2019-2020學(xué)年高中物理 第七章 分子動理論 2 分子的熱運動課件 新人教版選修3-3.ppt

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2分子的熱運動 一 擴(kuò)散現(xiàn)象1 擴(kuò)散現(xiàn)象 不同物質(zhì)彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象 叫做擴(kuò)散現(xiàn)象 擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)的無規(guī)則運動產(chǎn)生的 2 擴(kuò)散現(xiàn)象的意義 擴(kuò)散現(xiàn)象直接證明了分子在做永不停息的無規(guī)則運動 3 舉例說明擴(kuò)散現(xiàn)象在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用 答案 在高溫條件下 通過分子的擴(kuò)散在純凈的半導(dǎo)體中摻入其他元素 生產(chǎn)各種半導(dǎo)體器件 二 布朗運動1 定義 懸浮顆粒在液體中的無規(guī)則運動 稱為布朗運動 英國植物學(xué)家布朗首先在顯微鏡下研究了這種運動 2 布朗運動產(chǎn)生原因 布朗運動是由大量液體分子對懸浮微粒撞擊作用的不平衡性造成的 3 影響布朗運動的因素 微粒的大小和溫度的高低均可影響布朗運動 4 發(fā)現(xiàn)布朗運動有什么意義 答案 布朗運動的發(fā)現(xiàn)間接地反映了液體分子運動的無規(guī)則性 三 熱運動1 定義 分子永不停息的無規(guī)則運動叫做熱運動 2 分子熱運動的特點 1 永不停息 2 運動無規(guī)則 3 溫度越高 分子運動越激烈 自我檢測1 判斷正誤 對的畫 錯的畫 1 布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動 解析 布朗運動是懸浮在液體中的微粒的運動 不是分子的運動 它間接反映了液體分子的無規(guī)則運動 答案 2 懸浮微粒越大 布朗運動越明顯 解析 懸浮微粒越大 布朗運動越不明顯 答案 3 溫度越高 布朗運動越劇烈 解析 布朗運動與溫度有關(guān) 溫度越高 布朗運動越劇烈 答案 2 探究討論 1 為什么把分子永不停息的無規(guī)則運動叫熱運動 答案 因為分子的運動與溫度有關(guān) 溫度越高 分子運動越劇烈 2 布朗運動叫分子的熱運動嗎 答案 布朗運動是固體顆粒的運動 不是分子的運動 故布朗運動不能叫分子的熱運動 3 教材第5頁 圖7 2 3 中雞蛋清發(fā)生了變色 說明醬油和雞蛋清之間發(fā)生了什么物理現(xiàn)象 答案 發(fā)生了擴(kuò)散現(xiàn)象 4 將一碗小米倒入一碗大米 發(fā)現(xiàn)小米進(jìn)入了大米的間隙之中 這是否屬于擴(kuò)散現(xiàn)象 答案 不是 擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)的分子彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象 而小米和大米都不是分子 探究一 探究二 探究三 擴(kuò)散現(xiàn)象問題探究1915年 巴拿馬舉行國際評酒會 就在評酒會的最后一天 中國代表眼看茅臺酒在評獎方面無望 心中很不服氣 情急之中突生一計 他提著酒走到展廳最熱鬧的地方 裝作失手 將酒瓶摔破在地 頓時濃香四溢 招來不少看客 中國代表乘機(jī)讓人們品嘗美酒 不一會便成為一大新聞而傳遍了整個會場 人人都爭著到茅臺酒陳列處搶購 認(rèn)為中國酒比 白蘭地 香檳 更具特色 根據(jù)上述故事 回答下列問題 1 這是一種什么物理現(xiàn)象 2 這種物理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么 3 這種物理現(xiàn)象在固體中能發(fā)生嗎 探究一 探究二 探究三 要點提示 1 擴(kuò)散現(xiàn)象 2 物質(zhì)分子的無規(guī)則運動 3 