2024-2025學(xué)年高中物理第七章分子動(dòng)理論2分子的熱運(yùn)動(dòng)學(xué)案新人教版選修3-3

PAGE7-分子的熱運(yùn)動(dòng)一、擴(kuò)散現(xiàn)象1．定義：不同的物質(zhì)相互接觸而彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象．2．普遍性：氣體、液體和固體間都能夠發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象．3．規(guī)律：溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯．4．意義：擴(kuò)散現(xiàn)象表明，分子在永不停息地運(yùn)動(dòng)，溫度越高，分子的運(yùn)動(dòng)越激烈．(1)“墻角數(shù)枝梅，凌寒獨(dú)自開(kāi)．遙知不是雪，為有暗香來(lái)．”是北宋詩(shī)人王安石的一首喜聞樂(lè)見(jiàn)的詩(shī)歌，把我們也仿佛帶入了一個(gè)梅香撲鼻的冰雪世界．為什么王安石沒(méi)有靠近梅樹(shù)，卻能聞到梅花的香味呢？(2)將1升大米與1升小米混合，攪拌勻稱后，發(fā)覺(jué)總體積小于2升，這個(gè)現(xiàn)象是擴(kuò)散現(xiàn)象嗎？提示：(1)梅香撲鼻正是分子運(yùn)動(dòng)(擴(kuò)散現(xiàn)象)的最干脆的證據(jù)，盛開(kāi)的梅花的香氣在空中不斷地?cái)U(kuò)散，不需靠近，就能聞到梅花的香氣．(2)不是．因?yàn)閿U(kuò)散現(xiàn)象是相互接觸的物體分子彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，是指單分子行為，小米與大米混合不是分子行為．二、布朗運(yùn)動(dòng)1．定義：懸浮在液體(或氣體)中的小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫布朗運(yùn)動(dòng)．2．特點(diǎn)：(1)雜亂無(wú)章，毫無(wú)規(guī)則；(2)永不停息；(3)顆粒越小，運(yùn)動(dòng)越明顯；(4)溫度越高，運(yùn)動(dòng)越激烈．3．產(chǎn)生緣由：來(lái)自各個(gè)方向的液體分子對(duì)顆粒的撞擊作用的不平衡性引起的．4．意義：布朗運(yùn)動(dòng)雖然不是分子的運(yùn)動(dòng)，但間接反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性．在一鍋水中撒一點(diǎn)胡椒粉，加熱時(shí)發(fā)覺(jué)水中的胡椒粉在翻滾．這說(shuō)明溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈，這種說(shuō)法對(duì)嗎？提示：不對(duì)．首先，胡椒粉是較大的固體微粒，做布朗運(yùn)動(dòng)的微粒用肉眼是看不到的．其次，水中的胡椒粉在翻滾，這是由于水的對(duì)流引起的，并不是水分子撞擊的結(jié)果．三、熱運(yùn)動(dòng)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)，溫度越高，這種運(yùn)動(dòng)就越激烈，因此，把分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)．考點(diǎn)一擴(kuò)散現(xiàn)象與分子熱運(yùn)動(dòng)1．影響擴(kuò)散現(xiàn)象是否明顯的因素(1)擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，氣態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象最快最顯著，液態(tài)次之，固態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象最慢，短時(shí)間內(nèi)特別不明顯．(2)在兩種物質(zhì)肯定的前提下，擴(kuò)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(kuò)散現(xiàn)象越顯著．(3)擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生的明顯程度還受到“已進(jìn)入對(duì)方”的分子濃度的限制，當(dāng)濃度低時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象較為顯著．2．?dāng)U散現(xiàn)象的成因分析擴(kuò)散現(xiàn)象不是外界作用引起的，而是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的干脆結(jié)果，是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的宏觀反映．3．分子熱運(yùn)動(dòng)兩個(gè)特點(diǎn)的理解(1)永不停息即分子不分白天和黑夜，不分季節(jié)，恒久在運(yùn)動(dòng)．(2)無(wú)規(guī)則是指單個(gè)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)則，但大量分子運(yùn)動(dòng)又具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性，如總體上分子由濃度大的地方向濃度小的地方運(yùn)動(dòng)．1擴(kuò)散現(xiàn)象在任何狀況下都可以發(fā)生，與外界因素?zé)o關(guān)且永不停止.2當(dāng)兩部分的分子分布相同時(shí)，濃度不再變更，宏觀上擴(kuò)散停止，但分子熱運(yùn)動(dòng)并沒(méi)有停止，因此這種狀態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡.【例1】(多選)下面所列舉的現(xiàn)象，哪些能說(shuō)明分子是不斷運(yùn)動(dòng)的()A．將香水瓶蓋打開(kāi)后能聞得到香味B．汽車開(kāi)過(guò)后，馬路上塵土飛揚(yáng)C．灑在地上的水，過(guò)一段時(shí)間就干了D．懸浮在水中的花粉做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)分子用肉眼是辨別不出的，人能感覺(jué)到的只是宏觀物體和宏觀現(xiàn)象．【解析】擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都能說(shuō)明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，香水的擴(kuò)散、水分子在空氣中的擴(kuò)散以及懸浮在水中的花粉的運(yùn)動(dòng)都說(shuō)明白分子是不斷運(yùn)動(dòng)的，而塵土不是單個(gè)分子，是顆粒，塵土飛揚(yáng)是由于空氣的對(duì)流產(chǎn)生的，不能反映分子的運(yùn)動(dòng)．