高中物理分子的热运动课件.ppt

1、2分子的热运动分子的热运动1了解扩散现象是由分子的运动产生的了解扩散现象是由分子的运动产生的2知道什么是布朗运动，理解布朗运动产生的原因知道什么是布朗运动，理解布朗运动产生的原因3知道什么是分子的热运动，理解分子热运动与温度的关系知道什么是分子的热运动，理解分子热运动与温度的关系4通过对布朗运动产生原因的分析，培养学生分析问题解决问题通过对布朗运动产生原因的分析，培养学生分析问题解决问题的能力的能力一、扩散现象一、扩散现象 定义：定义：不不同的物质彼此同的物质彼此 的现象的现象 产生原因：产生原因：物物质分子的质分子的 应用：应用：在在高温条件下通过分子的高温条件下通过分子的 在纯净半导体材料

2、中在纯净半导体材料中掺入掺入 其他元素其他元素 发生环境：发生环境：物物质处于质处于 时都能发生扩散现象时都能发生扩散现象 意义：意义：反反映分子在做永不停息的映分子在做永不停息的 运动运动进入对方进入对方无规则运动无规则运动扩散扩散固态、液态、气态固态、液态、气态无规则无规则二、布朗运动二、布朗运动 定义：定义：悬悬浮在液体浮在液体(或气体或气体)中的中的 的不停的的不停的 运运动动它首先是由英国植物学家布朗在它首先是由英国植物学家布朗在1827年用年用 观察悬浮在水观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的中的花粉微粒时发现的 产生的原因：产生的原因：大量大量液体分子对悬浮微粒撞击的液体分子对悬浮微

3、粒撞击的 造成的造成的固体微粒固体微粒无规则无规则显微镜显微镜不平衡不平衡影响因素影响因素(1)固固体微粒的大小：悬浮在液体中的微粒越体微粒的大小：悬浮在液体中的微粒越 ，在某一瞬间，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性就表现得跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性就表现得越越 ，因而布朗运动越显著，因而布朗运动越显著(2)温度的高低：温度越温度的高低：温度越 ，分子运动越激烈，液体分子对微，分子运动越激烈，液体分子对微粒的作用的不均衡性越显著，布朗运动越显著粒的作用的不均衡性越显著，布朗运动越显著揭示的问题揭示的问题悬悬浮微粒的无规则运动浮微粒的无规则运动 分子的运动

4、，但是它分子的运动，但是它 地反地反映了映了 的无规则运动的无规则运动小小显著显著高高不是不是间接间接液体或气体分子液体或气体分子三、热运动三、热运动定义：定义：大大量分子量分子 的的 叫热运动叫热运动影响因素：影响因素：温温度越高，热运动越度越高，热运动越 宏观表现：宏观表现：布布朗运动和朗运动和 现象现象特点特点(1)永永不停息；不停息；(2)运动运动 ；(3)温度越高，分子的热运动越激烈温度越高，分子的热运动越激烈永不停息永不停息无规则运动无规则运动激烈激烈扩散扩散无规则无规则温馨提示温馨提示(1)布朗运动是固体微粒的运动，是液体分子无规则运动的反布朗运动是固体微粒的运动，是液体分子无规

5、则运动的反映通过布朗运动间接证明液体分子做永无停息地无规则热运映通过布朗运动间接证明液体分子做永无停息地无规则热运动动(2)扩散现象是分子的无规则运动，每个分子的运动速度无论是扩散现象是分子的无规则运动，每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断变化方向还是大小都在不断变化(3)分子的热运动是永不停息的，无论经过多长时间，温度多么分子的热运动是永不停息的，无论经过多长时间，温度多么低，在什么条件下，分子的无规则运动始终存在低，在什么条件下，分子的无规则运动始终存在热运动与物体的温度有关，温度是分子无规则热运动剧烈程度热运动与物体的温度有关，温度是分子无规则热运动剧烈程度的标志的标志一、对扩散

6、现象的理解一、对扩散现象的理解 扩散现象扩散现象当当两种物质相接触时，物质分子可以彼此进入对方的现象，如两种物质相接触时，物质分子可以彼此进入对方的现象，如香水的香味可以传得较远，堆在墙角的煤可以渗入到墙壁里香水的香味可以传得较远，堆在墙角的煤可以渗入到墙壁里面面 扩散特点扩散特点(1)总总是从浓度大向浓度小处扩散是从浓度大向浓度小处扩散(2)扩散快慢与物质状态有关，与物质温度有关，气态扩散最显扩散快慢与物质状态有关，与物质温度有关，气态扩散最显著，液态次之，固体最慢；在两种物质一定的前提下，温度越著，液态次之，固体最慢；在两种物质一定的前提下，温度越高，扩散现象越显著高，扩散现象越显著扩散成

