高中物理人教版3第七章分子動理論2分子的熱運動 第7章

2分子的熱運動學(xué)習(xí)目標(biāo)知識脈絡(luò)1.知道擴散現(xiàn)象是由于分子的熱運動產(chǎn)生的．(重點)2．知道什么是布朗運動，理解布朗運動產(chǎn)生的原因．(重點)3．通過對布朗運動產(chǎn)生原因的分析，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力．(重點、難點)4．知道什么是分子的熱運動，理解分子熱運動與溫度的關(guān)系．(難點)擴散現(xiàn)象eq\a\vs4\al([先填空])1．?dāng)U散現(xiàn)象：不同物質(zhì)能夠彼此進入對方的現(xiàn)象．2．產(chǎn)生原因：由物質(zhì)分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的．3．發(fā)生環(huán)境：物質(zhì)處于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)時，都能發(fā)生擴散現(xiàn)象．4．意義：證明了物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運動．5．規(guī)律：溫度越高，擴散現(xiàn)象越明顯．6．應(yīng)用：在高溫條件下通過分子的擴散在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素來生產(chǎn)半導(dǎo)體器件．eq\a\vs4\al([再判斷])1．在一杯開水中放上點糖，整杯水變甜了，是擴散的原因．(√)2．冷水和熱水都能使紅墨水?dāng)U散，說明擴散快慢與溫度無關(guān)．(×)3．?dāng)U散現(xiàn)象是物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運動的證明．(√)eq\a\vs4\al([后思考])1．?dāng)U散現(xiàn)象是否是由對流和重力引起的？【提示】擴散現(xiàn)象不是由對流和重力引起的，是由分子的無規(guī)則運動引起的．2．把一碗小米倒入一袋玉米中，小米進入玉米的間隙中，這一現(xiàn)象是否屬于擴散現(xiàn)象？【提示】擴散現(xiàn)象是指由于分子的無規(guī)則運動，不同物質(zhì)的分子彼此進入對方的現(xiàn)象．上述現(xiàn)象中不是分子運動的結(jié)果，而是兩種物質(zhì)的混合，所以不屬于擴散現(xiàn)象．eq\a\vs4\al([核心點擊])1．影響擴散現(xiàn)象明顯程度的因素(1)物態(tài)①氣態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象最快、最顯著．②固態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象最慢，短時間內(nèi)非常不明顯．③液態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象明顯程度介于氣態(tài)與固態(tài)之間．(2)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(guān)，溫度越高，擴散現(xiàn)象越顯著．(3)濃度差：兩種物質(zhì)的濃度差越大，擴散現(xiàn)象越顯著．2．分子運動的兩個特點(1)永不停息：不分季節(jié)，也不分白天和黑夜，分子每時每刻都在運動．(2)無規(guī)則：單個分子的運動無規(guī)則，但大量分子的運動又具有規(guī)律性，總體上分子由濃度大的地方向濃度小的地方運動．1．如圖7-2-1所示，一個裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮氣體的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開，當(dāng)抽去玻璃板后所發(fā)生的現(xiàn)象，(已知二氧化氮的密度比空氣密度大)下列說法不正確的是()圖7-2-1A．