學(xué)滬科版選修33 1.4用統(tǒng)計(jì)思想解釋分子運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn) 課件（2）（14張）.ppt

1 4用統(tǒng)計(jì)的思想解釋分子運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn) 麥克斯韋的方法在物理學(xué)思想史上具有重要意義 它向人們指出 對于一個(gè)由大量微觀粒子組成的系統(tǒng) 利用統(tǒng)計(jì)方法 一旦找出某個(gè)微觀量的分布函數(shù) 便可求出這個(gè)微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值 而這個(gè)統(tǒng)計(jì)平均值正好等于該系統(tǒng)的相應(yīng)宏觀量量 這樣 就把分子的微觀運(yùn)動(dòng)跟物體的宏觀表現(xiàn)緊密地聯(lián)系起來了 用統(tǒng)計(jì)思想解釋分子運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn) 一 溫度的微觀解釋 溫度的高低由物質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)情況所決定 由于分子在運(yùn)動(dòng) 分子也具有動(dòng)能 叫做分子動(dòng)能 所有分子動(dòng)能的平均值叫做分子的平均動(dòng)能 理論研究表明 溫度的高低與一個(gè)熱學(xué)系統(tǒng)內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能有關(guān) 溫度升高 系統(tǒng)內(nèi)分子的平均動(dòng)能增加 溫度降低 系統(tǒng)內(nèi)分子的平均動(dòng)能減少 因此 從分子的尺度來看 系統(tǒng)內(nèi)分子的微觀運(yùn)動(dòng)決定著系統(tǒng)宏觀的溫度 1 溫度是系統(tǒng)內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志 一 溫度的微觀解釋 2 幾點(diǎn)說明 只要溫度相同 就說明分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能相同 與物質(zhì)無關(guān) 分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能相同 但分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率不一定相同 取決于不同的物質(zhì) 溫度升高時(shí) 物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能一定增大 但并不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大 同理 溫度降低 分子的平均動(dòng)能一定減少 但并不是每個(gè)分子的動(dòng)能都會(huì)減少 溫度是組成物質(zhì)的大量分子的熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn) 他只具有統(tǒng)計(jì)的意義 對單個(gè)分子而言 溫度是沒有意義的 系統(tǒng)內(nèi)分子的平均動(dòng)能與系統(tǒng)整體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)無關(guān) 討論與思考 初中物理中 把溫度定義為 物體冷熱的程度 現(xiàn)在我們把溫度定義為 系統(tǒng)內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志 請比較這兩種定義的聯(lián)系和區(qū)別 溫度在宏觀上體現(xiàn)為物體的冷熱程度 由于受熱傳導(dǎo)等因素的影響 這個(gè)定義有一定的主觀意識 把溫度定義為 物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志 能客觀地反映不同溫度物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度 并能在理論上給出精確的量度關(guān)系 典例1 當(dāng)物體的溫度升高時(shí) 下列說法中正確的是a 每個(gè)分子的溫度都升高b 每個(gè)分子的熱運(yùn)動(dòng)都加劇c 每個(gè)分子的動(dòng)能都增大d 物體分子的平均動(dòng)能增大 思路點(diǎn)撥 解答本題時(shí)應(yīng)把握以下三點(diǎn) d 二 氣體壓強(qiáng)的微觀解釋 回顧 大氣壓強(qiáng)與液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因 由于大氣層 或液體 受到重力 而對浸在其中的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng) 在 大氣海洋 底層的物體 受到的大氣壓強(qiáng) 為什么會(huì)跟地面附近一小瓶氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)一樣呢 設(shè)問 要回答這個(gè)問題 必須從氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因和決定氣體壓強(qiáng)大小的因數(shù)上去尋找 1 氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因 二 氣體壓強(qiáng)的微觀解釋 1 實(shí)驗(yàn)探究 把氣體分子看成一群彈性小球 分子撞擊器壁的運(yùn)動(dòng)就像乒乓球?qū)?jiān)硬墻壁的碰撞 每次撞擊都會(huì)對器壁產(chǎn)生一定的壓力 雖然單個(gè)分子碰撞器壁的沖力是短暫的 但大量分子頻繁的碰撞 會(huì)對器壁形成一個(gè)持續(xù)穩(wěn)定的壓力 從而產(chǎn)生壓強(qiáng) 2 結(jié)論 從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看 氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力 2 決定氣體壓強(qiáng)大小的因數(shù) 二 氣體壓強(qiáng)的微觀解釋 2 決定氣體壓強(qiáng)大小的因數(shù) 二 氣體壓強(qiáng)的微觀解釋 3 幾點(diǎn)說明 氣體壓強(qiáng)是大量氣體分子集體行為的反映 它同樣具有統(tǒng)計(jì)的意義 對單個(gè)分子無意義 氣體分子做的是無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 因此在任何時(shí)刻分子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的概率都相等 反映在宏觀上 就是容器中各處氣體壓強(qiáng)的大小都相等 典例2 對一定量的氣體 若用n表示單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù) 則a 當(dāng)體積減小時(shí) n必定增加b 當(dāng)溫度升高時(shí) n必定增加c 當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時(shí) n必定變化d 當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時(shí) n可能不變 思路點(diǎn)撥 解答本題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn) 自主解答 選c 單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積相碰的分子數(shù)n既與分子密度有關(guān) 還與分子的平均速率有關(guān) 當(dāng)氣體體積減小時(shí) 分子密度增加 但若溫度很低 分子平均速率很小 n也不一定增加 a錯(cuò) 當(dāng)溫度升高時(shí) 分子的平均速率增大 但若體積增大 分子密度減小 n也不一定增加 b錯(cuò) 當(dāng)氣體壓強(qiáng)不變 則器壁單位面積受到的壓力不變 由于溫度變化 每個(gè)分子對器壁的沖力變化 n只有變