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1、2分子的熱運動1.了解擴散現(xiàn)象是由于分子的熱運動產(chǎn)生的。2.通過實驗知道什么是布朗運動,理解布朗運動產(chǎn)生的原因。3.知道什么是熱運動以及決定熱運動激烈程度的因素。一二一、擴散現(xiàn)象1.定義:不同的物質(zhì)能夠彼此進入對方的現(xiàn)象叫作擴散。2.特點:(1)從濃度大處向濃度小處擴散。(2)擴散快慢與物質(zhì)的狀態(tài)有關,與物質(zhì)的溫度有關,溫度越高,擴散現(xiàn)象越明顯。3.產(chǎn)生原因:是由物質(zhì)分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的。4.意義:直接證明物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運動。5.應用:在高溫條件下,通過分子的擴散在純凈半導體中摻入其他元素,生產(chǎn)各種半導體器件。三一二一碗小米倒入一碗大米中,小米進入大米的間隙之中是否屬于擴散現(xiàn)象?
2、提示:不是。擴散現(xiàn)象是不同物質(zhì)的分子彼此進入對方的現(xiàn)象,而小米和大米都不是分子。三一二二、布朗運動1.定義:懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無規(guī)則運動叫作布朗運動。它首先是由英國植物學家布朗發(fā)現(xiàn)的。2.產(chǎn)生原因:大量液體(或氣體)分子對懸浮微粒撞擊作用的不平衡性造成的。3.運動特點:(1)永不停息;(2)無規(guī)則。4.影響因素:微粒的大小和溫度的高低。微粒越小,溫度越高,布朗運動就越激烈。5.意義:布朗運動雖然不是分子的運動,但它間接反映了液體(或氣體)分子運動的無規(guī)則性。三一二冬天,當一縷陽光射入教室時,常?？梢钥吹疥柟庀掠袘腋≡诳諝庵械膲m埃在做無規(guī)則運動。這些塵埃的運動是布朗運動嗎?為什么?提
3、示:不是。首先,能用肉眼直接觀察到的運動肯定不是布朗運動;其次,從布朗運動產(chǎn)生的原因上來考慮,肉眼看到的塵埃比較大,某時刻由于分子的運動而對它向各個方向的撞擊幾乎平衡抵消。也就是說,塵埃的運動不是由空氣分子對它的撞擊引起的,而是由氣流的流動、重力作用等因素引起的,因此塵埃的運動不屬于布朗運動。三一三二三、熱運動1.定義:我們把分子永不停息的無規(guī)則運動叫作熱運動。2.特點:(1)永不停息;(2)運動無規(guī)則;(3)溫度越高,分子的熱運動越激烈。3.宏觀表現(xiàn):布朗運動和擴散現(xiàn)象。一、對擴散現(xiàn)象的理解1.影響因素(1)雙方的物態(tài):物質(zhì)處于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)時均能發(fā)生擴散現(xiàn)象,只是氣態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象最快、
4、最顯著,液態(tài)次之,而固態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象最慢,短時間內(nèi)非常不明顯。(2)雙方的溫度:在兩種物質(zhì)一定的前提下,擴散現(xiàn)象發(fā)生的明顯程度與物質(zhì)的溫度有關,溫度越高,擴散現(xiàn)象越顯著。(3)雙方的濃度差:擴散現(xiàn)象發(fā)生的明顯程度還受到“已進入對方”的分子濃度的限制,當進入對方的分子濃度較低時,擴散現(xiàn)象較為顯著。2.成因分析擴散現(xiàn)象不是外界作用(例如對流、重力作用等)引起的,也不是化學反應的結果,而是分子無規(guī)則運動的直接結果,是分子無規(guī)則運動的宏觀表現(xiàn)。溫馨提示(1)擴散現(xiàn)象在任何情況下都可以發(fā)生,與外界因素無關。(2)當兩部分的分子分布濃度相同時,濃度不再變化,宏觀上擴散停止,但分子運動并沒有停止,因此這種
5、狀態(tài)是一種動態(tài)平衡。二、對布朗運動的理解1.感悟布朗運動的條件布朗運動的對象是布朗微粒,它必須是足夠微小的顆粒,如果是大顆粒,則其周圍來自各個方向的許多分子對它的撞擊很容易平衡。布朗運動研究的顆粒的直徑數(shù)量級在10-710-6 m之間,人的肉眼是看不到的,只能借助顯微鏡觀察。例如,人能用眼睛觀察到的灰塵顆粒并不能發(fā)生明顯的布朗運動。2.明確布朗運動的主體布朗運動的主體是布朗微粒,不是分子,布朗微粒雖小,但它又比分子大許多倍(分子直徑的數(shù)量級為10-10 m,因此布朗微粒中包含大量的分子,約為1021個),在顯微鏡(普通顯微鏡)下是觀察不到分子的,所以布朗運動不是分子運動,但卻是分子運動的間接反
