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第一章 分子动理论
3.分子运动速率分布规律
学习目标
1.了解分子运动速率分布的统计规律。
2.知道分子运动速率分布图像的物理意义。
3.能用分子动理论和统计观点解释气体压强。
3.分子运动速率分布规律
[对应学生用书第10页]
一、气体分子运动的特点
1.统计规律
(1)在一定条件下,若某事件必然 出现 ,这个事件叫作 必然事件 。
(2)若某事件不可能出现,这个事件叫作 不可能事件 。
(3)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 。
(4)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 。
出现
必然事件
不可能事件
随机事件
随机事件
统计规律
3.分子运动速率分布规律
2.气体分子运动的特点
(1)热现象与大量分子热运动的 统计规律 有关。
(2)气体分子的特点。
①由于分子的大小相对分子间的空隙来说很小,所以,可以把气体分子视为质点。
②气体分子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,气体充满它能达到的整个空间。
③在某一时刻,气体分子的运动杂乱无章,向着任何一个方向运动的分子都有,而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等。
统计规律
3.分子运动速率分布规律
二、分子运动速率分布图像
1.大量分子整体的速率分布遵从一定的统计规律;在一定的温度下,各种不同速率范围内的分子数在总分子数中所占的比率是确定的。
2.气体分子中,速率很大的和速率很小的分子数占总分子数的比率是 很小 的,气体中大多数分子的速率都接近某个数值,与这个数值相差越多,分子数越少,表现出“ 中间多、两头少 ”的分布规律。
3.温度升高时,分子数最多的速率区间移向 速率大 的一方,速率小的分子数 减少 ,速率大的分子数 增加 ,分子的平均速率 增大 。
很小
中间多、两头少
速率大
减
少
增加
增大
3.分子运动速率分布规律
三、气体压强的微观解释
1.气体压强产生的原因:从分子动理论的观点来看,气体对容器的压强是由于气体分子 跟器壁发生碰撞 而产生的。
2.决定气体压强大小的因素
(1)容器中气体分子运动的 平均速率 越大,单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大;
(2)容器中 气体分子的数密度 大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就多,平均作用力也会较大。
跟器壁发生碰撞
平均速率
气体分子的数密度
3.分子运动速率分布规律
1.判断下列说法的正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1)气体内部所有分子的动能都随温度的升高而增大。( × )
(2)温度相同时,各种气体分子的平均速度都相同。( × )
×
×
(3)密闭容器中气体的压强是由于分子间的相互作用力而产生的。( × )
(4)气体分子的平均动能越大,分子越密集,气体压强越大。( √ )
×
√
3.分子运动速率分布规律
2.密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大。从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的 增大了。该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图像如图所示,则T1 (选填“大于”或“小于”)T2。
答案 平均动能 小于
3.分子运动速率分布规律
[对应学生用书第11页]
要点一 气体分子运动的规律
(1)抛掷一枚硬币时,其正面有时向上,有时向下,抛掷次数较少和次数很多时,会有什么规律?
提示:(1)抛掷次数较少时,正面向上或向下完全是偶然的,但次数很多时,正面向上或向下的概率是相等的。
3.分子运动速率分布规律
(2)气体分子间的作用力很小,若没有分子力作用,气体分子将处于怎样的自由状态?
提示:(2)无碰撞时气体分子将做匀速直线运动,但由于分子之间的频繁碰撞,使得气体分子的速度大小和方向频繁改变,运动变得杂乱无章。
3.分子运动速率分布规律
(3)温度不变时,每个分子的速率都相同吗?温度升高,所有分子运动速率都增大吗?
提示:(3)分子在做无规则运动,造成其速率有大有小。温度升高时,所有分子热运动的平均速率增大,即大部分分子的速率增大了,但也有少数分子的速率减小。
3.分子运动速率分布规律
1.大量分子运动的统计规律
(1)个别事物的出现具有偶然因素,但大量事物的出现,却遵从一定的统计规律。
(2)从微观角度看,由于物体是由大量的分子组成的,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。
3.分子运动速率分布规律
2.气体分子运动的特点
(1)气体分子之间有很大空隙。
(2)气体分子之间的相互作用力十分微弱,气体分子可以自由地