遼寧省大連市高中物理 第7章 分子動理論 7.2 分子的熱運動課件 新人教版選修3-3.ppt

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1、,1.油膜法測分子大小,,把1滴油酸滴在水面上，水面上會形成一塊單層油酸分子薄膜，我們把它看做球形，測出油膜厚度d，就是油酸分子的直徑。,怎樣估算油酸分子的大?。?如何測量油膜的面積？,先往淺盤中倒入水，然后將痱子粉或細石膏粉均勻的撒在水面上，用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油酸膜穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描下油酸膜的形狀，計算輪廓面積內(nèi)正方形個數(shù)。,配制一定濃度（可算出）的油酸酒精溶液，用注射器吸取溶液，一滴一滴的滴入量筒，記錄100滴的體積，求出每一滴油酸酒精溶液的體積，根據(jù)溶液比例求得油酸每滴體積。,如何獲得一滴油酸？怎樣測量它的體積？,2.分子的大小,分子直徑的數(shù)量級

2、為10-10m。,我們一般把分子看做球型，并假設(shè)它們是緊密排列在一起的，便于計算。,熱學(xué)中提到的“分子”是指組成物質(zhì)的原子，分子或離子等，因為它們都遵循相同的熱運動規(guī)律。自然界中所有物質(zhì)都是由大量的、不連續(xù)的分子組成的。,3.阿伏加德羅常數(shù),經(jīng)過科學(xué)家的不斷研究，測得了阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02213671023mol-1。通常取NA=6.021023mol-1，粗略計算時取NA=6.01023mol-1。,阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀物理量與宏觀物理量的橋梁，非常重要。,阿伏加德羅常數(shù)是一個非常大的數(shù)字，而分子的體積和質(zhì)量都非常的小，從而說明了物質(zhì)是由大量分子組成的。,一段時間后，整個瓶子都呈

3、現(xiàn)淺棕紅色。,將一個裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮氣體的廣口瓶上，抽取中間的玻璃板，觀察現(xiàn)象。,想一想,將煤用完后，墻角會留下一層黑。,第七章分子動理論,第二節(jié),分子熱運動,1.知識與能力,了解擴散現(xiàn)象是由分子熱運動產(chǎn)生的。,知道什么是布朗運動，理解布朗運動產(chǎn)生的原因。,知道什么是熱運動以及決定熱運動激烈程度的原因。,了解擴散現(xiàn)象是由分子熱運動產(chǎn)生的。,通過實驗分析和邏輯推理，知道擴散現(xiàn)象和布朗運動，理解布朗運動的成因。,注重理論聯(lián)系實際，善于觀察，勇于探索，勤于思考，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。,注意鍛煉自己的表達能力和邏輯思維能力，更好的研究所學(xué)內(nèi)容。,2.過程與方法,3.情感態(tài)度與

4、價值觀,重點,擴散現(xiàn)象是由分子熱運動產(chǎn)生的。,布朗運動以及布朗運動產(chǎn)生的原因。,分子永不停息的做無規(guī)則運動。,難點,理解布朗運動產(chǎn)生的原因。,1.擴散現(xiàn)象2.布朗運動3.熱運動,一段時間之后，整個試管都呈現(xiàn)微紅色。,1.擴散現(xiàn)象,討論,這些都是因為擴散現(xiàn)象。,通過以上事例可以看出，固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)的物質(zhì)都能發(fā)生擴散現(xiàn)象，只是短時間內(nèi)，氣態(tài)物質(zhì)擴散現(xiàn)象明顯，固態(tài)物質(zhì)不明顯。,在熱水中擴散遠比在冷水中速度要快。,在兩種物質(zhì)一定的情況下，擴散現(xiàn)象發(fā)生的顯著程度與物質(zhì)的溫度有關(guān)，溫度越高，擴散現(xiàn)象越明顯。,擴散現(xiàn)象在科學(xué)技術(shù)中有很多應(yīng)用，比如生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時，需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，這就

5、是在高溫條件下通過分子的擴散現(xiàn)象來完成的。,擴散現(xiàn)象是分子無規(guī)則運動的直接結(jié)果，是分子無規(guī)則運動的宏觀反映。,2.布朗運動,實驗,實驗裝置,把墨汁用水稀釋后取出一滴放在高倍顯微鏡下觀察，可以看到懸浮在液體中的碳粒在不停地做無規(guī)則運動。,顯微鏡下看到的微粒,在顯微鏡下追蹤一個小碳粒的運動，每30s把碳粒的位置記錄下來，然后用直線把這些位置按時間順序依次連接起來，得到如下圖所示的圖形。,顯微鏡下看到的三顆微粒運動位置連線,懸浮在液體或氣體中的固體小顆粒，由于受到液體(或氣體)分子無規(guī)則的撞擊的不平衡性使固體小顆粒所做的無規(guī)則運動叫布朗運動。,當(dāng)時布朗觀察的是懸浮在水中的花粉。他剛開始認為花粉的運動