當(dāng)過一段時間可以發(fā)現(xiàn)上面瓶中的氣體也變成了淡紅棕色B．由于二氧化氮密度較大，不會跑到上面的瓶中，所以上面瓶不會出現(xiàn)淡紅棕色C．由于下面二氧化氮的摩爾質(zhì)量大于上面空氣的平均摩爾質(zhì)量，二氧化氮不會跑到上面的瓶中，所以上面瓶不會出現(xiàn)淡紅棕色D．上面的空氣由于重力作用會到下面的瓶中，于是將下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以會發(fā)現(xiàn)上面瓶中的瓶口處顯淡紅棕色，但在瓶底處不會出現(xiàn)淡紅綜色E．由于氣體分子在運動著，所以上面的空氣會運動到下面的瓶中，下面的二氧化氮也會自發(fā)地運動到上面的瓶中，所以最后上下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致【解析】因為分子運動是永不停息的，所以相互接觸的兩種物質(zhì)分子會彼此進入對方，也就是擴散，最終空氣和二氧化氮分子均勻混合，整體是淡紅棕色．【答案】BCD2．?dāng)U散現(xiàn)象說明了()A．物質(zhì)是由大量分子組成的B．物質(zhì)內(nèi)部分子間存在著相互作用力C．分子間存在著空隙D．分子在做無規(guī)則的運動E．其原因是分子的無規(guī)則運動【解析】擴散現(xiàn)象是一種物質(zhì)的分子進入另一種物質(zhì)內(nèi)部的現(xiàn)象，因而說明了分子間存在著空隙；擴散現(xiàn)象不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的．【答案】CDE3．下列四種現(xiàn)象中，屬于擴散現(xiàn)象的有()A．雨后的天空中懸浮著很多的小水滴B．海綿吸水C．在一杯開水中放幾粒鹽，整杯水很快就會變咸D．把一塊煤貼在白墻上，幾年后鏟下煤后發(fā)現(xiàn)墻中有煤E．春天在公園里散步，隨處都能聞到花香味【解析】擴散現(xiàn)象是指兩種不同的分子互相滲透到對方中去的現(xiàn)象，它是由分子運動引起的．天空中的小水滴不是分子，小水滴是由大量水分子組成的，這里小水滴懸浮于空氣中并非分子運動所為，故A項不對．同樣海綿吸水也不是分子運動的結(jié)果，故B項也不對．而整杯水變咸是鹽分子滲透到水分子之間所致，墻中有煤也是煤分子滲透的結(jié)果，春天各種花的芳香分子擴散到空氣中傳得很遠，故C、D、E項正確．【答案】CDE擴散現(xiàn)象不是外界作用引起的，而是分子無規(guī)則運動的直接結(jié)果，是分子無規(guī)則運動的宏觀反映.布朗運動eq\a\vs4\al([先填空])1．概念：是懸浮在液體(或氣體)中的微粒不停地做無規(guī)則運動．2．產(chǎn)生的原因：大量液體(氣體)分子對懸浮微粒撞擊的不平衡造成的．3．布朗運動的特點：永不停息、無規(guī)則．4．影響因素：微粒越小，布朗運動越明顯，溫度越高，布朗運動越激烈．5．意義：布朗運動間接地反映了液體(氣體)分子運動的無規(guī)則性．eq\a\vs4\al([再判斷])1．懸浮微粒的無規(guī)則運動是布朗運動．(√)2．微粒越小，溫度越高，布朗運動越激烈．(√)3．布朗運動直接證明了液體分子的無規(guī)則運動．(×)eq\a\vs4\al([后思考])1．冬天，一縷陽光射入教室內(nèi)，我們看到教室內(nèi)塵埃上下流動是布朗運動嗎？將布朗運動的裝置由實驗室移到運動的電梯內(nèi)，小顆粒的運動是否更明顯？【提示】做布朗運動的顆粒直徑大約在10－6m左右，人直接用肉眼是看不見的，需借助顯微鏡觀察，所以教室內(nèi)看到塵埃的運動不是布朗運動．布朗運動是液體分子無規(guī)則運動撞擊懸浮顆粒引起的，運動的激烈程度只與溫度和顆粒大小有關(guān)，與外界其他因素如實驗裝置是否移動無關(guān)．2．為什么顆粒越小，布朗運動越明顯？【提示】對于這個問題的解答可以從兩方面進行：一是從布朗運動產(chǎn)生的微觀原因來說，顆粒越小，受到液體分子撞擊的不平衡性越明顯；二是從慣性的角度來說，質(zhì)量越小，慣性越小，運動狀態(tài)越容易改變，布朗運動越明顯．