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(yùn)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(xì)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(jì)算輪廓面積內(nèi)正方形個(gè)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(jì)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?yàn)樗鼈兌甲裱嗤臒徇\(yùn)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(jì)算時(shí)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(gè)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(shí)間后，整個(gè)瓶子都呈

3、現(xiàn)淺棕紅色。,將一個(gè)裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮?dú)怏w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(yùn)動,1.知識與能力,了解擴(kuò)散現(xiàn)象是由分子熱運(yùn)動產(chǎn)生的。,知道什么是布朗運(yùn)動，理解布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因。,知道什么是熱運(yùn)動以及決定熱運(yùn)動激烈程度的原因。,了解擴(kuò)散現(xiàn)象是由分子熱運(yùn)動產(chǎn)生的。,通過實(shí)驗(yàn)分析和邏輯推理，知道擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動，理解布朗運(yùn)動的成因。,注重理論聯(lián)系實(shí)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(dá)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(jià)值觀,重點(diǎn),擴(kuò)散現(xiàn)象是由分子熱運(yùn)動產(chǎn)生的。,布朗運(yùn)動以及布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因。,分子永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動。,難點(diǎn),理解布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因。,1.擴(kuò)散現(xiàn)象2.布朗運(yùn)動3.熱運(yùn)動,一段時(shí)間之后，整個(gè)試管都呈現(xiàn)微紅色。,1.擴(kuò)散現(xiàn)象,討論,這些都是因?yàn)閿U(kuò)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(kuò)散現(xiàn)象，只是短時(shí)間內(nèi)，氣態(tài)物質(zhì)擴(kuò)散現(xiàn)象明顯，固態(tài)物質(zhì)不明顯。,在熱水中擴(kuò)散遠(yuǎn)比在冷水中速度要快。,在兩種物質(zhì)一定的情況下，擴(kuò)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(kuò)散現(xiàn)象越明顯。,擴(kuò)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(shí)，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(kuò)散現(xiàn)象來完成的。,擴(kuò)散現(xiàn)象是分子無規(guī)則運(yùn)動的直接結(jié)果，是分子無規(guī)則運(yùn)動的宏觀反映。,2.布朗運(yùn)動,實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)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(yùn)動。,顯微鏡下看到的微粒,在顯微鏡下追蹤一個(gè)小碳粒的運(yùn)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(shí)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(yùn)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(yùn)動叫布朗運(yùn)動。,當(dāng)時(shí)布朗觀察的是懸浮在水中的花粉。他剛開始認(rèn)為花粉的運(yùn)動

6、不是由外界因素引起的，而是花粉自發(fā)的運(yùn)動。,花粉微粒的無規(guī)則運(yùn)動,布朗運(yùn)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(yùn)動，我們觀察到固體顆粒永不停息的做無規(guī)則運(yùn)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(yùn)動也就越明顯；反之，當(dāng)各個(gè)方向的撞擊接近平衡，就很難觀察到布朗運(yùn)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(yùn)動，懸浮顆粒的無規(guī)則運(yùn)動并不是分子的運(yùn)動，布朗運(yùn)動說明了液體分子在永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動，它是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動的間接反映。,布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象的區(qū)別

7、,布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象都（間接或直接）證實(shí)了分子在永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動，不同的是布朗運(yùn)動反映的是液體分子永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動，它是永不停止的，而擴(kuò)散現(xiàn)象在達(dá)到動態(tài)平衡之后就會停止下來。,3.熱運(yùn)動,在擴(kuò)散現(xiàn)象中，溫度越高，擴(kuò)散的越快。在布朗運(yùn)動中，溫度越高，微粒越小，懸浮顆粒的運(yùn)動也就越明顯。由此可以看出，分子的無規(guī)則運(yùn)動與溫度有關(guān)，溫度越高，這種運(yùn)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(yùn)動。,在任一時(shí)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(yùn)動的平均速率數(shù)量級為102m/s。,單個(gè)分子的運(yùn)動我們無法找到其規(guī)律，但是大量分子的運(yùn)動就有一定規(guī)律可循，也就是我們所說的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。,永不停息,通過對布朗運(yùn)動的觀察可以看出，液體分子只要存在就會一直運(yùn)動，而在它內(nèi)的花粉粒就會因水分子的碰撞而不停運(yùn)動，所以，只要液體不干涸，這種運(yùn)動就不會停下來。,這種運(yùn)動也不分白天黑夜，不分季節(jié)永遠(yuǎn)進(jìn)行著。,溫度越高，分子的熱運(yùn)動越劇烈，溫度反映分子熱運(yùn)動的劇烈程度。,我們可以從擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動中發(fā)現(xiàn)，溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯，布朗運(yùn)動也越顯著，從而