能 在氣體 液體 固體中均能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象 氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象最明顯 擴(kuò)散現(xiàn)象在任何情況下都可以發(fā)生 探究一 探究二 探究三 知識歸納1 擴(kuò)散現(xiàn)象的影響因素 1 雙方的物態(tài) 擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生時 氣態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象最快 最顯著 液態(tài)次之 固態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象最慢 短時間內(nèi)非常不明顯 2 雙方的溫度 在兩種物質(zhì)一定的前提下 擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生的明顯程度與物質(zhì)的溫度有關(guān) 溫度越高 擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著 3 雙方的濃度差 擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生的明顯程度還受到 已進(jìn)入對方 的分子濃度的限制 當(dāng)濃度低時 擴(kuò)散現(xiàn)象較為顯著 2 成因分析擴(kuò)散現(xiàn)象不是外界作用 例如對流 重力作用等 引起的 也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果 而是分子無規(guī)則運動的直接結(jié)果 是分子無規(guī)則運動的宏觀表現(xiàn) 探究一 探究二 探究三 1 擴(kuò)散現(xiàn)象在任何情況下都可以發(fā)生 與外界因素?zé)o關(guān) 2 當(dāng)兩部分的分子分布濃度相同時 濃度不再變化 宏觀上擴(kuò)散停止 但分子的運動并沒有停止 因此這種狀態(tài)是一種動態(tài)平衡 探究一 探究二 探究三 典例剖析 例題1 多選 如圖所示 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 中間用玻璃板隔開 當(dāng)抽去玻璃板后所發(fā)生的現(xiàn)象 已知二氧化氮的密度比空氣的密度大 下列說法正確的是 A 過一段時間可以發(fā)現(xiàn)上面瓶中的氣體變成了淡紅棕色B 二氧化氮由于密度較大 不會跑到上面的瓶中 所以上面瓶中不會出現(xiàn)淡紅棕色C 上面的空氣由于重力作用會到下面的瓶中 于是將下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分 所以會發(fā)現(xiàn)上面瓶中的瓶口處顯淡紅棕色 但在瓶底處不會出現(xiàn)淡紅棕色D 由于氣體分子在運動著 所以上面的空氣會運動到下面的瓶中 下面的二氧化氮也會自發(fā)地運動到上面的瓶中 所以最后上下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致 探究一 探究二 探究三 思考問題 1 擴(kuò)散現(xiàn)象受重力影響嗎 提示擴(kuò)散現(xiàn)象不是因外界作用引起的 故不受重力影響 2 經(jīng)過一段時間兩瓶顏色穩(wěn)定后擴(kuò)散現(xiàn)象停止了嗎 提示擴(kuò)散現(xiàn)象不會停止 二氧化氮氣體仍會運動到上瓶中 但進(jìn)入與返回達(dá)到了一種動態(tài)平衡 解析 由于擴(kuò)散現(xiàn)象 上面的空氣分子與下面的二氧化氮分子會彼此進(jìn)入對方 最后混合均勻 顏色變得一致 應(yīng)選A D 答案 AD對擴(kuò)散現(xiàn)象的理解擴(kuò)散現(xiàn)象的明顯程度與溫度 濃度有關(guān) 與外界作用無關(guān) 擴(kuò)散現(xiàn)象可以在氣體 