1.3分子运动速率分布规律课件--高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptx

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1、第一章第一章 分子动理论分子动理论一、气体分子运动的一、气体分子运动的特点特点 气体分子气体分子运运动动的的特点特点 微微思考思考1分子永不停息地做无规则运动分子永不停息地做无规则运动,有规律可循吗有规律可循吗?提示提示:从微观角度看从微观角度看,组成气体的分子并没有统一的运动步组成气体的分子并没有统一的运动步调调,所以单独来看所以单独来看,各个分子的运动都是无规则的各个分子的运动都是无规则的,带有偶然性带有偶然性,但从总体来看但从总体来看,大量分子的运动却具有一定的规律性。大量分子的运动却具有一定的规律性。二、分子运动速率分布图像二、分子运动速率分布图像下图是氧气分子在下图是氧气分子在0 和

2、和100 两种两种不同不同情况下的速率分布图像。情况下的速率分布图像。由图像可以看出由图像可以看出:(1)某一时刻某一时刻,既有速率大的分子既有速率大的分子,也有速率小的分子。也有速率小的分子。(2)大多数分子的速率和平均速率相差很小。大多数分子的速率和平均速率相差很小。(3)两个温度下两个温度下,具有最大比例的速率区间是不同的。具有最大比例的速率区间是不同的。(4)分子速率呈现分子速率呈现“中间多中间多,两头少两头少”的分布特点。的分布特点。 (5)温度升高温度升高,分子的分子的平均速率平均速率增大。增大。 (6)温度越高温度越高,分子的热运动越分子的热运动越剧烈剧烈。 微微训练训练1下图是

3、氧气分子在不同温度下的速率分布规律图下图是氧气分子在不同温度下的速率分布规律图,横坐标表示速率横坐标表示速率,纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比数的百分比,由图可知由图可知()A.同一温度下氧气分子速率呈现同一温度下氧气分子速率呈现“中间多中间多,两头少两头少”的分布规的分布规律律B.随着温度的升高每一个氧气分子的速率都增大随着温度的升高每一个氧气分子的速率都增大C.随着温度的升高随着温度的升高,氧气分子中速率氧气分子中速率小小的的分子所占的比例增大分子所占的比例增大D.状态的温度比状态的温度比状态的温度状态的温度高高A三、气体压强的微观三、气体

4、压强的微观解释解释 气体压强气体压强的的微观微观解释解释微微训练训练2下列关于气体压强的说法正确的是下列关于气体压强的说法正确的是()气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的壁而产生的;气体对器壁产生的压强在数值上等于作用在气体对器壁产生的压强在数值上等于作用在器壁单位面积上的平均作用力器壁单位面积上的平均作用力;从微观角度看从微观角度看,气体压强的气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关;从宏观从宏观角度看角度看,气体压强的大小跟气体的温度和体积有关气体压强的大小跟气体的温

5、度和体积有关A.B.C.D.答案答案:D微微思考思考2能否用雨滴撞击伞面时影响压力能否用雨滴撞击伞面时影响压力(压强压强)大小的因素大小的因素来比拟说明影响气体压强的因素来比拟说明影响气体压强的因素?提示提示:能。雨滴撞击伞面时压力能。雨滴撞击伞面时压力(压强压强)大小与单位时间内落大小与单位时间内落在伞面上的雨滴数有关在伞面上的雨滴数有关,雨滴数越多雨滴数越多,压力压力(压强压强)越大越大;另外还另外还与雨滴质量大小、速度大小即与雨滴动能大小有关与雨滴质量大小、速度大小即与雨滴动能大小有关,动能越动能越大大,压力压力(压强压强)越大越大;气体压强同上面的原理相似气体压强同上面的原理相似,压强

6、大小与压强大小与分子平均动能和分子密集程度有关。分子平均动能和分子密集程度有关。典例剖析(多选多选)大量气体分子运动的特点是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分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外,可在空间里自由移动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.分子沿各方向运动的机会均等分子沿各方向运动的机会均等D.分子的速率分布毫无规律分子的速率分布毫无规律答案答案:ABC一一 气体气体分子的运动特点分子的运动特点解析解析:大量气体分子运动具有规律性大量气体分子运动具有规律性,不属于随机事件。分不属于随机事件。分子热

