1.5用统计思想解释分子运动的宏观表现课件.ppt

1、麦克斯韦的方法在物理学思想史上具有重要意义，它向人们指出，对于一个由大量微观粒子组成的系统，利用统计方法，一旦找出某个微观量的分布函数，便可求出这个微观量的统计平均值,而这个统计平均值正好等于该系统的相应宏观量量.这样，就把分子的微观运动跟物体的宏观表现紧密地联系起来了 用统计思想解释分子运动的宏观表现用统计思想解释分子运动的宏观表现一、温度的微观解释一、温度的微观解释温度的高低由物质分子的运动情况所决定。由于分子在运动，分子也具有动能，叫做分子动能。所有分子动能的平均值叫做分子的平均动能 理论研究表明，温度的高低与一个热学系统内所有分子热运动的平均动能有关。温度升高，系统内分子的平均动能增加

2、；温度降低，系统内分子的平均动能减少。因此，从分子的尺度来看，系统内分子的微观运动决定着系统宏观的温度 1、温度温度是系统内所有分子热运动的是系统内所有分子热运动的平均动能平均动能的的标志标志。一、温度的微观解释一、温度的微观解释2、几点说明、几点说明 只要只要温度相同温度相同，就说明，就说明分子热运动的平均分子热运动的平均动能相同动能相同，与物质无关。，与物质无关。分子热运动的分子热运动的平均动能相同平均动能相同，但分子热运动，但分子热运动的的平均速率不一定相同平均速率不一定相同，取决于不同的物质。，取决于不同的物质。温度升高时，物体内分子的平均动能一定增温度升高时，物体内分子的平均动能一定

3、增大，大，但并不是每个分子的动能都增大但并不是每个分子的动能都增大,同理，同理，温温度降低，分子的平均动能一定减少度降低，分子的平均动能一定减少，但并不是，但并不是每个分子的动能都会减少每个分子的动能都会减少温度温度是组成物质的大量分子的热运动的集体是组成物质的大量分子的热运动的集体表现，他表现，他只具有统计的意义只具有统计的意义，对，对单个分子单个分子而言，而言，温度是没有意义的温度是没有意义的。系统内系统内分子的平均动能分子的平均动能与系统整体的与系统整体的机械运机械运动无关动无关。讨论与思考：讨论与思考： 初中物理中，把温度定义为初中物理中，把温度定义为“物体冷热的程物体冷热的程度度”，

4、现在我们把温度定义为，现在我们把温度定义为“系统内所有系统内所有分子热运动的平均动能的标志分子热运动的平均动能的标志”，请比较这，请比较这两种定义的联系和区别。两种定义的联系和区别。温度在宏观上体现为物体的冷热程度，由于受热传导等因素的影响，这个定义有一定的主观意识把温度定义为“物体内所有分子热运动平均动能的标志”，能客观地反映不同温度物体内分子运动的剧烈程度，并能在理论上给出精确的量度关系 【典例【典例1 1】当物体的温度升高时】当物体的温度升高时, ,下列说法中正确的是下列说法中正确的是A.A.每个分子的温度都升高每个分子的温度都升高B.B.每个分子的热运动都加剧每个分子的热运动都加剧C.

5、C.每个分子的动能都增大每个分子的动能都增大D.D.物体分子的平均动能增大物体分子的平均动能增大【思路点拨】【思路点拨】解答本题时应把握以下三点：解答本题时应把握以下三点：D二、气体压强的微观解释二、气体压强的微观解释回顾：回顾： 大气压强与液体压强产生的原因。大气压强与液体压强产生的原因。 由于大气层（或液体）受到重力，而由于大气层（或液体）受到重力，而对浸在其中的物体产生的压强对浸在其中的物体产生的压强在在“大气海洋大气海洋”底层的物体，受到的大气压底层的物体，受到的大气压强，为什么会跟地面附近一小瓶气体产生的强，为什么会跟地面附近一小瓶气体产生的压强一样呢？压强一样呢？设问：设问：要回答

