1.3 分子的热运动 课件-2026-2027学年高二下学期物理教科版选择性必修第三册

第一章　分子动理论 分子的热运动 分子很小，即便是从宏观上看很小的物体，也包含着大量的分子。 这么多的分子在一起，它们都处于什么样的运动状态？遵从什么样的规律呢？ 导入 1 知道扩散现象和布朗运动，理解扩散现象和布朗运动产生的原因。 重难点 2 知道分子热运动，理解分子热运动的平均动能和温度的关系。 扩散现象 一 4 “墙角数枝梅，凌寒独自开。遥知不是雪，为有暗香来。”是北宋诗人王安石的一首脍炙人口的诗，把我们也仿佛带入了一个梅香扑鼻的冰雪世界。 在一个烧杯里装上清水，然后在清水中滴入几滴红墨水。在不搅动的情况下，可以看到红墨水在清水中以不规则的形态向四周扩散，慢慢地将清水染成红色。 出现上述现象的原因是什么？ 答案　分子在做无规则运动，即扩散现象。 在一个烧杯里装上稀释的红墨水。试管中装入清水，观察现象。 红墨水在清水中以不规则的形态向 四周散开，慢慢向上将清水染成红色。 液体分子做的是无规则运动 分子之间有间隙 观察与思考 把装有无色空气的广口瓶倒扣在装有棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开，抽去玻璃板，会看到什么现象？说明什么？ 气体分子做无规则运动 分子之间有间隙 两种气体慢慢混合， 颜色变得均匀一致 固体分子做无规则运动 分子之间有间隙 长时间堆放煤的墙角会变黑，用笤帚扫都扫不干净。 1.定义：不同物体相互接触时 的现象称为扩散现象。 2.产生原因：扩散现象 (填“是”或“不是”)外界作用(例如对流、重力作用等)引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子________ _____引起的。 3.意义：扩散现象是物质分子 的最好证明之一。 彼此进入 不是 无规则 运动 永不停息地做无规则运动 梳理与总结 4.应用： (1)在电子技术领域，利用真空、高温条件下固体原子的扩散，可以向半导体材料中掺入其他元素，制成各种半导体器件。 (2)在机械工业中，在轴、齿轮等零件表面掺入碳、氮等元素，以增强其耐磨、耐腐蚀的特殊性能。 梳理与总结 在两个相同的玻璃杯中分别装入质量相 等的冷水和热水，然后，在两杯水中同 时滴入等量的蓝黑墨水。一段时间后， 两个杯子中的蓝黑墨水呈现出如图所示 的扩散现象。请你解释这种现象。 答案　扩散快慢与温度有关，温度越高，扩散越快。 讨论交流 1.关于扩散现象，下列说法正确的是 A.温度越高，扩散进行得越快，0 ℃时扩散停止 B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D.扩散现象在气体、液体中都能发生，固体中不能发生扩散 √ 例题 1.扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的。 2.气体物质的扩散现象最显著；常温下物质处于固态时扩散现象不明显。 3.扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著，这表明温度越高，分子运动得越剧烈。 4.扩散现象还说明分子间存在间隙。 总结提升 布朗运动 二 15 用显微镜观察碳粒的运动，思考并讨论下列问题： (1)实验中可观察到什么现象？ 答案　小碳粒做无规则的运动。 (2)实验中的“小碳粒”是分子吗？ 答案　不是。分子大小的数量级是10-10 m， 人眼能够分辨的物体的大小是10-4 m，光学 显微镜最大放大倍数是1 000倍，所以从光 学显微镜看到的最小颗粒是10-7 m，所以每一 个“小碳粒”都是成千上万个分子组成的。 (3)如图是显微镜下微粒每隔30 s位置的连线，这些“折线”是微粒的运动径迹吗？是水分子的运动径迹吗？ 答案　不是；不是。 (4)微粒的运动有规律吗？微粒为什么会做这样的运动？ 答案　无规律。由于大量液体分子永不停息地做无规则运动时对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性，即液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的根本原因。 瞬间与微粒撞击的分子数越少 撞击作用的不平衡性越明显 (5)试从力的角度解释为什么微粒越小，布朗运动越明显？ 为什么温度越高，布朗运动越明显？ 液体分子运动越剧烈 对布朗微粒撞击频率和强度越高 (6)布朗运动反映了什么现象？ 答案　布朗运动间接反映了液体分子永不停息的无规则运动。 