1.3 气体分子运动的统计规律 课件-2024-2025学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册

1.3 气体分子运动的统计规律 第一章　分子动理论 一、统计规律 1.个别事件的出现有其偶然性 2.大量随机事件的整体会表现出一定的规律——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.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. 二、分子沿各个方向运动的机会相等 1.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. 2.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. 实验探究：如图，在一块竖直放置的木板上，顶部设一漏斗形开口，木板的上半部分钉有许多规则排列的小钉子，下半部 分用多块竖直的小隔板分隔出许多道等宽的狭槽， 板前盖以玻璃。从木板顶部的漏斗形开口投入小 球（例如小钢球），小球的直径略小于两隔板间 的距离，观察小球落在狭槽内的分布情况。再连 续投入大量的小球，按小球在狭槽内分布的情况， 用笔在玻璃上画出一条连续的曲线.重复若干次上述实验，观察曲线形状。 三、分子速率按一定的规律分布 实验结果表明，尽管单个小球落入哪道狭槽内是随机的，但投入大量小球时，每次实验狭槽内小球分布的情况则是一定的，而且落入某一道狭槽内的小球数目与小球总数的比值是稳定的。这就是说，大量的小球落入狭槽时，其整体的分布遵从一定的统计规律。 气体分子做无规则运动，速率有的大、有的小。与上述实验类似，大量气体分子整体的速率分布也遵从一定的统计规律.研究表明，在一定的温度下,不同速率范围内的分子数在总分子数中所占的比值是确定的。 下表和下图是测定氧气分子分别在0℃和100℃时速率分布的实验结果 氧气分子的速率分布 速率区间v/(m·s') 不同温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比 0°C 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 10 15 20 0 s) 各速率区间的分子数 占总分子数的百分比/% 尽管分子做无规则运动，速率有大有小，但大量分子的速率却按一定的规律分布，即呈“中间多、两头少”分布。 (1)温度越高，分子的热运动越剧烈，具有最大比例的速率区间增大。 (2)温度升高时，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，这也是统计规律的体现。 例1.对于气体分子的运动，下列说法正确的是 (　　) A.一定温度下某理想气体的分子的碰撞虽然十分频繁但同一时刻，每个分子的速率都相等 B.一定温度下某理想气体的分子速率一般不等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少 C.一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况 D.一定温度下某理想气体，当温度升高时，所有分子的速率都增大 不相等 各个方向运动的分子数目相等 大量分子速率增大，但对个别或少量分子的速率有可能减少 B 例2.大量气体分子运动的特点是 (　　 ) A.分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空间里自由移动 B.分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动 C.分子沿各方向运动的机会相等 D.分子的速率分布毫无规律 气体分子速率按正态分布，即“中间多，两头少” 分子间频繁的碰撞使分子的运动杂乱无章，且向各方向运动的机会均等 ABC 1.一定质量的氧气分子在0℃和100℃两种不同情况下速率分布情况如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 实线对应的氧气温度为0℃ B. 虚线对应的氧气分子平均动能较小 C. 温度降低，曲线峰值向右移动 D. 从图可以得到任意速率区间的氧气分子数 B 课堂检测 2.下列说法中正确的是（　　） A. 一定质量的理想气体压强不变时，气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而增大 B. 温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同 C. 物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的 D. 可看作理想气体的质量相等的氢气和氧气，温度相同时氧气的内能小 D 3.若一气泡从湖底上升到湖面的过程中，温度保持不变，体积增大，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是（　　） A. 气体分子间的作用力增大 B. 气体分子的平均速率增大 C. 气体分子的平均动能减小 D. 气体分子的平均动能不变 D 4.关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 0.18 g水中所含的水分子数目和地球的总人口数（约为60亿）差不多 B. 悬浮在液体中的固体小颗粒越大，布朗运动就越明显 C. 二手烟会影响整个屋子里的人，这是气体分子的无规则热运动造成的 D. 不计分子之间的分子势能，温度相同的氢气和氧气一定具有相同的内能 C 5.现在有质量是18 g的水、18 g的水蒸气和32 g的氧气，在它们的温度都是100 ℃时（　　） A. 它们的分子数目相同，分子的平均动能相同 B. 它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子平均动能大 C. 它们的分子数目相同，它们的内能不相同，水蒸气的内能比水大 D. 它们的分子数目相同，分子的平均速率不同 ACD $$