7、运动的速度和温度有关子热运动的速度和温度有关;温度越高温度越高,分子运动得越剧烈分子运动得越剧烈;气气体分子除碰撞外可以认为是在空间自由移动的体分子除碰撞外可以认为是在空间自由移动的,因气体分子因气体分子沿各方向运动的机会均等沿各方向运动的机会均等,碰撞使它做无规则运动碰撞使它做无规则运动,但气体分但气体分子速率按子速率按“中间多中间多,两头少两头少”的规律分布。的规律分布。规律总结规律总结 1.对某个分子而言对某个分子而言,分子在做匀速直线运动分子在做匀速直线运动,在某在某一时刻一时刻,沿着什么方向、以多大的速率运动都具有偶然性。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

8、言对于大量分子而言,分子的运动具有规律性分子的运动具有规律性,即在某一时刻即在某一时刻,向着任何方向运动的分子都有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且向着各个方向运动的分子数目近似相等。数目近似相等。3.大量分子的集体行为具有统计规律。大量分子的集体行为具有统计规律。学以致用(多选多选)关于气体分子的运动情况关于气体分子的运动情况,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.某一时刻具有某一速率的分子数目是相等的某一时刻具有某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某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的C.某一温度下某一温度下,大多数气体分子的速率不

9、会发生变化大多数气体分子的速率不会发生变化D.每个分子速率一般都不相等每个分子速率一般都不相等,速率很大或速率很小的分子速率很大或速率很小的分子数目都很少数目都很少答案答案:BD解析解析:具有某一速率的分子数目并不是相等的具有某一速率的分子数目并不是相等的,呈呈“中间多中间多,两两头少头少”的统计规律分布的统计规律分布,故选项故选项A错误错误,D正确。由于分子之间正确。由于分子之间频繁地碰撞频繁地碰撞,分子随时都会改变自己的运动情况分子随时都会改变自己的运动情况,因此在某一因此在某一时刻时刻,一个分子速度的大小和方向完全是偶然的一个分子速度的大小和方向完全是偶然的,故选项故选项B正正确。某一温

10、度下确。某一温度下,每个分子的速率仍然是随时变化的每个分子的速率仍然是随时变化的,只是分只是分子运动的平均速率不变子运动的平均速率不变,故选项故选项C错误。错误。典例剖析(多选多选)下图表示下图表示一定质量氧气分子一定质量氧气分子在在0 和和100 两两种不同情况下速率种不同情况下速率分布情况分布情况,氧气分子速率分布氧气分子速率分布图像图像二二 分子分子运动速率分布图像运动速率分布图像由图可以判断下列说法正确的是由图可以判断下列说法正确的是()A.温度升高温度升高,所有分子运动速率变大所有分子运动速率变大B.图中虚线表示的是图中虚线表示的是0 时分子的速率分布情况时分子的速率分布情况C.0

11、和和100 氧气分子的速率都呈现中间多、两头少的氧气分子的速率都呈现中间多、两头少的分布特点分布特点D.100 氧气与氧气与0 氧气相比氧气相比,速率大的分子数比例较多速率大的分子数比例较多答案答案:CD解析解析:温度越高温度越高,分子平均速率越大分子平均速率越大,但不是所有分子运动速但不是所有分子运动速率都变大率都变大,选项选项A错误错误;分子总数目是一定的分子总数目是一定的,故图线与横轴包故图线与横轴包围的面积是围的面积是100%,100 的氧气与的氧气与0 氧气相比氧气相比,速率大的分速率大的分子数比例较多子数比例较多,所以图中虚线表示的是所以图中虚线表示的是100 时分子的速率分时分子

12、的速率分布情况布情况,选项选项B错误错误;由题图可知由题图可知,0 和和100 氧气分子速率都氧气分子速率都呈现呈现“中间多、两头少中间多、两头少”的分布特点的分布特点,选项选项C正确正确;由题图可知由题图可知,分子总数目是一定的分子总数目是一定的,故图线与横轴包围的面积是故图线与横轴包围的面积是100%,100 氧气与氧气与0 氧气相比氧气相比,速率大的分子数比例较多速率大的分子数比例较多,选项选项D正确。正确。学以致用(多选多选)某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示示,图中图中f(v)表示表示v处单位速率区间内的分子数百分率处单位速率区

