2019-2020学年高中物理 第一章 分子动理论 第3节 分子的热运动课件 教科版选修3-3

第一章分子动理论第3节分子的热运动第一章分子动理论1.了解扩散现象是由于分子的运动产生的．2.知道什么是布朗运动，理解布朗运动的实质和产生原因.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．4.理解扩散现象、布朗运动、热运动的区别和联系．一、扩散现象1．定义：不同物质分子彼此进入对方的现象．2．产生原因：物质分子的________________．3．应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的________在纯净半导体材料中掺入其他元素．4．发生环境：物质处于固态、液态、气态时都能发生扩散现象，而且温度越________，扩散进行的就越快．5．意义：反映分子在做永不停息的________________运动．无规则的运动扩散高无规则二、布朗运动及布朗运动的解释1．概念：是悬浮________在液体(气体)中的________运动．2．产生原因：大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的________造成的．3．运动特点：(1)永不停息；(2)无规则．4．影响因素：微粒________、温度________，布朗运动越激烈．5．意义：间接反映了液体(气体)分子运动的无规则性．微粒无规则不平衡越小越高三、热运动1．定义：分子永不停息的________运动．2．宏观表现：________现象和布朗运动．3．特点(1)永不停息；(2)运动________；(3)温度越高，分子的热运动越________.无规则扩散无规则剧烈扩散现象1．特点(1)从浓度大处向浓度小处扩散．(2)扩散快慢除了与物质的状态有关，还与温度有关，且温度越高扩散越快．例如：生产半导体器材时，通常在高温条件下在纯净半导体材料中掺入其他元素．2．意义：从微观机理上看，扩散现象说明了物质分子都在做永不停息的无规则运动，扩散现象是分子永不停息地做无规则运动的直接证据．3．注意几点(1)扩散现象不受外界影响，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的．(2)物质处于固态、液态和气态时均发生扩散现象，只是气态物质的扩散现象最显著，常温下物质处于固态时扩散现象非常不明显．(3)在两种物质一定的前提下，扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著，这表明温度越高，分子运动得越剧烈．(4)扩散现象的显著程度还受到“已进入对方”的分子浓度的限制，当进入对方的分子浓度较低时，扩散现象较为显著；当进入对方的分子浓度较高时，扩散现象发生得就较缓慢．(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是()A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的[解析]扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项A正确．扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项B、D错误，选项C正确．[答案]AC扩散现象的认识注意以下三点(1)两种不同的物质；(2)以单个分子为单位彼此进入对方；(3)固、液、气体之间都可以进行．1.如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅，铅中有金，对此现象说法正确的是()A．属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的相互吸引B．属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的运动C．属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中D．属布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中解析：选B.属扩散现象，是两种不同物质分子不规则运动引起的，B对．布朗运动1．布朗运动产生的原因：大量液体分子永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的粒子撞击作用的不平衡性，简言之：液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因．液体是由许许多多分子组成的，液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒．如图所示描绘了一颗微粒受到周围液体分子撞击作用的情景．悬浮的微粒足够小时，来自各个方向的液体分子撞击作用的不平衡性便表现出来了．在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强；在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样，就引起了微粒的无规则运动．2．实质及意义：布朗运动实质是由液体分子与悬浮颗粒间相互作用引起的，但反映了液体分子的无规则运动，不是反映分子间的作用．3．影响布朗运动的因素(1)固体微粒的大小：悬浮在液体中的微粒越小，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越明显，因而布朗运动越明显．如果悬浮在液体中的微粒很大，在某一瞬间跟它相撞的分子数很多，各个方向的撞击作用接近平衡，这时就很难观察到布朗运动了．(2)液体温度的高低：相同的颗粒悬浮在同种液体中，液体温度越高，分子运动的平均速率越大，对悬浮颗粒的撞击作用也越大，颗粒受到来自各个方向的冲击作用的不平衡性越明显，由冲击作用引起的加速度越大，所以温度越高，布朗运动就越显著．4．注意(1)布朗运动是悬浮固体微粒的运动，不是单个液体分子的运动，但布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性．(2)固体微粒的运动是极不规则的，课本9页中图1－3－3并非固体微粒的运动轨迹，而是每隔30s时间微粒位置的连线，其轨迹无法知道．(3)任何固体微粒悬浮在液体内，在任何温度下都会做布朗运动．