第一章 第三节 分子运动速率分布规律-2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版选择性必修第三册）

第3节　分子运动速率分布规律

知识点归纳

知识点一、随机性与统计规律

1．必然事件：在一定条件下必然出现的事件．

2．不可能事件：在一定条件下不可能出现的事件．

3．随机事件：在一定条件下，可能出现，也可能不出现的事件．

4．统计规律：大量的随机事件整体表现出的规律.

5．对统计规律的理解

(1)个别事物的出现具有偶然因素，但大量事物出现的机会，却遵从一定的统计规律。

(2)从微观角度看，由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子并没有统一的运动步调，单独来看，各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律。

知识点二、气体分子运动的特点

气体分子运动的“三性”

1．自由性：由于气体分子间的距离比较大，大约是分子直径的10倍左右，分子间的作用力很弱，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，因而气体能充满它所达到的整个空间．

2．无序性：由于分子之间频繁地碰撞，每个分子的速度大小和方向频繁改变，分子的运动杂乱无章，在某一时刻向着任何一个方向运动的分子都有，而且向着各个方向运动的气体分子数目都相等．

3．规律性：气体分子速率分布呈现出“中间多，两头少”的分布规律．当温度升高时，速率大的分子数增多，速率小的分子数减少，分子的平均速率增大．反之，分子的平均速率减小．如图所示。

知识点三、气体压强产生的机理

用豆粒做气体分子的模型，演示气体压强产生的机理．

把一颗豆粒拿到台秤上方约10 cm的位置，放手后使它落在秤盘上，观察秤的指针的摆动情况．再从相同高度把100粒或者更多的豆粒连续地倒在秤盘上(上图)，观察指针的摆动情况．使这些豆粒从更高的位置落在秤盘上，观察指针的摆动情况．

1．气体压强的大小．

等于气体作用在器壁单位面积上的压力．

2．产生原因．

大量气体分子无规则运动碰撞器壁，形成对器壁各处均匀的持续的压力．

知识点四、决定气体压强大小的因素

(1)微观因素

①气体分子的密度：气体分子密度(即单位体积内气体分子的数目)大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多．

②气体分子的平均动能：气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁的碰撞(可视作弹性碰撞)给器壁的冲力就大；

从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间里器壁受气体分子撞击的次数就多，累计冲力就大．

(2)宏观因素

①与温度有关：在体积不变的情况下，温度越高，气体分子的平均动能越大，气体的压强越大．

②与体积有关：在温度不变的情况下，体积越小，气体分子的密度越大，气体的压强越大．

典例分析

一、分子速度

【例1】 在常温下，大多数气体分子运动的速率是很大的．下表给出了在0 ℃和100 ℃时具有各种速率的氧气分子所占的百分比．例如，0 ℃时速率在300 m/s和400 m/s之间的氧气分子占21.4%.气体速率分布有什么特点？结合下图所示的氧气分子速率分布图象来说明．

氧气分子的速率分布

解析 比较0 ℃和100 ℃时氧气分子的速率分布就会看到，温度较高时，速率大的分子所占的比例高些，速率较小的分子所占的比例小些，即“温度越高，分子的热运动越剧