液體 固體間進(jìn)行 探究一 探究二 探究三 變式訓(xùn)練1放在房間一端的香水 打開瓶塞后 位于房間另一端的人將 A 立即嗅到香味 因為分子熱運動速率很大 穿過房間所需時間極短B 過一會兒才能嗅到香味 因為分子熱運動的速率不大 穿過房間需要一段時間C 過一會兒才能嗅到香味 因為分子熱運動速率雖然很大 但由于是無規(guī)則運動 且與空氣分子不斷碰撞 要嗅到足夠多的香水分子必須經(jīng)過一段時間D 過一會兒才能嗅到香味 因為分子熱運動速率雖然很大 但必須有足夠多的香水分子 才能引起嗅覺解析 分子的擴(kuò)散需要一段時間 因為分子是無規(guī)則的運動 而且在擴(kuò)散的同時會受到一些阻礙 答案 C 探究一 探究二 探究三 布朗運動問題探究盈盈同學(xué)在使用碳素墨水時 經(jīng)常出現(xiàn)鋼筆尖被堵的現(xiàn)象 為了研究這個問題 她把墨水滴入水中 放在實驗室用的顯微鏡下觀察 得到如圖所示圖象 箭頭是她自己標(biāo)注的 根據(jù)生活現(xiàn)象和圖象 我們可以得出 1 碳素墨水中的 炭粒 是不是分子 容易堵住鋼筆尖的原因是什么 2 炭粒在水中做的運動是什么運動 3 炭粒的運動有什么特點 4 該運動產(chǎn)生的原因是什么 探究一 探究二 探究三 要點提示 1 炭粒不是分子 炭粒要比分子大很多 是固體顆粒 所以容易堵住鋼筆尖 2 炭粒在水中做的運動是固體顆粒在液體中的無規(guī)則運動 即布朗運動 3 布朗運動是無規(guī)則的 永不停息的 懸浮的顆粒越小 布朗運動越明顯 溫度越高 布朗運動越劇烈 4 布朗運動是懸浮在液體中的微小顆粒受到液體分子各個方向撞擊作用的不平衡造成的 在某一瞬間 微小顆粒在某個方向受到的撞擊作用強(qiáng) 它就沿著這個方向運動 在下一瞬間 微小顆粒在另一方向受到的撞擊作用強(qiáng) 它又沿著另一個方向運動 任意時刻微小顆粒所受的撞擊作用在某一方向上占優(yōu)勢是偶然的 這樣就引起了微小顆粒的無規(guī)則的布朗運動 探究一 探究二 探究三 知識歸納1 對布朗運動的理解 1 布朗運動的產(chǎn)生條件 布朗運動的對象是布朗微粒 它必須是足夠微小的顆粒 如果是大顆粒 則其周圍來自各個方向的許多分子對它本身的撞擊很容易平衡 布朗運動研究的顆粒的直徑數(shù)量級一般在10 7 10 6m之間 人的肉眼是看不到的 只能借助顯微鏡觀察 反之 人能用眼睛觀察到的灰塵顆粒并不能發(fā)生明顯的布朗運動 2 做布朗運動的主體 布朗運動的主體是布朗微粒 不是分子 布朗微粒雖小 但它又比分子大許多倍 分子直徑的數(shù)量級為10 10m 因此布朗微粒中包含大量的分子 在顯微鏡 普通顯微鏡 下是觀察不到分子的 所以布朗運動不是分子運動 但卻是分子運動的間接反映 探究一 探究二 探究三 3 布朗運動產(chǎn)生的原因 懸浮在液體中的固體小顆粒會受到來自各個方向液體分子的撞擊 當(dāng)顆粒較大時 各方向與小顆粒撞擊的分子數(shù)都很多 各方向作用力趨于平衡 布朗運動難以發(fā)生或不明顯 當(dāng)顆粒較小時 各方向與小顆粒撞擊的分子數(shù)都很少 數(shù)目的差異 作用的強(qiáng)弱 作用的先后等因素的影響使得各個方向的作用力很難達(dá)到平衡 再由于顆粒質(zhì)量小 慣性小 運動狀態(tài)容易改變 所以布朗運動比較明顯 總之 顆粒越小 某一瞬間來自各個方向的作用力越不易達(dá)到平衡 布朗運動越明顯 另一方面 液體分子溫度越高 分子運動越劇烈 液體分子碰撞固體小顆粒時這種不平衡的作用力更突出 布朗運動也越明顯 探究一 探究二 探究三 探究一 探究二 探究三 2 對布朗運動認(rèn)識的誤區(qū) 1 誤認(rèn)為布朗運動是液體分子的運動 實際上布朗運動是液體分子做無規(guī)則運動的反映 2 誤認(rèn)為布朗運動是固體顆粒分子的運動 實際上它是固體小顆粒的運動 3 誤認(rèn)為固體小顆粒的體積越大 液體分子對它的撞擊越多 布朗運動就越顯著 其實顆粒越小 布朗運動越顯著 4 大風(fēng)天常?？