7、因扩散成因扩扩散现象不是外界作用引起，而是分子无规则运动的直接结果，散现象不是外界作用引起，而是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动的宏观反映是分子无规则运动的宏观反映 扩散的意义扩散的意义从从微观上看，扩散现象是分子从一种物质直接进入另一种物质，微观上看，扩散现象是分子从一种物质直接进入另一种物质，故扩散现象是分子永不停息地做无规则热运动的实验证据故扩散现象是分子永不停息地做无规则热运动的实验证据特别提醒特别提醒1.扩散现象在任何情况下都能发生，与外界因素无扩散现象在任何情况下都能发生，与外界因素无关关2当两部分的分子分布浓度相等时，浓度不再变化，宏观上扩散当两部分的分子分布浓度相等时

8、，浓度不再变化，宏观上扩散现象停止，但分子运动并没有停止，这种状态是一种动态平衡现象停止，但分子运动并没有停止，这种状态是一种动态平衡二、对布朗运动的理解二、对布朗运动的理解定义：定义：悬悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动叫做布朗运动运动叫做布朗运动 特点：特点：(1)固固体颗粒越小，布朗运动越显著体颗粒越小，布朗运动越显著(2)温度越高，布朗运动越剧烈温度越高，布朗运动越剧烈成因成因当当微粒足够小时，受到来自各个方向的液微粒足够小时，受到来自各个方向的液体分子或气体分子的撞击作用是不平衡的，体分子或气体分子的撞击作用是不平衡的，某一

9、瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用强，致使微粒向某个方向运动；在另一用强，致使微粒向某个方向运动；在另一个瞬间，微粒在另一方向受到的撞击作用个瞬间，微粒在另一方向受到的撞击作用强，致使微粒又向另一方向运动由于分强，致使微粒又向另一方向运动由于分子对微粒的频繁撞击，就引起了微粒的无子对微粒的频繁撞击，就引起了微粒的无规则运动，如图规则运动，如图7-2-1所示，布朗运动的无所示，布朗运动的无规则性，间接反映了液体规则性，间接反映了液体(或气体或气体)内部分子运动的无规则性内部分子运动的无规则性图图7-2-1意义：意义：(1)布朗运动的永不停息，说明液体布朗运动的

10、永不停息，说明液体(或气体或气体)分子的运动分子的运动是永不停息的是永不停息的(2)布朗运动的无规则，说明分子的运动是无规则的布朗运动的无规则，说明分子的运动是无规则的特别提醒特别提醒(1)布朗运动是固体微粒的无规则运动，不是液体布朗运动是固体微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，也不是固体分子的无规则运动，而是反映分子的无规则运动，也不是固体分子的无规则运动，而是反映了液体分子的无规则运动了液体分子的无规则运动(2)固体微粒的运动是不规则的，每隔一定时间微粒位置的连线固体微粒的运动是不规则的，每隔一定时间微粒位置的连线不是固体微粒的运动轨迹不是固体微粒的运动轨迹(3)在任何温度下，布朗

11、运动都不会停止在任何温度下，布朗运动都不会停止【例例1】(2013山东临沂山东临沂)“花花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴晴”这是南宋诗人陆游这是南宋诗人陆游村居书喜村居书喜中的两句诗诗人描中的两句诗诗人描 写春晴天暖，鸟语花香的山村美景而这两句诗也蕴含着物写春晴天暖，鸟语花香的山村美景而这两句诗也蕴含着物理学中的热学与声学知识对于前一句，我们可以理解对花理学中的热学与声学知识对于前一句，我们可以理解对花朵分泌出的芳香分子运动的速率加快骤暖说明当时环境温朵分泌出的芳香分子运动的速率加快骤暖说明当时环境温度突然度突然_，这属于，这属于_现象现象扩散现象扩散现象 解析解析“花

12、气袭人花气袭人”说明了发生扩散现象，即花朵中的芳香分子说明了发生扩散现象，即花朵中的芳香分子扩散到了空气中，而造成扩散加快的直接原因是扩散到了空气中，而造成扩散加快的直接原因是“骤暖骤暖”，即气温，即气温突然升高从物理学角度看就是周围气温升高时，分子扩散运动突然升高从物理学角度看就是周围气温升高时，分子扩散运动加剧加剧答案答案升升高扩散高扩散借题发挥借题发挥(1)扩散现象直接表现了分子的无规则运动，它可以在扩散现象直接表现了分子的无规则运动，它可以在气体、液体、固体中进行，且温度越高，扩散得越快气体、液体、固体中进行，且温度越高，扩散得越快(2)要会利用所学知识来解释日常生活中的某些现象要会利

13、用所学知识来解释日常生活中的某些现象【变式变式1】扩扩散现象说明了散现象说明了()A物体是由大量分子组成的物体是由大量分子组成的B物质内部分子间存在着相互作用力物质内部分子间存在着相互作用力C分子间存在着空隙分子间存在着空隙D分子在做永不停息的无规则运动分子在做永不停息的无规则运动答案答案CD【例例2】关于布朗运动，下列说法正确的是关于布朗运动，下列说法正确的是()A布朗运动就是分子运动，布朗运动停止了，分子运动也会布朗运动就是分子运动，布朗运动停止了，分子运动也会暂时停止暂时停止B微粒做布朗运动，充分说明了微粒内部分子是不停地做无微粒做布朗运动，充分说明了微粒内部分子是不停地做无规则运动的规