【答案】ACD總結(jié)提能分子處在永不停息的無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)中，分子的運(yùn)動(dòng)雖然我們看不見(jiàn)，但擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)等可以間接證明分子的熱運(yùn)動(dòng)．下列關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是(D)A．?dāng)U散現(xiàn)象只能發(fā)生在氣體與氣體間B．?dāng)U散現(xiàn)象只能發(fā)生在液體與液體間C．?dāng)U散現(xiàn)象只能發(fā)生在固體與固體間D．任何物質(zhì)間都可發(fā)生相互擴(kuò)散現(xiàn)象解析：不同物質(zhì)之間，由于分子的運(yùn)動(dòng)，總會(huì)存在著擴(kuò)散現(xiàn)象，只是存在著快慢(溫度、物體形態(tài)等因素影響)．例如，墻角放一堆煤，墻及墻內(nèi)都會(huì)變黑，所以擴(kuò)散現(xiàn)象不僅存在于氣體與氣體、液體與液體、固體與固體之間，同樣也存在于液體與固體、氣體與固體、液體與氣體之間．考點(diǎn)二布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)1．對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的三點(diǎn)相識(shí)(1)無(wú)規(guī)則性：懸浮微粒受到液體分子撞擊不平衡是形成布朗運(yùn)動(dòng)的緣由．由于液體分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，使微粒受到較強(qiáng)撞擊的方向也不確定，所以布朗運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的．(2)影響因素①微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯．懸浮微粒越小，某時(shí)刻與它相撞的分子數(shù)越少，來(lái)自各方向的撞擊力越不平衡；另外，微粒越小，其質(zhì)量也就越小，相同撞擊力下產(chǎn)生的加速度越大．因此，微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯．②溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈．溫度越高，液體分子的運(yùn)動(dòng)(平均)速率越大，對(duì)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(yùn)動(dòng)越激烈．(3)實(shí)質(zhì)：布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，而是固體微粒的運(yùn)動(dòng)．布朗運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性；布朗運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，表明液體分子的運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)．2．布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的區(qū)分與聯(lián)系【例2】關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)下列說(shuō)法正確的是()A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng)B．布朗運(yùn)動(dòng)反映了固體分子的運(yùn)動(dòng)C．布朗微粒做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的緣由是由于它受到水分子有時(shí)吸引、有時(shí)排斥的結(jié)果D．溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的小顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映．【答案】D總結(jié)提能布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的小顆粒由于液體分子撞擊不平衡引起的；顆粒越小，液體溫度越高，這種不平衡性越強(qiáng)，布朗運(yùn)動(dòng)就越顯著；布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映．(多選)下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的敘述，正確的是(AD)A．懸浮小顆粒的運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)章的B．液體的溫度越低，懸浮小顆粒的運(yùn)動(dòng)越緩慢，當(dāng)液體的溫度到0℃時(shí)，固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止C．被凍結(jié)在冰塊中的小碳粒不能做布朗運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)楸械乃肿硬贿\(yùn)動(dòng)D．做布朗運(yùn)動(dòng)的固體顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯解析：據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)知A正確，B錯(cuò)，C錯(cuò)，因?yàn)榉肿舆\(yùn)動(dòng)永不停息，不論在固體還是液體中，分子都在永不停息的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；當(dāng)顆粒越小時(shí)，各方向上的受力越易不平衡，且顆粒小，質(zhì)量小，慣性小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)簡(jiǎn)單變更，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，故D選項(xiàng)正確．