無(wú)序中的有序

1.4無(wú)序中的有序課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解氣體分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和知道氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。2．學(xué)會(huì)用直方圖的方法說(shuō)明氣體分子的速率分布。重點(diǎn)難點(diǎn)：氣體分子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律。一、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1．通常狀況下氣體分子間的距離比較大(r＞10r0),相互之間的作用力很小，因此可以忽略氣體分子間的___________，認(rèn)為氣體分子除了相互碰撞或跟器壁碰撞外，不受____的作用，在空間自由運(yùn)動(dòng)。因此，氣體能夠充滿它所能到達(dá)的空間，沒(méi)有一定的體積和形狀。相互作用力2．氣體分子在不斷的碰撞中頻繁地改變著______和速率的大小，做著__________的運(yùn)動(dòng)。由于分子數(shù)目是大量的，分子運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)章的，所以，大量分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)是______的。方向雜亂無(wú)章均等二、無(wú)序中的有序1．伽爾頓板試驗(yàn)：小球落入某個(gè)小格完全是一個(gè)隨機(jī)的_____事件，但多次重復(fù)操作可以發(fā)現(xiàn)，槽中各小格中落入的小球數(shù)目有著一定的分布規(guī)律——始終是落入中間格子的小球數(shù)目___，兩邊格子中的小球數(shù)目____。偶然多少氣體分子跟伽爾頓板的類(lèi)比如下：伽爾頓板實(shí)驗(yàn)中的小球→氣體分子小球相互間及跟釘子的碰撞→氣體分子相互間及跟器壁的碰撞小球落入不同的小格→氣體分子獲得不同的速率。2．從伽爾頓的實(shí)驗(yàn)中可以得到啟示：對(duì)于由大量微觀粒子組成的系統(tǒng)，就其宏觀性質(zhì)而言,_________起著主導(dǎo)作用。統(tǒng)計(jì)規(guī)律三、氣體分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律1．1859年，英國(guó)著名物理學(xué)家麥克斯韋運(yùn)用_____方法，找到了氣體分子速率的分布函數(shù)，從而確定了氣體分子速率的分布規(guī)律。這個(gè)規(guī)律指出，在一定狀態(tài)下，氣體的大多數(shù)分子的速率都在某一固定數(shù)值附近，速率離開(kāi)這個(gè)數(shù)值越遠(yuǎn)，具有這種速率的分子就______，即氣體分子速率總體上是呈現(xiàn)出____________________的分布特征，很像伽爾頓板實(shí)驗(yàn)中各小格中落入小球數(shù)目的分布。統(tǒng)計(jì)越少“中間多，兩頭少”2．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(duì)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_________，便可求出這個(gè)微觀量的____________,而這個(gè)統(tǒng)計(jì)平均值正好等于該系統(tǒng)的相應(yīng)_____量。這樣，就把分子的_________跟物體的_________緊密地聯(lián)系起來(lái)了。因此，人們稱(chēng)頌麥克斯韋的統(tǒng)計(jì)方法“標(biāo)志著物理學(xué)新紀(jì)元的開(kāi)始?！狈植己瘮?shù)統(tǒng)計(jì)平均值宏觀微觀運(yùn)動(dòng)宏觀表現(xiàn)一、概括氣體分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)1．氣體分子間距離較大標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體分子間的距離約為分子直徑的10倍左右，分子間作用力非常微弱。在理想氣體的處理方法中，通常把氣體分子看成一個(gè)個(gè)小球,分子之間除相互碰撞的力外不受任何力作用，可以在空間內(nèi)自由移動(dòng)，從而充滿容器的整個(gè)空間。2．分子間碰撞頻繁在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，一個(gè)空氣分子在1s內(nèi)與其他分子碰撞竟達(dá)65億次之多，頻繁的碰撞造成了氣體分子做雜亂無(wú)章的熱運(yùn)動(dòng)，氣體分子不斷地改變運(yùn)動(dòng)方向，每個(gè)氣體分子可自由運(yùn)動(dòng)的行程極短，通常狀況下，氣體分子自由運(yùn)動(dòng)行程的數(shù)量級(jí)為10－8m。3．氣體分子速率分布規(guī)律(1)麥克斯韋速率分布規(guī)律：在一定的溫度下，不管個(gè)別分子怎樣運(yùn)動(dòng)，氣體中的大多數(shù)分子的速率都在某個(gè)數(shù)值附近，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律。(2)分布規(guī)律與溫度的關(guān)系：當(dāng)溫度升高時(shí)，“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律不變，氣體分子的速率增大，分布曲線的峰值向速率大的一方移動(dòng)。(如圖1－4－1所示)麥克斯韋速率分布規(guī)律圖1－4－1二、直方圖說(shuō)明氣體分布規(guī)律如圖：直方圖表現(xiàn)0攝氏度和100攝氏度的氧分子速率分布即時(shí)應(yīng)用

1．關(guān)于氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．由于氣體分子間距離較大，所以氣體很容易被壓縮B．氣體之所以能充滿整個(gè)空間，是因?yàn)闅怏w分子間相互作用的引力和斥力十分微弱，氣體分子可以在空間自由移動(dòng)C．由于氣體分子間的距離較大，所以氣體分子間根本不存在相互作用D．氣體分子間除相互碰撞外，幾乎無(wú)相互作用解析：選ABD。氣體分子間距離大，相互作用的引力和斥力很微弱，很容易被壓縮，能自由運(yùn)動(dòng)，A、B對(duì)。但氣體間不是沒(méi)有相互作用，C錯(cuò)，D對(duì)。

下表為0℃和100℃時(shí)氧分子的速率分布，對(duì)其理解正確的是(

)氣體分子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析A.溫度升高，每個(gè)氧分子的速率都增大B．100℃時(shí)與0℃時(shí)相比，大速率分子所占比例增加C．分子運(yùn)動(dòng)滿足統(tǒng)計(jì)規(guī)律，溫度升高，氧分子的平均速率增大D．溫度升高，分子的平均速率增大，適應(yīng)于所有物質(zhì)分子按速率大小劃分的速率區(qū)間v/m·s－10℃100℃100以下1.40.7100－2008.15.4200－30017.011.9300－40021.417.4400－50020.418.6500－60015.116.7600－7009.212.9700－8004.57.9800－9002.04.6900以上0.93.9氧分子的速率分布不同溫度下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比%?！揪v精析】分子的運(yùn)動(dòng)遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律，適應(yīng)于大量分子，對(duì)單個(gè)分子不適應(yīng)，故A錯(cuò)；溫度升高，分子平均速率增大的表現(xiàn)為大速率分子所占比例增加，故B、C正確；速率分布規(guī)律適應(yīng)于所有物質(zhì)分子，D對(duì)?！敬鸢浮?/p>

BCD【方法總結(jié)】

(1)對(duì)于大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速率，無(wú)法采用牛頓力學(xué)方法精確地予以確定，但可以用統(tǒng)計(jì)方法找出其分布規(guī)律。(2)氣體分子速率分布總體上呈現(xiàn)出“中間多,兩邊少”的正態(tài)分布