6、这个问题，必须从气体压强产生的原因和决要回答这个问题，必须从气体压强产生的原因和决定气体压强大小的因数上去寻找。定气体压强大小的因数上去寻找。1、气体压强产生的原因：、气体压强产生的原因： 二、气体压强的微观解释二、气体压强的微观解释（1）实验探究：）实验探究：把气体分子看成一群弹性小球，分子把气体分子看成一群弹性小球，分子撞击器壁的运动就像乒乓球对坚硬墙撞击器壁的运动就像乒乓球对坚硬墙壁的碰撞，每次撞击都会对器壁产生壁的碰撞，每次撞击都会对器壁产生一定的压力。虽然单个分子碰撞器壁一定的压力。虽然单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但大量分子频繁的的冲力是短暂的，但大量分子频繁的碰撞，会对器壁形成

7、一个持续稳定的碰撞，会对器壁形成一个持续稳定的压力。从而产生压强。压力。从而产生压强。（2）结论：从分子动理论的观点来看，）结论：从分子动理论的观点来看，气体气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力上的平均作用力2、决定气体压强大小的因数、决定气体压强大小的因数二、气体压强的微观解释二、气体压强的微观解释2、决定气体压强大小的因数、决定气体压强大小的因数二、气体压强的微观解释二、气体压强的微观解释3、几点说明、几点说明:气体压强是大量气体分子集体行为的反映，它同气体压强是大量气体分子集体行为的反映，它同样具有样具有统计统计的意义，对的意

8、义，对单个分子无意义单个分子无意义。气体分子做的是无规则运动，因此在任何时刻分子气体分子做的是无规则运动，因此在任何时刻分子向各个方向运动的概率都相等，反映在宏观上，就是向各个方向运动的概率都相等，反映在宏观上，就是容器中各处气体压强的大小都相等容器中各处气体压强的大小都相等。【典例【典例2 2】对一定量的气体，若用】对一定量的气体，若用N N表示单位时间内与器表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则壁单位面积碰撞的分子数，则A.A.当体积减小时，当体积减小时，N N必定增加必定增加B.B.当温度升高时，当温度升高时，N N必定增加必定增加C.C.当压强不变而体积和温度变化时，当压强不变而

9、体积和温度变化时，N N必定变化必定变化D.D.当压强不变而体积和温度变化时，当压强不变而体积和温度变化时，N N可能不变可能不变【思路点拨】【思路点拨】解答本题时应把握以下两点解答本题时应把握以下两点: :【自主解答】【自主解答】选选C C. .单位时间内与器壁单位面积相碰的分单位时间内与器壁单位面积相碰的分子数子数N N既与分子密度有关，还与分子的平均速率有关既与分子密度有关，还与分子的平均速率有关. .当当气体体积减小时，分子密度增加，但若温度很低，分子气体体积减小时，分子密度增加，但若温度很低，分子平均速率很小，平均速率很小，N N也不一定增加，也不一定增加，A A错；当温度升高时，错

10、；当温度升高时，分子的平均速率增大，但若体积增大，分子密度减小，分子的平均速率增大，但若体积增大，分子密度减小，N N也不一定增加，也不一定增加，B B错；当气体压强不变，则器壁单位面错；当气体压强不变，则器壁单位面积受到的压力不变，由于温度变化，每个分子对器壁的积受到的压力不变，由于温度变化，每个分子对器壁的冲力变化，冲力变化，N N只有变化才能保持压强不变，只有变化才能保持压强不变，故故C C正确，正确，D D错误错误. .根据决定气体压强大小的两个微观因数，对根据决定气体压强大小的两个微观因数，对“大气海洋大气海洋”底层的物体，受到的大气压强，底层的物体，受到的大气压强，跟地面附近一小瓶气体产生的压强一样，作跟地面附近一小瓶气体产生的压强一样，作出解释。出解释。思考与讨论：思考与讨论：