吹斤L(fēng)沙彌漫 塵土飛揚 誤認(rèn)為這就是布朗運動 能用肉眼看到的顆粒的運動不是布朗運動 探究一 探究二 探究三 典例剖析 例題2 如圖是做布朗運動小顆粒的運動記錄的放大圖 以小顆粒在A點開始計時 每隔30s記下小顆粒的位置 得到B C D E F G 點 則小顆粒在第75s末時的位置 以下敘述正確的是 A 一定在CD連線的中點B 一定不在CD連線的中點C 可能在CD連線上 但不一定在CD連線中點D 可能在CD連線以外的某點上 探究一 探究二 探究三 解析 題圖中的各點的連線不是小顆粒的運動軌跡 它是為了表明小顆粒在做極短促的無定向運動過程中的移動的順序而作的連線 由以上分析 在第75s末 小顆粒可能在CD連線上 但不一定在CD中點 也可能在CD連線外的位置 答案 CD布朗運動中微粒的運動是 無規(guī)則 的 即實驗中不同時刻微粒位置的連線并非其運動軌跡 而是人為畫出的 這是理解該實驗非常關(guān)鍵的一點 探究一 探究二 探究三 變式訓(xùn)練2 多選 關(guān)于布朗運動的劇烈程度 下面說法中正確的是 A 固體微粒越大 瞬間與固體微粒相碰撞的液體分子數(shù)目越多 布朗運動越顯著B 固體微粒越小 瞬間與固體微粒相碰撞的液體分子數(shù)目越少 布朗運動越顯著C 液體的溫度越高 單位時間內(nèi)與固體微粒相碰撞的液體分子數(shù)目越多 布朗運動越顯著D 液體的溫度越高 單位時間內(nèi)與固體微粒相碰撞的液體分子數(shù)目越少 布朗運動越顯著解析 本題考查對布朗運動本質(zhì)的理解 撞擊顆粒的作用力越不平衡 則顆粒的運動越劇烈 正確的說法應(yīng)是B C 答案 BC 探究一 探究二 探究三 熱運動問題探究暮春時節(jié) 金黃的油菜花鋪滿了原野 微風(fēng)拂過 飄來陣陣花香 如圖所示 你有沒有想過 為什么能夠聞到這沁人心脾的香味呢 要點提示分子的熱運動 探究一 探究二 探究三 知識歸納1 對熱運動的理解 1 所謂分子的 無規(guī)則運動 是指由于分子之間的相互碰撞 每個分子的運動速度無論是方向還是大小都在不斷地變化 標(biāo)準(zhǔn)狀況下 一個空氣分子在1s內(nèi)與其他空氣分子的碰撞高達(dá)65億次 所以大量分子的運動是十分混亂的 也就是說是無規(guī)則的 2 熱運動是對大量分子而言的 對個別分子無意義 3 分子熱運動的劇烈程度雖然受到溫度影響 溫度高運動快 溫度低運動慢 但分子的運動永遠(yuǎn)不會停息 探究一 探究二 探究三 2 布朗運動與熱運動的比較 探究一 探究二 探究三 典例剖析 例題3 下列關(guān)于熱運動的說法正確的是 A 熱運動是物體受熱后所做的運動B 0 的物體中的分子不做無規(guī)則運動C 熱運動是單個分子的永不停息的無規(guī)則運動D 熱運動是大量分子的永不停息的無規(guī)則運動 思考問題 1 一個分子的運動能否說成是熱運動 提示不能 因為熱運動指微觀上的大量分子的無規(guī)則運動 2 能否認(rèn)為溫度過低 分子就停止運動 提示溫度過低 分子熱運動緩慢 但不會停止 分子會永不停息地做無規(guī)則運動 探究一 探究二 探究三 解析 熱運動是大量分子所做的無規(guī)則運動 不是單個分子的無規(guī)則運動 A C兩項錯誤 D項正確 分子的熱運動永不停息 因此0 的物體中的分子仍做無規(guī)則運動 B項錯誤 答案 D分子熱運動的 熱 字 應(yīng)該賦予其兩層含義 指分子無規(guī)則的運動 不是宏觀物體的機(jī)械運動 溫度越高 分子運動越劇烈 與何種分子無關(guān) 探究一 探究二 探究三 變式訓(xùn)練3下列關(guān)于熱運動的說法中 正確的是 A 分子熱運動是指擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運動B 分子熱運動是物體被加熱后的分子運動C 溫度降低到一定程度 分子熱運動將停止D 同種物體溫度升高時 其內(nèi)部分子運動變劇烈解析 分子熱運動是指大量分子做永不停息的無規(guī)則運動 物體被加熱 不被加熱 其分子都在進(jìn)行著熱運動 故B錯誤 分子運動永遠(yuǎn)不會停息 C錯誤 溫度越高分子運動越劇烈 D正確 擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運動證實了分子的熱運動 