顆粒越小eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\x(\a\al(每一瞬間受到液體,分子撞擊的數(shù)目少))→\x(\a\al(受力極易,不平衡)),\x(質(zhì)量小，慣性小)→\x(運動狀態(tài)極易改變)))eq\a\vs4\al([核心點擊])1．無規(guī)則性懸浮微粒受到液體分子在各個方向上撞擊的不平衡是形成布朗運動的原因．由于液體分子的運動是無規(guī)則的，使微粒受到較強撞擊的方向也不確定，所以布朗運動是無規(guī)則的．2．影響因素(1)微粒越小，布朗運動越明顯：懸浮微粒越小，某時刻與它相撞的分子數(shù)越少，來自各方向的沖擊力越不易平衡；另外微粒越小，其質(zhì)量也就越小，相同沖擊力下產(chǎn)生的加速度越大．因此，微粒越小，布朗運動越明顯．(2)溫度越高，布朗運動越激烈：溫度越高，液體分子的運動(平均)速率越大，對懸浮于其中的微粒的撞擊作用也越大，產(chǎn)生的加速度也越大，因此溫度越高，布朗運動越激烈．3．實質(zhì)布朗運動不是分子的運動，而是固體微粒的運動．布朗運動的無規(guī)則性反映了液體分子運動的無規(guī)則性；布朗運動與溫度有關(guān)，表明液體分子運動的激烈程度與溫度有關(guān)．4．用顯微鏡觀察懸浮在液體中的花粉的運動，下面的哪些說法與觀察到的結(jié)果相符()A．花粉在不停地做無規(guī)則運動，這就是所說的布朗運動B．制成的懸浮液體靜置的時間越長，花粉微粒的運動越微弱C．花粉的顆粒越大，運動越明顯D．環(huán)境的溫度越高，花粉的運動越明顯E．跟蹤某個具體的花粉顆粒，它的運動總是沒有規(guī)則【解析】布朗運動總是無規(guī)則運動，無論靜置多久都是如此．懸浮微粒越小，溫度越高，無規(guī)則運動越明顯．【答案】ADE5．下列關(guān)于布朗運動的敘述，正確的是()A．懸浮小顆粒的運動是雜亂無章的B．液體的溫度越低，懸浮小顆粒的運動越緩慢．當(dāng)液體的溫度降到零攝氏度時，固體小顆粒的運動就會停止C．被凍結(jié)的冰塊中的小炭粒不能做布朗運動，是因為在固體中不能發(fā)生布朗運動D．做布朗運動的固體顆粒越小，布朗運動越明顯E．因為布朗運動的激烈程度跟溫度有關(guān)，所以布朗運動也叫熱運動【解析】布朗運動的特征之一就是無規(guī)則性，故A對；布朗運動只能發(fā)生在液體或氣體中，在固體中不能發(fā)生，并不是因為固體分子不運動，任何物質(zhì)的分子都在永不停息地運動；布朗運動的劇烈程度與溫度有關(guān)，當(dāng)溫度越低時，布朗運動越不明顯，但不會停止，故B錯，C對；布朗運動的明顯程度受顆粒大小的影響，顆粒越小，受力越不容易平衡，運動越劇烈，故D對；熱運動是分子的無規(guī)則運動，由于布朗運動不是分子的運動，所以不能說布朗運動是熱運動，E錯．【答案】ACD6．如圖7-2-2所示是做布朗運動的小顆粒的運動路線記錄的放大圖，以小顆粒在A點開始計時，每隔30s記下小顆粒的一個位置，得到B、C、D、E、F、G等點，則小顆粒在經(jīng)75s末時的位置，以下敘述中正確的是()圖7-2-2A．一定在CD連線的中點B．一定不在CD連線的中點C．可能在CD連線靠近C的位置D．可能在CD連線上，但不一定是CD連線的中點E．可能在CD連線以外的某點上【解析】布朗運動是無規(guī)則的運動，從顆粒運動到A點計時，每隔30s，記下顆粒的一個位置，其連線并不是小顆粒運動的軌跡，所以在75s末時，其所在位置不能在圖中確定，故選C、D、E.【答案】CDE對布朗運動認(rèn)識的誤區(qū)1．誤認(rèn)為布朗運動是液體分子的運動．布朗運動是液體分子做無規(guī)則運動的反映．2．誤認(rèn)為布朗運動是固體顆粒分子的運動.它是固體小顆粒的運動．3．誤認(rèn)為固體小顆粒的體積越大，液體分子對它的撞擊越多，布朗運動就越顯著．其實顆粒越小，布朗運動越顯著．4．大風(fēng)天常?？吹斤L(fēng)沙彌漫、塵土飛揚，誤認(rèn)為這就是布朗運動.能用肉眼看到的顆粒的運動不是布朗運動．熱運動eq\a\vs4\al([先填空])1．定義：分子永不停息的無規(guī)則運動．2．宏觀表現(xiàn)：擴散現(xiàn)象和布朗運動．3．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．