1-03分子运动速率分布规律-2022-2023学年高二物理精编动态课件（人教版2019选择性必修第三册）

03.分子运动速率分布规律 图片区 1 2023/2/26 一.随机事件与统计规律 1.随机性 必然事件：在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件叫作必然事件 不可能事件：若某事件不可能出现，这个事件叫作不可能事件 随机事件：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（偶然）事件 2.统计规律 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 伽尔顿板的实验中，单个小球落入某个狭槽是偶然的，大量的小球落入各狭槽的分布情况遵从一定的规律 二.气体分子运动的特点 热现象与大量分子热运动的统计规律有关。要研究气体的热现象，就要了解气体分子运动的特点。 1.运动的自由性：气体分子间距离较大，分 子间的相互作用力很弱可忽略不计，通常认 为，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，故气体能充 满它能达到的整个空间（如图）。 2.运动的无序性：虽然气体分子间距较大，但分子的数密度（n：单位体积的分子数目）仍然十分巨大，分子之间频繁碰撞，分子的速度频繁改变，分子的运动杂乱无章。在某一时刻向各个方向运动的分子都有，但向各个方向运动的分子数目几乎相等。（这里说的数目相等，是针对大量分子而言的，实际数目会有微小的差别，由于分子数极多，其差别完全可以忽略） 三.分子运动速率分布图像 1.速率大小：分子做无规则运动，速率有大有小，常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒 2.分布规律：大量分子的速率按一定的规律分布，即“中间多、两头少”的规律 三.分子运动速率分布图像 虽然不同温度下氧气分子的速 率都呈“中间多、两头少”的 分布，但各速 率 区 间 所占分 子总数的百分比是 不 同的： 即温度升高，高速率分子比例 增加，低速率分子比例减小， 峰值右移。 3.结论：温度越高，分子的热运动越剧烈。 注意： ①温度越高，分子的平均速率越大（并非每个分子的运动速率都增大了） ②温度升高，分子的平均动能增加，温度是做分子热运动平均动能的标志 例1.体积都是1L的两个容器，装着质量相等的氧气，其中一个容器内的温度是0℃，另一个容器的温度是100℃。请说明：这两个容器中关于氧分子运动速率分布的特点有哪些相同？有哪些不同？ 答：本题考查分子在不同温度下的运动速率 特点。 相同点：(1)氧分子都在做无规则的热运动， 运动速率有快有慢。(2)氧分子速率都呈"中间 多、两头少"的分布。 不同点：(1)氧分子在两个温度下具有最大比 例的速度区间是不同的，0℃时速率在300~400m/ s 的分子最多，100℃时速率在400~500m/ s 的分子最多；(2)氧分子在两个温度下各速率区间的占有比例也不同，100 ℃的氧气，速率大的分子比例较多，分子平均速率比0℃的大。 问题：压强是怎么定义的？ 答：压强是指物体单位面积上受到的压力：p=F/S 问题：固体为什么会产生压强？ 答：固体受重力，对接触面产生压力，单位面积的压力即为固体对接触面产生的压强 问题：液体为什么会产生压强？ 答：液体和固体类似 ，都有重力，所以都会对容器底有压强；液体和固体不同的是，液体还具有流动性，由于液体要流动，所以对容器壁也有压强。由连通器原理可知液体在同一深度处压强大小相同。 h 砖 S h 如图甲，某时刻一气体分子以速度大小v与器壁发生弹性碰撞，设作用时间为Δt，求气体分子对器壁的作用力。 F 思考：气体为什么会产生压强？ 答：气体分子飞到容器壁时，会跟容器壁发生碰撞，对容器壁产生作用力；大量气体分子频繁不断撞击容器壁从而气体产生了压强。 问题：这种撞击是不连续的，为什么器壁受到的作用力却是均匀不变的呢？ 1.气体压强的产生原因：大量气体分子频繁不断撞击容器壁产生的 2.气体压强的决定因素： 例2.从宏观上看，一定质量的气体体积不变仅温度升高或温度不变仅体积减小都会使压强增大。从微观上看，这两种情况有没有区别？ 四.气体压强的微观解释 微观上 宏观上 分子数密度n 气体体积V 分子平均速率(分子平均动能) 气体温度T 思考判断 (1)密闭容器中气体的压强是由气体的重力而产生的。( ) (2)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。 ( ) (3)温度越高，气体的压强越大。 ( ) (4)气体压强由气体的体积和气体的密度决定。 ( ) (5)气体分子的平均动能越大，分子越密集，气体压强越大。 ( ) × × × × √ 例3.有甲、乙、丙、丁四瓶氢气。甲的体积为V，质量为m，温度为t，压强为p。乙、丙、丁的体积、质量、温度如下所述。 （1）乙的体积大于V，质量、温度和甲相同。 （2）丙的温度高于t，体积、质量和甲相同。 （3）丁的质量大于m、温度高于t，体积和甲相同。 试问：