(多选)关于布朗运动，下列说法正确的是()A．布朗运动是指悬浮在液体中的微粒分子的无规则运动B．布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性C．液体温度越高，布朗运动越剧烈D．悬浮微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，布朗运动越不明显命题视角1对布朗运动的理解[解析]布朗运动是指悬浮在液体中的微粒的运动，仍属于宏观物体的运动，并非分子的运动，所以A错误；布朗运动的原因是由于液体分子的频繁撞击，所以布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性，B正确；液体温度越高，液体分子热运动越剧烈，布朗运动表现越明显，C正确；悬浮微粒越小，分子对它的撞击越不能平衡而容易显示出来，所以布朗运动越明显，D错误．[答案]BC用显微镜观察放在水中的花粉，追踪几粒花粉，每隔30s记下它们的位置，用折线分别依次连接这些点，如图所示．图示折线是否为花粉的运动轨迹？是否为水分子的运动轨迹？[解析]此图画出的是每隔30s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30s内，花粉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，图示折线并不是花粉的运动轨迹，更不是水分子的运动轨迹，这是因为花粉微粒受到液体分子频繁的碰撞．花粉运动的路线是在许许多多液体分子撞击下的平均效果的体现．[答案]不是不是命题视角2布朗运动观测记录图像2.(多选)下列说法正确的是()A．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．扩散现象表明，分子在永不停息地运动D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素解析：选ACD.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动，选项A正确，B错误；扩散现象表明，分子在永不停息地做无规则运动，选项C正确；在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素，选项D正确．分析布朗运动示意图时的注意事项(1)布朗运动示意图中每个拐点记录的是微粒每隔一段时间(如30s)的位置，可采用频闪照相的办法记录．(2)两位置所画直线是人为画的，在30s内，微粒仍做无规则运动．(3)不能将示意图中的折线当做微粒的运动轨迹，每一段直线也不可认为是对应这段时间内的匀速直线运动轨迹，在这段时间内运动仍然是很复杂的．(4)布朗运动示意图只能说明每隔一段时间微粒的位置，无法确定微粒运动的轨迹．扩散、布朗运动、热运动的关系1．布朗运动与扩散现象的比较布朗运动扩散现象产生的条件固体颗粒(足够小)悬浮在液体中，也可在气体中发生两种物质相互接触，在气体、液体、固体中都可发生影响快慢的因素温度的高低和颗粒的大小温度的高低现象的本质是固体颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映是气体、液体、固体中分子的运动共同点都(间接或直接)证实了分子在永不停息地做无规则运动2.布朗运动和热运动的比较布朗运动热运动区别运动对象是固体颗粒，颗粒越小，布朗运动越明显，在液体、气体中发生运动对象是分子，任何物体的分子都做无规则运动相同点(1)无规则运动；(2)永不停息；(3)与温度有关联系周围液体(或气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动是热运动的宏观表现(多选)下列关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是()A．布朗运动和扩散现象都能在气体、液体和固体中发生B．布朗运动和扩散现象都是分子的运动C．布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显D．布朗运动和扩散现象都能说明分子的运动是永不停息的命题视角1布朗运动和扩散现象的比较[解析]布朗运动可以在气体和液体中发生，但不能在固体中进行；而扩散现象在气体、液体和固体中都能发生．布朗运动是微小固体颗粒的运动，而扩散现象是分子的运动．由于温度越高，分子的无规则运动越剧烈，自然扩散现象在温度越高时越明显，而液体(或气体)分子的无规则运动加剧加快了它们对布朗颗粒的碰撞频率，所以布朗运动也是温度越高越明显．由于分子的热运动是永不停息的、无规则的，所以布朗运动和分子扩散的运动都能说明分子的运动是永不停息的．故选C、D.[答案]CD对布朗运动的三点说明(1)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，也不是微粒内分子的无规则运动．(2)微粒悬浮在气体、液体内，在任何温度下都会做布朗运动．(3)微粒悬浮在气体中，在气流作用下做的无规则运动不是布朗运动．关于分子热运动和布朗运动，下列说法中正确的是()A．悬浮微粒越大，同一时刻与之碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著B．布朗运动是分子无规则运动的反映C．当物体的温度达到0℃时，物体分子的热运动就会停止D．布朗运动的剧烈程度和温度有关，所以布朗运动也叫热运动命题视角2布朗运动和热运动的比较[解析]悬浮微粒越小，颗粒的运动状态就越容易改变，则布朗运动越显著，选项A错误；布朗运动是分子无规则运动的反映，选项B正确；分子热运动永远不会停止，即使当物体的温度达到0℃时，物体分子的热运动也不会停止，选项C错误；布朗运动的剧烈程度和温度有关，但是布朗运动不是分子运动，所以布朗运动不叫热运动，选项D错误．[答案]B布朗运动的实质是固体颗粒的运动，是由液体或气体分子的运动引起的，与布朗粒子自身的分子运动无关．3.(多选)下面所列举的现象，能说明分子是不断运动着的是()A．将香水瓶盖打开后能闻得到香味B．汽车开过后，公路上尘土飞扬C．洒在地上的水，过一段时间就干了D．悬浮在水中的花粉做无规则的运动解析：选ACD.扩散现象和布朗运动都能说明分子在不停地做无规则运动．香水的扩散、水分子在空气中的扩散以及悬浮在水中花粉的运动都说明了分子是不断运动的，故A、C、D均正确；而尘土不是单个分子，是颗粒，所以尘土飞扬不是分子的运动．