1.3 分子运动速率分布规律-【物理优课PPT】高中物理选择性必修第三册同步PPT课件（人教版2019）

授课老师：张三 1 初步了解什么是“统计规律” 1 理解气体分子运动的特点：分子沿各个方向运动的机会均等，分子速率按一定规律分布 2 能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系 3 能用气体分子动理论解释三个气体实验定律 4 教学目标 用分子动理论来解释气体实验定律 1 气体压强的微观意义 2 教学重点 用分子动理论来解释气体实验定律 1 气体压强的微观意义 2 教学难点 从顶部入口投入一个小球时，小球落入某个狭槽是偶然的。 如果投入大量的小球，靠近入口的狭槽内的小球数目多，远离入口的狭槽内小球的数目少。 情景导入 伽尔顿板的上部规则地钉有铁钉，下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽。 大量随机事件的整体往往会表现出一定的规律性，这种规律就叫作统计规律（statistical regularity）。 在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件叫作必然事件。 在一定条件下，若某事件不可能出现，这个事件叫作不可能事件。 若在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现，这个事件叫作随机事件。 个别随机事件的出现有其偶然性 情景导入 情景导入 所以看起来无规则的分子热运动，也必定是有一定的规律的——统计规律。 分子的运动是无规则的，每个分子的运动都具有不确定性。但物体是由大量分子组成的，因而物体的热现象的宏观特性是由大量分子的集体行为决定的。 气体分子运动的特点 所以气体没有一定的形状和体积 气体分子的微观模型 气体分子可看做没有相互作用力的质点 气体分子间距大（约为分子直径的10倍），分子力小（可忽略） 气体分子运动的特点 气体分子的微观模型 分子的运动是无规则的，每个分子的运动都具有不确定性。 但物体是由大量分子组成的，因而物体的热现象的宏观特性是由大量分子的集体行为决定的。 所以看起来无规则的分子热运动，也必定是有一定的规律的—统计规律 气体分子运动的特点 自由性 无序性 气体间的距离较大，分子间相互作用力十分微弱。 可认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用而做匀速直线运动。 所以一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间，无一定的形状和体积。 分子之间频繁碰撞，每个分子的速度大小和方向频繁地改变。 气体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。 从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等。 因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。 尽管大量分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率却按一定的规律分布 氧气分子的速率分布 氧气分子的速率分布 速率区间（m/s）  各速率区间的分子数占总分子数的百分比 0°C 100°C 100以下 1.4  0.7 100~200 8.1 5.4 200~300  17.0  11.9 300~400 21.4  17.4 400~500 20.4 18.6 500~600 15.1 16.7 600~700 9.2  12.9 700~800  4.5 7.9 800~900 2.0 4.6 900以上  0.9 3.9 氧气分子的速率分布图象 氧气分子的速率分布 特 点 ① 分子速率分布呈“中间多，两头少”的形态 ② 不同温度下具有最大比例的速率区间不同 ③ 温度越高，分子的热运动越激烈 12 通过定量的分析可以得出 气体温度的微观意义 微观意义：温度是分子平均动能的标志 a 为比例常数 理想气体的热力学温度T与分子的平衡动能       成正比  13 氧气分子速率分布的反思 温度高的气体分子的速率一定比温度低的气体分子的速率大吗？ 各速率区间的分子数占总分子数的百分比 —温度为0℃ —温度为100℃ 不一定 温度高时，只是气体分子平均速率会变大，并不代表每一个气体分子的速率都变大。 14 系列 1 100以下 100-200 200-300 300-400 400-500 500-600 600-700 700-800 800-900 900以上 系列 2 100以下 100-200 200-300 300-400 400-500 500-600 600-700 700-800 800-900 900以上 系列 3 100以下 100-200 200-300 300-400 400-500 500-600 600-700 700-800 800-900 900以上 氧气分子速率分布的反思 温度升高每个分子运动都变剧烈了吗？ 各速率区间的分子数占总分子数的百分比 —温度为0℃ —温度为100℃ 不是 温度高时，只是气体分子平均速率会变大，并不代表每一个气体分子的速率都变大。 15 系列 1 100以下 100-200 200-300 300-400 4