eq\a\vs4\al([再判斷])1．微粒做布朗運動，充分說明了微粒內(nèi)部分子是永不停息地做無規(guī)則運動的．(×)2．布朗運動和擴散現(xiàn)象都是分子的熱運動．(×)3．熱運動是指物體內(nèi)大量分子做無規(guī)則運動．(√)eq\a\vs4\al([后思考])1．為什么把分子運動叫熱運動？【提示】實驗事實證明，分子的無規(guī)則運動與溫度有關(guān)，溫度越高，分子運動得越激烈．因此，我們把分子的運動叫做熱運動．2．溫度降低，擴散現(xiàn)象會因此停止嗎？為什么？【提示】不會．因為分子的熱運動是永不停息的，所以擴散現(xiàn)象不會因此停止．eq\a\vs4\al([核心點擊])1．熱運動：把分子永不停息的無規(guī)則運動叫做熱運動．2．熱運動的宏觀表現(xiàn)：擴散現(xiàn)象和布朗運動．3．布朗運動和熱運動的比較布朗運動熱運動區(qū)別運動對象是固體顆粒，顆粒越小，布朗運動越明顯運動對象是分子，任何物體的分子都做無規(guī)則運動相同點①無規(guī)則運動②永不停息③與溫度有關(guān)聯(lián)系周圍液體(或氣體)分子的熱運動是布朗運動產(chǎn)生的原因，布朗運動是熱運動的宏觀表現(xiàn)7．關(guān)于布朗運動和擴散現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．布朗運動和擴散現(xiàn)象都能在氣體、液體和固體中發(fā)生B．布朗運動和擴散現(xiàn)象都是分子的運動C．布朗運動是微粒運動D．布朗運動和擴散現(xiàn)象都是溫度越高越明顯E．布朗運動和擴散現(xiàn)象都是永不停息的【解析】布朗運動與擴散現(xiàn)象條件不一樣：布朗運動只能在氣體、液體中發(fā)生，而擴散現(xiàn)象可以在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間發(fā)生，故A錯．布朗運動是微粒運動而不是分子的運動，故B錯．布朗運動與擴散現(xiàn)象的共同點是兩者都是永不停息的，并且溫度越高越明顯，故C、D、E正確．【答案】CDE8．關(guān)于擴散現(xiàn)象和布朗運動，下列說法正確的是()A．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動都是分子的無規(guī)則運動B．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動沒有本質(zhì)的區(qū)別C．?dāng)U散現(xiàn)象宏觀上可以停止，但微觀上分子無規(guī)則運動依然存在D．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動都與溫度有關(guān)E．布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映【解析】擴散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則熱運動而導(dǎo)致的物質(zhì)的群體遷移，當(dāng)物質(zhì)在某一能到達的空間內(nèi)達到均勻分布時，這種宏觀的遷移現(xiàn)象就結(jié)束了，但分子的無規(guī)則運動依然存在．布朗運動是由于分子對懸浮微粒的不均勻撞擊所致，它不會停止，這兩種現(xiàn)象都與溫度有關(guān)，溫度越高，現(xiàn)象越明顯；布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映．【答案】CDE9．關(guān)于懸浮在液體中的固體顆粒的布朗運動，下面說法中不正確的是()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(guān)，所以布朗運動也可以叫做熱運動E．布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋☆w粒撞擊作用的不平衡引起的【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體，布朗運動是這千萬個分子團體的一致行動，不能看做是分子的運動