6、映。3.了解布朗運動產(chǎn)生的原因懸浮在液體中的固體小顆粒會受到來自各個方向液體分子的撞擊,當顆粒較大時,各方向與小顆粒撞擊的分子數(shù)都很多,各方向作用力趨于平衡,布朗運動難以發(fā)生或不明顯,當顆粒較小時,各方向與小顆粒撞擊的分子數(shù)都很少,數(shù)目的差異、作用的強弱、作用的先后等因素的影響使得各個方向的作用力很難達到平衡,再由于顆粒質(zhì)量小、慣性小,運動狀態(tài)容易改變,所以布朗運動比較明顯?？傊?顆粒越小,某一瞬間來自各個方向的作用力越不易達到平衡,布朗運動越明顯;另一方面,液體分子溫度越高,分子運動越劇烈,液體分子碰撞固體小顆粒時這種不平衡的作用力更突出,布朗運動也越明顯。溫馨提示布朗微粒的運動軌跡是無規(guī)則
7、的,它在下一個時刻向哪個方向運動是不確定的,也是不可預測的。溫馨提示布朗運動只能在氣體、液體中發(fā)生,擴散現(xiàn)象可以發(fā)生在固體、液體、氣體中任何兩種物質(zhì)之間。四、對熱運動的理解1.所謂分子的“無規(guī)則運動”,是指由于分子之間的相互碰撞,每個分子的運動速度無論是方向還是大小都在不斷地變化。標準狀況下,一個空氣分子在1 s內(nèi)與其他空氣分子的碰撞高達65億次,所以大量分子的運動是十分混亂的,也就是說是無規(guī)則的。注意:不能把布朗運動叫作熱運動。2.熱運動是對大量分子而言的,對個別分子無意義。3.分子熱運動的劇烈程度雖然受到溫度影響,溫度高運動快,溫度低運動慢,但分子的運動永遠不會停息。類型一類型二類型三類型
8、一類型二類型三解析:此圖畫出的是每隔30 s觀察到的花粉微粒的位置用直線依次連接起來的圖線,實際上在兩位置間的短短30 s內(nèi),微粒的運動仍是極其復雜和無規(guī)則的,并非沿著兩位置的連線運動。因此,圖示折線并不是花粉微粒的運動軌跡,更不是水分子的運動軌跡,這是因為花粉微粒每秒受到約1021次液體分子的碰撞,微粒運動的路線是在許許多多液體分子撞擊下的平均效果的體現(xiàn)。答案:不是不是類型一類型二類型三題后反思布朗運動中微粒的運動是“無規(guī)則”的,即實驗中不同時刻微粒位置的連線并非其運動軌跡,而是人為畫出的,這是理解該實驗非常關鍵的一點。觸類旁通類型一類型二類型三在觀察布朗運動時,從微粒在A點開始計時,每隔3
9、0 s記下微粒的一個位置,得B、C、D、E、F、G等點,然后用線段依次連接,如圖所示,則微粒在75 s末時的位置()A.一定在CD的中點B.在CD的連線上,但不一定在CD的中點C.一定不在CD連線的中點D.可能在CD連線以外的某一點答案:D類型一類型二類型三對布朗運動的理解【例2】 關于懸浮在液體中的固體微粒的布朗運動,下列說法正確的是()A.小顆粒的無規(guī)則運動就是分子的運動B.小顆粒的無規(guī)則運動是固體顆粒分子無規(guī)則運動的反映C.小顆粒的無規(guī)則運動是液體分子無規(guī)則運動的反映D.因為布朗運動的劇烈程度跟溫度有關,所以布朗運動也可以叫作熱運動點撥:弄清布朗運動的實質(zhì)、意義及它與熱運動的關系是分析問
10、題的關鍵。類型一類型二類型三解析:懸浮在液體中的固體顆粒雖然很小,需要用顯微鏡來觀察,但它并不是固體分子,而是千萬個固體分子組成的分子團,布朗運動是這千萬個分子的一致行動,不能看作分子的運動。產(chǎn)生布朗運動的原因是固體微粒受到周圍液體分子的撞擊,由于液體分子運動的無規(guī)則性,固體微粒受到撞擊力的合力也是無規(guī)則的,因此固體微粒的運動也是無規(guī)則的。組成微粒的固體分子既有各自特有的無規(guī)則運動,又有我們通過顯微鏡看到的分子團的布朗運動?？梢?小顆粒的無規(guī)則運動不能證明固體微粒分子做無規(guī)則運動,而只能說明液體分子在做無規(guī)則運動。熱運動是指分子的無規(guī)則運動,由于布朗運動不是分子的運動,因此不能說布朗運動是熱運
11、動。答案:C類型一類型二類型三題后反思1.布朗運動是懸浮顆粒的無規(guī)則運動,它不是液體分子的無規(guī)則運動,更不是懸浮顆粒內(nèi)分子的無規(guī)則運動。2.布朗運動不是分子的運動,但它是液體分子無規(guī)則運動的反映。類型一類型二類型三對分子熱運動的理解【例3】 下列說法正確的是()A.熱的物體中的分子有熱運動,冷的物體中的分子無熱運動B.氣體分子有熱運動,固體分子無熱運動C.高溫物體的分子熱運動比低溫物體的分子熱運動激烈D.運動物體中的分子熱運動比靜止物體中的分子熱運動激烈點撥:熱運動是指大量分子的無規(guī)則運動,而不是受熱后物體分子的運動,它有兩個特點:一是永不停息,二是劇烈程度與溫度有關。解析:不論物體處于何種狀態(tài)以及溫度高低,分子都在不停地做無規(guī)則運動,只是劇烈程度與溫度有關,而與宏觀物體的運動無關。答案:C類型一類型二類型三題后反思分子熱運動的“熱”字,應該賦予其兩層含義:(1)指分子的無規(guī)則運動,不是宏觀物體的機械運動;(2)溫度越高,分子運動越激烈,與何種分子無關。
高中物理 第七章 分子動理論 2 分子的熱運動課件 新人教版選修33