常見(jiàn)誤區(qū)例析關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)理解的四個(gè)誤區(qū)誤區(qū)1：誤認(rèn)為任何物體中都可能出現(xiàn)布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生誤區(qū)的緣由是對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)和分子熱運(yùn)動(dòng)辨別不清，只有在液體或氣體(即流體)中才有可能出現(xiàn)布朗運(yùn)動(dòng)，在固體中不會(huì)出現(xiàn)布朗運(yùn)動(dòng)．誤區(qū)2：誤認(rèn)為通常看到的流體中的小顆粒的運(yùn)動(dòng)就是布朗運(yùn)動(dòng)其緣由是不知道做布朗運(yùn)動(dòng)的小顆粒是肉眼無(wú)法看到的，從宏觀角度看小顆粒特別小，數(shù)量級(jí)一般為10－6m誤區(qū)3：誤認(rèn)為小顆粒的大小與分子相當(dāng)產(chǎn)生該錯(cuò)誤相識(shí)是由于對(duì)小顆粒和分子的關(guān)系不清，其實(shí)在微觀上小顆粒特別大，它是由大量分子組成的，所以布朗運(yùn)動(dòng)不是分子運(yùn)動(dòng)，也不是懸浮顆粒內(nèi)固體分子的運(yùn)動(dòng)．誤區(qū)4：誤認(rèn)為布朗運(yùn)動(dòng)的視察記錄圖是顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡出現(xiàn)該誤區(qū)是由于不理解記錄圖與軌跡的關(guān)系，該圖是每隔相等時(shí)間記錄的顆粒所在位置的連線，不是顆粒運(yùn)動(dòng)的軌跡．【典例】在較暗的房間里，從射進(jìn)來(lái)的光束中用眼睛干脆看到懸浮在空氣中的微粒的運(yùn)動(dòng)是()A．布朗運(yùn)動(dòng)B．分子的熱運(yùn)動(dòng)C．自由落體運(yùn)動(dòng)D．氣流和重力共同作用引起的運(yùn)動(dòng)【解析】通過(guò)以下表格進(jìn)行逐項(xiàng)分析：選項(xiàng)情景與過(guò)程分析推斷A做布朗運(yùn)動(dòng)的微粒只能在光學(xué)顯微鏡下才能視察到，用肉眼無(wú)法干脆視察到×B分子的熱運(yùn)動(dòng)用肉眼和光學(xué)顯微鏡都無(wú)法干脆視察到×C微粒在空氣中運(yùn)動(dòng)，所受空氣的作用力與其重力相差不大，不滿意做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件×D微粒在空氣中受重力和空氣的作用力，并且空氣的作用力隨時(shí)變更，在兩個(gè)力的共同作用下，微粒的運(yùn)動(dòng)特別困難√【答案】D1．物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的快慢與溫度有關(guān)，在0℃時(shí)物體內(nèi)的分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是(A)A．仍舊是運(yùn)動(dòng)的 B．處于靜止?fàn)顟B(tài)C．處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài) D．大部分分子處于靜止?fàn)顟B(tài)解析：分子的運(yùn)動(dòng)雖然受溫度影響，但永不停息，A項(xiàng)正確，B、C、D錯(cuò)．2．如圖所示，把一塊鉛和一塊金的接觸面磨平磨光后緊緊壓在一起，五年后發(fā)覺(jué)金中有鉛，鉛中有金，對(duì)此現(xiàn)象說(shuō)法正確的是(B)A．屬擴(kuò)散現(xiàn)象，緣由是由于金分子和鉛分子的相互吸引B．屬擴(kuò)散現(xiàn)象，緣由是由于金分子和鉛分子的運(yùn)動(dòng)C．屬布朗運(yùn)動(dòng)，小金粒進(jìn)入鉛塊中，小鉛粒進(jìn)入金塊中D．屬布朗運(yùn)動(dòng)，由于外界壓力使小金粒、小鉛粒彼此進(jìn)入對(duì)方中解析：屬擴(kuò)散現(xiàn)象，是由于兩種不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)引起的，B對(duì)．3．我國(guó)已開(kāi)展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測(cè)工作．PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5微米的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后對(duì)人體造成危害．礦物燃料燃燒的排放是形成PM2.5的主要緣由．下列關(guān)于PM2.5的說(shuō)法中正確的是(D)A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級(jí)相當(dāng)B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)C．PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡只是由大量空氣分子對(duì)PM2.5無(wú)規(guī)則碰撞的不平衡確定的D．提倡低碳生活，削減煤和石油等燃料的運(yùn)用能有效減小PM2.5在空氣中的濃度解析：PM2.5的尺寸比空氣中氧分子的尺寸大得多，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；PM2.5是懸浮顆粒物，其在空氣中的運(yùn)動(dòng)不屬于分子熱運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡是由大量空氣分子對(duì)PM2.5無(wú)規(guī)則碰撞的不平衡和氣流的運(yùn)動(dòng)確定的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．4．首先在顯微鏡下探討懸浮在液體中的小顆?？傇诓煌５剡\(yùn)動(dòng)的科學(xué)家是英國(guó)植物學(xué)家布朗，他進(jìn)行了下面的探究：①把有生命的植物花粉懸浮在水中，視察到了花粉在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；②把保存了上百年的植物標(biāo)本微粒懸浮在水中，視察到了微粒在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；③把沒(méi)有生命的無(wú)機(jī)物粉末懸浮在水中，視察到了粉末在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；由此可說(shuō)明微小顆粒的運(yùn)動(dòng)不是生命現(xiàn)象．5．下面兩種關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法都是錯(cuò)誤的，試分析它們各錯(cuò)在哪里．(1)大風(fēng)天經(jīng)?？吹斤L(fēng)沙充滿、塵土飛揚(yáng)，這