)麥克斯韋氣體分子速率分布規(guī)律可知，某一速率范圍內(nèi)分子數(shù)量最大，速率過大或過小的數(shù)量較小，曲線向兩側(cè)逐漸減小，曲線符合題意.選項D正確.