在观察布朗运动时，从某微粒在A点开始计时，每隔30 s记下微粒的一个位置，得到B、C、D、E、F、G等点，然后用直线按时间顺序依次连接，得到如图所示的折线ABCDEFG。那么，微粒在75 s末时的位置一定在CD线段的中点吗？为什么？ 答案　不一定，图中折线是按时间间隔依次记录的微粒位置的连线，而不是微粒的运动轨迹，由于微粒的无规则运动，所以微粒在75 s时的位置可能在CD连线的中点，也可能不在CD连线上。 讨论交流 (1)阳光从狭缝中射入较暗的室内，透过阳光看到飞舞的尘埃，这些尘埃颗粒的运动就是布朗运动。(　　) (2)向一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高，布朗运动越剧烈。(　　) (3)布朗运动就是液体分子的无规则运动。(　　) (4)布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动。(　　) × × × × 尘埃、胡椒粉肉眼可见，布朗运动中颗粒在显微镜下才能看到 布朗运动是微粒的运动，能间接反应分子的运动 辨析 2.(多选)关于布朗运动，下列说法正确的是 A.布朗运动是分子的无规则运动 B.温度越高，布朗运动越明显 C.微粒越小，布朗运动越明显 D.布朗运动是由微粒周围的液体(或气体)分子撞击微粒作用的不平衡性 引起的 布朗运动是微粒的运动，不是分子的运动 分子运动越剧烈，对布朗微 粒撞击频率和强度越高 瞬间与微粒撞击的分子数越少，撞击作用的不平衡性越明显 √ √ √ 例题 热运动和分子动能 三 24 1.热运动 (1)定义：分子的 运动叫作热运动。 (2)影响因素： 越高，分子热运动越剧烈。 2.分子动能 (1)分子动能：由于分子不停地做无规则运动而具有的能量。 (2)分子热运动的平均动能 ①定义：大量分子热运动动能的 。 ②决定因素： 是分子热运动平均动能的标志。 无规则 温度 平均值 温度 1.物体温度升高时，物体内每个分子的动能都增大吗？为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能？ 答案　物体温度升高时，大部分分子的动能增大，个别分子的动能可能减小，也可能不变。温度是大量分子无规则热运动的集体表现，含有统计的意义，所以研究单个分子的动能没有意义，我们主要关心的是大量分子的平均动能。 讨论交流 2.有人说，物体的温度越高，组成物体分子热运动的平均动能就越大，因此物体的动能也就越大。他的说法错在哪里？ 答案　分子热运动的平均动能与宏观物体的动能无关。 3.下列关于分子热运动的叙述正确的是 A.布朗运动就是液体分子的热运动 B.温度升高时，物体内所有分子热运动的速率都增大 C.气体分子的热运动不一定比液体分子的剧烈 D.温度相同时，氢气和氧气的分子平均速率相同 √ 例题 分子的热运动 扩散现象 不同物体相互接触时彼此进入的现象 悬浮在液体/气体中的微小颗粒的无规则运动 热运动 分子动能 布朗运动 温度越高，分子热运动越剧烈 直接说明分子在永不停息地做无规则运动 间接说明分子在永不停息地做无规则运动 温度是分子平均动能的标志 分子总动能与物体的温度与所含分子数有关 由于分子运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，0 ℃时还是会发生扩散现象，故A项错误； 扩散现象是不同的物质分子相互进入对方的现象，是物理变化，故B项错误； 扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故C正确，D错误。 布朗运动是由微粒周围的液体(或气体)分子撞击微粒作用的不平衡性引起的，温度越高、微粒越小，布朗运动越明显；布朗运动是微粒的运动，不是分子的运动。故A错误，B、C、D正确。 布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的运动，能反映液体或气体分子的运动，但不是液体或气体分子的热运动，A错误； 温度升高时，物体内分子热运动的平均速率增大，但不是所有分子的速率都一定增大，B错误； 温度是分子热运动剧烈程度的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，由于气体和液体的温度高低不确定，所以气体分子的热运动不一定比液体分子的剧烈，C正确； 温度是分子平均动能的标志，温度相同时，分子的平均动能相同，但氢气分子的质量比氧气分子的质量小，故氢气和氧气的分子平均速率并不相同，D错误。 Keep thinking Lavf58.76.100 $