第1章 3 分子运动速率分布规律(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册(人教版2019)
3 分子运动速率分布规律
[学业要求]
1.初步了解什么是统计规律。
2.理解气体分子运动的特点。
3.能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义。
一、随机性与统计规律
阅读教材,并回答:
阅读节首“问题”: 观察“伽尔顿板落球”实验。
(1) 从顶部入口投入一个小球,你能确定小球落入哪个狭槽吗?
(2) 如果投入大量的小球,结合生活经验,猜想小球落入狭槽后,每个槽内最高的小球上边缘连线会形成怎样的图案?试在右图中画出你的猜想。为什么这样画?你有怎样的依据?
(3)重复实验是否可以得到相同的规律?
(4)如果将小球的入口向左平移,是否可以得到是相同的规律?
答案:(1)不能 (2)见教材 (3)可以 (4)可以
[概念·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__随机事件__的整体表现出的规律。
二、气体分子运动的特点
特点 | 内容 |
自由性 | 气体分子间距离比较大,分子间的作用力很弱,除相互碰撞或者跟器壁碰撞外,可以认为分子不受力而做__匀速直线__运动,因而气体会充满它能达到的整个空间 |
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无序性 | 分子之间频繁地发生碰撞,使每个分子的速度大小和方向频繁地改变,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分子数目都几乎相等 |
三、分子运动速率分布图像
1.图像如图所示。
2.规律:在一定__温度__下,不管个别分子怎样运动,气体的多数分子的速率都在某个数值附近,表现出“__中间多、两头少__”的分布规律。当温度高时,“中间多两头少”的分布规律不变,气体分子的速率__增大__,分布曲线的峰值向__速率大__的一方移动。
3.温度越高,分子的热运动__越剧烈__。
说明:温度升高不是每个分子的速率都变大,而是速率大的占的百分比变大。
四、气体压强的微观解释
1.气体对容器的压强是大量气体分子对容器的__碰撞__引起的。
2.影响气体压强的两个因素
(1)气体分子的__平均速率__。
(2)分子的__数密度__。
1.下列说法正确的是( )
A.气体内部所有分子的动能都随温度的升高而增大
B.温度相同时,各种气体分子的平均速度都相同
C.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
D.气体分子的平均动能越大,分子越密集,气体压强越大
答案 D
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__平均动能__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__小于__(选填“大于”或“小于”)T2。
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探究点一 对气体分子运动特点的理解
[交流讨论]
观察氧气分子的速率分布表和氧气分子的速率分布曲线图,思考并回答下列问题。
氧气分子的速率分布
速率区间v/(m·s-1) | 不同温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比 | |
0 ℃ | 100 ℃ | |
v≤100 | 1.4% | 0.7% |
100<v≤200 | 8.1% | 5.4% |
200<v≤300 | 17.0% | 11.9% |
300<v≤400 | 21.4% | 17.4% |
400<v≤500 | 20.4% | 18.6% |
500<v≤600 | 15.1% | 16.7% |
600<v≤700 | 9.2% | 12.9% |
700<v≤800 | 4.5% | 7.9% |
800<v≤900 | 2.0% | 4.6% |
900<v | 0.9% | 3.9% |
氧气分子的速率分布曲线
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