13、间内的分子数百分率,所对应所对应的温度分别为的温度分别为T1、T2,对比不同温度情况对比不同温度情况,下列说法正确的下列说法正确的是是()A.T1T2B.图中两条曲线与横坐标围成的面积相等图中两条曲线与横坐标围成的面积相等C.温度为温度为T1时气体分子的平均速率较大时气体分子的平均速率较大D.温度为温度为T1的气体分子速率出现在的气体分子速率出现在0200 m/s区间内的分子区间内的分子数占总分子数的百分比数占总分子数的百分比较大较大BD解析解析:因为气体的温度越高因为气体的温度越高,速率大的分子所占的比例越大速率大的分子所占的比例越大,所以所以T1T2,即当温度为即当温度为T1时气体分子的平

14、均速率较小时气体分子的平均速率较小,选项选项A、C错误错误;由题图可知由题图可知,在两种不同情况下各速率区间的分子数在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于积都应该等于1,即相等即相等,选项选项B正确正确;由图可知由图可知,温度为温度为T1的气的气体分子速率出现在体分子速率出现在0200 m/s区间内的分子数占总分子数的区间内的分子数占总分子数的百分比较大百分比较大,选项选项D正确。正确。三三 气体气体压强的微观解释压强的微观解释典例剖析(多选多选)下列关于气体压强的说法正确的是下列关

15、于气体压强的说法正确的是()A.气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子的重力产生的气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子的重力产生的B.气体对器壁产生的压强在数值上等于作用在器壁单位面积上气体对器壁产生的压强在数值上等于作用在器壁单位面积上的平均作用力的平均作用力C.从宏观角度来看从宏观角度来看,气体的压强大小跟气体的温度和体积无关气体的压强大小跟气体的温度和体积无关D.从微观角度来看从微观角度来看,气体压强的大小跟气体分子的平均速率和气体压强的大小跟气体分子的平均速率和分子的密集程度分子的密集程度有关有关BD解析解析:大量的气体分子频繁地持续地碰撞器壁而对器壁产生大量的气体分子频繁地持续地碰

16、撞器壁而对器壁产生了持续的压力了持续的压力,单位时间内作用在器壁单位面积上的平均作单位时间内作用在器壁单位面积上的平均作用力在数值上等于气体对器壁产生的压强用力在数值上等于气体对器壁产生的压强,选项选项A错误错误,B正确正确;从宏观角度来看从宏观角度来看,当气体的质量一定时当气体的质量一定时,气体的压强跟气体的气体的压强跟气体的温度和体积有关温度和体积有关,选项选项C错误错误;从微观角度来看从微观角度来看,气体分子的平气体分子的平均速率越大均速率越大,单位体积内的气体分子数越多单位体积内的气体分子数越多,气体对器壁的压气体对器壁的压强就越大强就越大,即气体压强的大小与气体分子的平均速率和分子即

17、气体压强的大小与气体分子的平均速率和分子的密集程度有关的密集程度有关,选项选项D正确。正确。规律总结规律总结 气体气体压强的分析技巧压强的分析技巧1.明确气体压强产生的原因明确气体压强产生的原因大量做无规则运动的分子大量做无规则运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞。气体压强就是大量气体分子作用对器壁频繁、持续地碰撞。气体压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。在器壁单位面积上的平均作用力。2.明确气体压强的决定因素明确气体压强的决定因素气体分子的密集程度与平气体分子的密集程度与平均速率。均速率。3.只有知道了两个因素的变化只有知道了两个因素的变化,才能确定压强的变化才能确定压强的变化

18、,任何单任何单个因素的变化都不能决定压强是否变化。个因素的变化都不能决定压强是否变化。学以致用有关气体压强有关气体压强,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.气体分子的平均速率增大气体分子的平均速率增大,则气体的压强一定增大则气体的压强一定增大B.气体分子的平均速率增大气体分子的平均速率增大,则气体的压强有可能减小则气体的压强有可能减小C.气体分子的密集程度增大气体分子的密集程度增大,则气体的压强一定增大则气体的压强一定增大D.气体分子的平均速率增大气体分子的平均速率增大,则气体的压强一定不变则气体的压强一定不变答案答案:B解析解析:气体的压强与两个因素有关气体的压强与两个因素有关:一是气体分子的平均速一是气体分子的平均速率率,二是气体分子的密集程度。平均速率增大的同时二是气体分子的密集程度。平均速率增大的同时,气体的气体的体积可能增大体积可能增大,使得分子密集程度减小使得分子密集程度减小,所以压强可能增大所以压强可能增大,也也可能减小或不变。同理可能减小或不变。同理,当分子数密度增大时当分子数密度增大时,分子平均速率分子平均速率也可能减小也可能减小,压强的变化不能确定。故符合题意的为压强的变化不能确定。故符合题意的为B。