14、则运动的C布朗运动是无规则的，因此它说明了液体分子的运动是无布朗运动是无规则的，因此它说明了液体分子的运动是无规则的规则的D布朗运动的无规则性，是由于外界条件无规律的不断变化布朗运动的无规则性，是由于外界条件无规律的不断变化而引起的而引起的布朗运动布朗运动 解析解析布朗运动是指悬浮在液体或气体中的小颗粒的运动，它不布朗运动是指悬浮在液体或气体中的小颗粒的运动，它不是指分子的运动布朗运动的无规则性，是由液体或气体分子的是指分子的运动布朗运动的无规则性，是由液体或气体分子的撞击引起的，通过布朗运动，间接反映了液体或气体分子的无规撞击引起的，通过布朗运动，间接反映了液体或气体分子的无规性，它不是由颗

15、粒内部的分子无规则运动引起的也不是由于外性，它不是由颗粒内部的分子无规则运动引起的也不是由于外界条件变化引起的，故只有界条件变化引起的，故只有C对对答案答案C借题发挥借题发挥布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒由于液体分子撞击布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒由于液体分子撞击不平衡引起的布朗运动的剧烈程度跟颗粒的大小、温度的高低不平衡引起的布朗运动的剧烈程度跟颗粒的大小、温度的高低有关，布朗运动是液体分子无规则热运动的间接反映有关，布朗运动是液体分子无规则热运动的间接反映【变式变式2】对对以下物理现象分析正确的是以下物理现象分析正确的是()从射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞从射来的阳光中，可

16、以看到空气中的微粒在上下飞舞上升的水蒸气的运动上升的水蒸气的运动用显微镜观察悬浮在水中的小炭用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动粒，小炭粒不停地做无规则运动向一杯清水中滴入几滴向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动红墨水，红墨水向周围运动A属于布朗运动属于布朗运动 B属于扩散现象属于扩散现象C只有只有属于布朗运动属于布朗运动 D以上结论均不正确以上结论均不正确答案答案BC【例例3】用用显微镜观察放在水中的花粉，追踪几粒花粉，每隔显微镜观察放在水中的花粉，追踪几粒花粉，每隔30 s记下它们的位置，用折线分别依次连接这些点，如图记下它们的位置，用折线分别依次连接这些点，如

17、图7-2-2所所示图示折线是否为花粉的运动径迹？是否为水分子的运动示图示折线是否为花粉的运动径迹？是否为水分子的运动径迹？径迹？布朗运动的图象布朗运动的图象 图图7-2-2解析解析此图画出的是每隔此图画出的是每隔30 s观察到的花粉微粒的位置用直线依次观察到的花粉微粒的位置用直线依次连接起来的图线，实际上在两位置间的短短连接起来的图线，实际上在两位置间的短短30 s内，微粒的运动仍内，微粒的运动仍是极其复杂和无规则的，并非沿着两位置的连线运动因此，图是极其复杂和无规则的，并非沿着两位置的连线运动因此，图示折线并不是花粉的运动径迹，更不是水分子的运动径迹示折线并不是花粉的运动径迹，更不是水分子的

18、运动径迹答案答案不不是不是是不是借题发挥借题发挥由于液体分子运动的无规则性，做布朗运动的固体小由于液体分子运动的无规则性，做布朗运动的固体小颗粒的运动也没有一定的规律，采用闪光照相等形式可以确定颗颗粒的运动也没有一定的规律，采用闪光照相等形式可以确定颗粒在某时刻的位置，但不能描述其运动轨迹粒在某时刻的位置，但不能描述其运动轨迹【变式变式3】做布朗运动实验，做布朗运动实验，得到某个观测记录如图得到某个观测记录如图7-2-3.图中记录图中记录的是的是()A分子无规则运动的情况分子无规则运动的情况B某个微粒做布朗运动的轨迹某个微粒做布朗运动的轨迹C某个微粒做布朗运动的速度某个微粒做布朗运动的速度时间

19、图线时间图线D按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线图图7-2-3 解析解析微粒在周围液体分子无规则碰撞作用下，做布朗运动，微粒在周围液体分子无规则碰撞作用下，做布朗运动，轨迹是无规则的，实际操作中不易描绘出微粒的实际轨迹；而轨迹是无规则的，实际操作中不易描绘出微粒的实际轨迹；而按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线的无规则，按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线的无规则，也能充分反映微粒布朗运动的无规则，本实验记录描绘的正是也能充分反映微粒布朗运动的无规则，本实验记录描绘的正是某一微粒位置的连线，故选某一微粒位置的连线，故选D.答案答案D