9、說明了溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈。,注意,我們需要注意：布朗運(yùn)動不是熱運(yùn)動。,1.擴(kuò)散現(xiàn)象是由分子熱運(yùn)動產(chǎn)生的。擴(kuò)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(yùn)動是懸浮顆粒受大量液體分子作用產(chǎn)生的無規(guī)則運(yùn)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(yùn)動與溫度有關(guān)，溫度越高，這種運(yùn)動越劇烈。,D,布朗運(yùn)動是懸浮顆粒的運(yùn)動狀況，不是分子的運(yùn)動，A錯(cuò)。圖中為每隔30s后微粒的位置，并不是布朗運(yùn)動的軌跡，B錯(cuò)。微粒越小，布朗運(yùn)動越明顯，C錯(cuò)。,解析,1.關(guān)于布朗運(yùn)動，下列說法正確的是（）,A.布朗運(yùn)動就是分子的無規(guī)則運(yùn)動B.布朗運(yùn)動就是液體分子無規(guī)則運(yùn)動的反映C.液體

10、中懸浮顆粒越大，布朗運(yùn)動越顯著D.溫度越高，布朗運(yùn)動越明顯,BD,解析,布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體微粒的運(yùn)動，它仍屬于宏觀物質(zhì)的運(yùn)動，但它是由于分子的無規(guī)則運(yùn)動造成的，所以A錯(cuò)，B正確。溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈，布朗運(yùn)動越明顯，D正確。微粒越小，布朗運(yùn)動越明顯，C錯(cuò)誤。,2.下面所列舉的現(xiàn)象，那些能說明分子是不斷運(yùn)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(yáng)C.灑在地上的水，過一段時(shí)間就干了D.懸浮在水中的劃分做無規(guī)則運(yùn)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(shí)間就干了，是因?yàn)橄闼肿雍退肿拥臄U(kuò)散而引起的，直接說明了分子的不斷運(yùn)動，A、C正

11、確。懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運(yùn)動，間接反映了分子的無規(guī)則運(yùn)動，D正確。汽車開過后，公路上塵土飛揚(yáng)，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(yáng)，不能說明分子的不斷運(yùn)動，C錯(cuò)誤。,解析,3.關(guān)于布朗運(yùn)動的正確說法是（）,A.因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動的激烈程度和溫度有關(guān)，所以布朗運(yùn)動也可以叫做熱運(yùn)動B.布朗運(yùn)動反映了分子的熱運(yùn)動C.在室內(nèi)看到的塵埃不停的運(yùn)動就是布朗運(yùn)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(yùn)動,BD,解析,布朗運(yùn)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(yùn)動，它反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動，所以不能說他就是熱運(yùn)動，A錯(cuò)誤而B正確。能在液體或氣體中做布朗運(yùn)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(yùn)動不是布朗運(yùn)動，而是塵埃在空氣氣流作用下所做的宏觀運(yùn)動，因?yàn)樗倪\(yùn)動不是無規(guī)則運(yùn)動。只有懸浮的微粒（肉眼看不到）才能做布朗運(yùn)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(yùn)動越激烈。,2.（1）錯(cuò)誤。布朗運(yùn)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(yùn)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(yùn)動可以反映,出液體分子運(yùn)動的無規(guī)則性，但布朗運(yùn)動本身不是分子運(yùn)動，在光學(xué)顯微鏡下是看不到分子運(yùn)動的。,（2）錯(cuò)誤。布朗運(yùn)動是固體小顆粒的運(yùn)動，做布朗運(yùn)動的每個(gè)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(yùn)動，通過小顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動間接反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)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(yùn)動，但是，通過布朗運(yùn)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(yùn)動。,（3）錯(cuò)誤。胡椒粉是由于熱水的對流而運(yùn)動的，而對流是靠宏觀流動而實(shí)現(xiàn)的熱傳遞過程，在對流過程中伴有大量分子的定向運(yùn)動。胡椒粉的翻滾是有一定規(guī)律的，它不是布朗運(yùn)動。因此，此例不能說明溫度越高，布朗運(yùn)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(yùn)動，是小?；覊m受到?jīng)]有分子不停的碰撞的結(jié)果。通過小?；覊m運(yùn)動的無規(guī)則性，可以推知，煤油分子在做無規(guī)則運(yùn)動。,3.小李的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。圖中的折線并非細(xì)微粉筆顆粒的運(yùn)動軌跡，而是每隔一定時(shí)間細(xì)微粉筆顆粒所在位置的連線，即使在這段時(shí)間內(nèi)，細(xì)微粉筆顆粒的運(yùn)動也是極不規(guī)則的，絕不是沿折線運(yùn)動的，我們根本不能夠畫出細(xì)微粉筆顆粒運(yùn)動的軌跡。正是因?yàn)榧?xì)微粉筆顆粒在水分子不停地碰撞下所做的運(yùn)動是無規(guī)則的，才能使我們認(rèn)識到水分子運(yùn)動的無規(guī)則性。,