6、不是由外界因素引起的，而是花粉自發(fā)的運動。,花粉微粒的無規(guī)則運動,布朗運動觀察的對象是液體中懸浮的固體顆粒，如花粉、碳粒等。通過布朗運動，我們觀察到固體顆粒永不停息的做無規(guī)則運動。,懸浮在液體中的顆粒越小，在某一瞬間跟它撞擊的液體分子數(shù)越少，撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)的越明顯，布朗運動也就越明顯；反之，當(dāng)各個方向的撞擊接近平衡，就很難觀察到布朗運動了。,分子是極其微小的，之前我們了解到分子直徑為數(shù)量級為10-10m，我們無法直接看見分子的無規(guī)則運動，懸浮顆粒的無規(guī)則運動并不是分子的運動，布朗運動說明了液體分子在永不停息的做無規(guī)則運動，它是液體分子的無規(guī)則運動的間接反映。,布朗運動和擴散現(xiàn)象的區(qū)別

7、,布朗運動和擴散現(xiàn)象都（間接或直接）證實了分子在永不停息的做無規(guī)則運動，不同的是布朗運動反映的是液體分子永不停息的做無規(guī)則運動，它是永不停止的，而擴散現(xiàn)象在達到動態(tài)平衡之后就會停止下來。,3.熱運動,在擴散現(xiàn)象中，溫度越高，擴散的越快。在布朗運動中，溫度越高，微粒越小，懸浮顆粒的運動也就越明顯。由此可以看出，分子的無規(guī)則運動與溫度有關(guān)，溫度越高，這種運動越明顯。,無規(guī)則性,由于分子的相互碰撞，致使組成物質(zhì)的分子永不停息的做無規(guī)則運動。,在任一時刻，物體內(nèi)既具有速率大的分子，也具有速率小的分子，但是它們都是少數(shù)，絕大多數(shù)分子的速率是接近某一平均速率的，通常我們所說的分子速率也是指它們的平均速率。

8、,分子的平均速率是很大的，與物體的溫度以及分子的種類有關(guān)，溫度越高，分子的平均速率越大，通常情況下，氣體分子熱運動的平均速率數(shù)量級為102m/s。,單個分子的運動我們無法找到其規(guī)律，但是大量分子的運動就有一定規(guī)律可循，也就是我們所說的統(tǒng)計規(guī)律。,永不停息,通過對布朗運動的觀察可以看出，液體分子只要存在就會一直運動，而在它內(nèi)的花粉粒就會因水分子的碰撞而不停運動，所以，只要液體不干涸，這種運動就不會停下來。,這種運動也不分白天黑夜，不分季節(jié)永遠進行著。,溫度越高，分子的熱運動越劇烈，溫度反映分子熱運動的劇烈程度。,我們可以從擴散現(xiàn)象和布朗運動中發(fā)現(xiàn)，溫度越高，擴散現(xiàn)象越明顯，布朗運動也越顯著，從而

9、說明了溫度越高，分子熱運動越劇烈。,注意,我們需要注意：布朗運動不是熱運動。,1.擴散現(xiàn)象是由分子熱運動產(chǎn)生的。擴散的快慢與溫度有關(guān)，與分子濃度有關(guān)，與物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。,2.布朗運動是懸浮顆粒受大量液體分子作用產(chǎn)生的無規(guī)則運動，其激烈程度與固體微粒大小和溫度有關(guān)。3.分子的無規(guī)則運動與溫度有關(guān)，溫度越高，這種運動越劇烈。,D,布朗運動是懸浮顆粒的運動狀況，不是分子的運動，A錯。圖中為每隔30s后微粒的位置，并不是布朗運動的軌跡，B錯。微粒越小，布朗運動越明顯，C錯。,解析,1.關(guān)于布朗運動，下列說法正確的是（）,A.布朗運動就是分子的無規(guī)則運動B.布朗運動就是液體分子無規(guī)則運動的反映C.液體