但熱運動不是指擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運動 A錯誤 答案 D 1 2 3 4 5 1 關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運動 下列說法正確的是 A 擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運動都是分子的無規(guī)則運動B 擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運動沒有本質(zhì)的區(qū)別C 擴(kuò)散現(xiàn)象可以停止 說明分子的熱運動可以停止D 擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運動都與溫度有關(guān)解析 擴(kuò)散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則熱運動而導(dǎo)致的物質(zhì)的群體遷移 當(dāng)物質(zhì)在某一能到達(dá)的空間內(nèi)達(dá)到均勻分布時 這種宏觀的遷移現(xiàn)象就結(jié)束了 但分子的無規(guī)則運動依然存在 布朗運動是由于分子熱運動對懸浮微粒的不均勻撞擊所致 它不會停止 這兩種現(xiàn)象都與溫度有關(guān) 溫度越高 現(xiàn)象越明顯 答案 D 1 2 3 4 5 2 下列四種現(xiàn)象中屬于擴(kuò)散現(xiàn)象的是 海綿狀塑料可以吸水 揉面團(tuán)時 加入小蘇打 小蘇打可以揉進(jìn)面團(tuán)內(nèi) 放一匙食糖于一杯開水中 水會變甜 把盛開的臘梅放入室內(nèi) 會滿室生香A B C D 解析 海綿狀塑料吸水是水滴進(jìn)入塑料間隙 不是擴(kuò)散 小蘇打揉進(jìn)面團(tuán) 是機(jī)械外力作用的結(jié)果 食糖溶于開水中 臘梅香氣釋放是擴(kuò)散現(xiàn)象 故B正確 答案 B 1 2 3 4 5 3 下列說法正確的是 A 分子的運動就是布朗運動B 液體中懸浮的顆粒越大 所受沖擊力越大 布朗運動越明顯C 布朗運動是指在液體中懸浮的小顆粒所做的不規(guī)則運動D 物體運動的速度越大 內(nèi)部分子的熱運動越激烈解析 因為布朗運動是液體中懸浮小顆粒的不規(guī)則運動 是分子不規(guī)則運動的反映 則C項正確 A項錯誤 懸浮顆粒越大 受多方向的分子撞擊力幾乎平衡 布朗運動反而不明顯 故B項錯誤 物體內(nèi)部分子的熱運動激烈程度只與溫度有關(guān) 故D項錯誤 答案 C 1 2 3 4 5 4 小張在顯微鏡下觀察水中懸浮的細(xì)微粉筆末的運動 他把小顆粒每隔一定時間的位置記錄在坐標(biāo)紙上 并把相鄰時間的點連接起來 如圖所示 下列判斷正確的是 A 圖中的折線就是粉筆末的運動軌跡B 圖中的折線就是水分子的運動軌跡C 從整體上看粉筆末的運動是無規(guī)則的D 圖中折線表明水分子在短時間內(nèi)的運動是規(guī)則的解析 圖中的折線是粉筆末在不同時刻的位置的連線 不是粉筆末的運動軌跡 也不是分子的運動軌跡 故A B錯誤 圖中的折線沒有規(guī)則 說明粉筆末的運動是無規(guī)則的 分子的運動是無規(guī)則的 故C正確 D錯誤 答案 C 1 2 3 4 5 5 做布朗運動實驗 得到某個觀測記錄如圖 圖中記錄的是 A 分子無規(guī)則運動的情況B 某個微粒做布朗運動的軌跡C 某個微粒做布朗運動的速度 時間圖線D 按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線解析 布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的無規(guī)則運動 而非分子的運動 選項A錯誤 既然無規(guī)則 所以微粒沒有固定的運動軌跡 選項B錯誤 對于某個微粒而言 在不同時刻的速度大小和方向均是不確定的 所以無法確定其在某一時刻的速度 也就無法描繪其v t圖線 選項C錯誤 只有選項D正確 答案 D