10、中懸浮顆粒越大，布朗運動越顯著D.溫度越高，布朗運動越明顯,BD,解析,布朗運動是懸浮在液體中的固體微粒的運動，它仍屬于宏觀物質(zhì)的運動，但它是由于分子的無規(guī)則運動造成的，所以A錯，B正確。溫度越高，分子熱運動越劇烈，布朗運動越明顯，D正確。微粒越小，布朗運動越明顯，C錯誤。,2.下面所列舉的現(xiàn)象，那些能說明分子是不斷運動著的（）,A.將香水瓶蓋打開后能聞到香味B.汽車開過后，公路上塵土飛揚C.灑在地上的水，過一段時間就干了D.懸浮在水中的劃分做無規(guī)則運動,ACD,將香水瓶蓋打開后能聞到香味；灑在地上的水，過一段時間就干了，是因為香水分子和水分子的擴散而引起的，直接說明了分子的不斷運動，A、C正

11、確。懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運動，間接反映了分子的無規(guī)則運動，D正確。汽車開過后，公路上塵土飛揚，塵土是由于自身重力和空氣對流以及其他力的作用而飛揚，不能說明分子的不斷運動，C錯誤。,解析,3.關(guān)于布朗運動的正確說法是（）,A.因為布朗運動的激烈程度和溫度有關(guān)，所以布朗運動也可以叫做熱運動B.布朗運動反映了分子的熱運動C.在室內(nèi)看到的塵埃不停的運動就是布朗運動D.用顯微鏡觀察懸浮在水中的小碳粒，小碳粒在不停的做無規(guī)則運動,BD,解析,布朗運動是懸浮在液體中的小顆粒受到液體分子的作用而做的無規(guī)則運動，它反映了液體分子的無規(guī)則運動，所以不能說他就是熱運動，A錯誤而B正確。能在液體或氣體中做布朗運動

12、的微粒都是很小的，一般數(shù)量級在10-6m，這種微粒用肉眼不能之間觀察到，必須借助于顯微鏡。室內(nèi)塵埃的運動不是布朗運動，而是塵埃在空氣氣流作用下所做的宏觀運動，因為他的運動不是無規(guī)則運動。只有懸浮的微粒（肉眼看不到）才能做布朗運動。所以正確答案是BD。,1.將1滴紅墨水分別滴入等量的冷水和熱水中，你會發(fā)現(xiàn)，熱水變成一杯均勻的紅水的速度快。也可向等量的冷水和熱水中加入等量的紅糖，如不加攪拌，熱水會很快變甜。這些現(xiàn)象說明溫度越高，分子運動越激烈。,2.（1）錯誤。布朗運動是固體微粒在流體(液體或氣體）分子的頻繁碰撞下所做的一種無規(guī)則運動，這些固體微粒雖然要在光學(xué)顯微鏡下才能看到，但他們也是有大量分子

13、組成，屬于宏觀粒子，通過固體微粒的無規(guī)則運動可以反映,出液體分子運動的無規(guī)則性，但布朗運動本身不是分子運動，在光學(xué)顯微鏡下是看不到分子運動的。,（2）錯誤。布朗運動是固體小顆粒的運動，做布朗運動的每個固體小顆粒是由大量分子組成的，這些小顆粒在液體分子的頻繁碰撞下做無規(guī)則運動，通過小顆粒的分子在做無規(guī)則運動間接反映了液體分子的無規(guī)則運動。根據(jù)分子動理論可以知道，盡管組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動，但是，通過布朗運動我們無法推斷出組成固體小顆粒的分子是否在做無規(guī)則運動。,（3）錯誤。胡椒粉是由于熱水的對流而運動的，而對流是靠宏觀流動而實現(xiàn)的熱傳遞過程，在對流過程中伴有大量分子的定向運動。胡椒粉的翻滾是有一定規(guī)律的，它不是布朗運動。因此，此例不能說明溫度越高，布朗運動越顯著。,（4）正確。在顯微鏡下觀察到煤油中小?；覊m的布朗運動，是小?；覊m受到?jīng)]有分子不停的碰撞的結(jié)果。通過小粒灰塵運動的無規(guī)則性，可以推知，煤油分子在做無規(guī)則運動。,3.小李的觀點是錯誤的。圖中的折線并非細微粉筆顆粒的運動軌跡，而是每隔一定時間細微粉筆顆粒所在位置的連線，即使在這段時間內(nèi)，細微粉筆顆粒的運動也是極不規(guī)則的，絕不是沿折線運動的，我們根本不能夠畫出細微粉筆顆粒運動的軌跡。正是因為細微粉筆顆粒在水分子不停地碰撞下所做的運動是無規(guī)則的，才能使我們認識到水分子運動的無規(guī)則性。,