气体分子运动的统计规律 课件 高中物理新粤教版选择性必修第三册（2022年）

1、第一章第一章 分子动理论分子动理论第三节 气体分子运动的统计规律高 中高 中 物 理 新 粤 教 版 选 择 性物 理 新 粤 教 版 选 择 性 必 修 第 二 册必 修 第 二 册在抛硬币游戏中，把一枚硬币抛起来后落到地面，硬币的正面向上还是反面在抛硬币游戏中，把一枚硬币抛起来后落到地面，硬币的正面向上还是反面向上完全是随机的。当抛币的次数非常多时，硬币正面向上和反面向上的概向上完全是随机的。当抛币的次数非常多时，硬币正面向上和反面向上的概率是相等的。这表明个别事件的出现具有随机性，但大量事件出现的概率遵率是相等的。这表明个别事件的出现具有随机性，但大量事件出现的概率遵从一定的统计规律。从

2、一定的统计规律。【实验实验探究探究】在日常生活中，还有哪些实例表现出这种在日常生活中，还有哪些实例表现出这种统计规律？统计规律？【理论理论探究探究】1.1.气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做匀气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，气体充满它能达到的整个空间。速直线运动，气体充满它能达到的整个空间。气体分子运动的特点：气体分子运动的特点：2.2.气体分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方气体分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目几向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等。乎相

3、等。如图所示，在一块竖直放置的木板上，顶部设一漏斗如图所示，在一块竖直放置的木板上，顶部设一漏斗形开口，木板的上半部分钉有许多规则排列的小钉子，形开口，木板的上半部分钉有许多规则排列的小钉子，下半部分用多块竖直的小隔板分隔出许多道等宽的狭下半部分用多块竖直的小隔板分隔出许多道等宽的狭槽，板前盖以玻璃。从木板顶部的漏斗形开口投入小槽，板前盖以玻璃。从木板顶部的漏斗形开口投入小球（例如小钢球），小球的直径略小于两隔板间的距球（例如小钢球），小球的直径略小于两隔板间的距离，观察小球落在狭槽内的分布情况。再连续投入大离，观察小球落在狭槽内的分布情况。再连续投入大量的小球，按小球在狭槽内分布的情况，用笔

4、在玻璃量的小球，按小球在狭槽内分布的情况，用笔在玻璃上画出一条连续的曲线上画出一条连续的曲线. .重复若干次上述实验，观察曲重复若干次上述实验，观察曲线形状。线形状。【实验实验探究探究】【实验实验总结总结】实验结果表明，尽管单个小球落入哪道狭槽内是随机的，但投入大量小球时，每实验结果表明，尽管单个小球落入哪道狭槽内是随机的，但投入大量小球时，每次实验狭槽内小球分布的情况则是一定的，而且落入某一道狭槽内的小球数目与次实验狭槽内小球分布的情况则是一定的，而且落入某一道狭槽内的小球数目与小球总数的比值是稳定的小球总数的比值是稳定的。这就是说，大量的小球落入狭槽时，其整体的分布遵这就是说，大量的小球落

5、入狭槽时，其整体的分布遵从一定的统计规律从一定的统计规律。气体分子做无规则运动，速率有的大、有的小气体分子做无规则运动，速率有的大、有的小。与上述实验类似，大量气体分子与上述实验类似，大量气体分子整体的速率分布也遵从一定的统计规律整体的速率分布也遵从一定的统计规律. .研究表明，在一定的温度下，不同速率范研究表明，在一定的温度下，不同速率范围内的分子数在总分子数中所占的比值是确定的围内的分子数在总分子数中所占的比值是确定的。【实验实验总结总结】下表和下图是测定氧气分子分别在下表和下图是测定氧气分子分别在00和和100100时速率分布的实验结果。时速率分布的实验结果。氧气分子的速率分布氧气分子的

6、速率分布速率区间速率区间v/(ms)v/(ms)不同温度下各速率区间的分子数占总分不同温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比子数的百分比0 0C C100100v100v1001.4%1.4%0.7%0.7%100v200100v2008.1%8.1%5.4%5.4%200v300200v30017.0%17.0%11.9%11.9%300v400300v40021.4%21.4%17.4%17.4%400v500400v50020.4%20.4%18.6%18.6%50060050060015.1%15.1%16.7%16.7%600v700600v7009.2%9.2%12.9%12.

7、9%700v800700v8004.5%4.5%7.9%7.9%800v900800v9002.0%2.0%4.6%4.6%900v900v0.9%0.9%3.9%3.9%氧气分子的速率分布曲线氧气分子的速率分布曲线1015200各速率区间的分子数占总分子数的百分比/%尽管分子做无规则运动，速率有大有小，但大量分子的速尽管分子做无规则运动，速率有大有小，但大量分子的速率却按一定的规律分布，即呈率却按一定的规律分布，即呈“中间多、两头少中间多、两头少”的分布。的分布。【理论理论总结总结】(1)(1)温度越高，分子的热运动越剧烈，具有最大比例的速温度越高，分子的热运动越剧烈，具有最大比例的速率区间

8、增大。率区间增大。(2)(2)温度升高时，分子热运动的平均速率增大，即大部分温度升高时，分子热运动的平均速率增大，即大部分分子的速率增大了，但也有少数分子的速率减小，这也是分子的速率增大了，但也有少数分子的速率减小，这也是统计规律的体现。统计规律的体现。课堂小结2.2.分子速率按一定的统计规律分布分子速率按一定的统计规律分布气体分子运动的特点气体分子运动的特点1. 1.分子沿各个方向运动的概率相等分子沿各个方向运动的概率相等分子运动速率分布图像分子运动速率分布图像【小专题小专题】3.3.气体压强的影响因素气体压强的影响因素气体压强的微观解释气体压强的微观解释2.2.气体对容器的压强是大量气体分

9、子不断撞击器壁的结果。器壁单位面积上气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。器壁单位面积上受到的压力，就是气体的压强受到的压力，就是气体的压强。（1 1）若某容器中气体分子的平均速率越大，单位时间内、单位面积上气体分若某容器中气体分子的平均速率越大，单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大，即气体压强越大。子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大，即气体压强越大。（2 2）若容器中气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的若容器中气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多，平均作用力也会较大，即气体压强越大。分子数就多，平均作用力也会

10、较大，即气体压强越大。课堂练习1.1.（20212021河北河北张家口市第一中学高二）下列说法正确的是（）张家口市第一中学高二）下列说法正确的是（）A A空气中空气中PM2.5PM2.5的运动属于分子热运动的运动属于分子热运动B B温度相同的氧气和臭氧气体，分子平均动能不相等温度相同的氧气和臭氧气体，分子平均动能不相等C C当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的减小而减小当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的减小而减小D D用油膜法测出油酸分子直径后，还需知道油酸的摩尔体积，才可估用油膜法测出油酸分子直径后，还需知道油酸的摩尔体积，才可估算出阿伏伽德罗常数算出阿伏伽德罗常数CD2.

11、2.（20212021内蒙古赤峰内蒙古赤峰高二期末）下列有关热现象和内能的说法中正确的是（高二期末）下列有关热现象和内能的说法中正确的是（ ）A A液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的B B盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大C C电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功做功”方式实现的方式实现的D D在两个分子间的距离由很远逐渐减小到在两个分子间的距离由很远逐渐减小到r=r0r=r0的过程中，分子间作用力的合力先增大后的过程

12、中，分子间作用力的合力先增大后减小减小E E分子间引力和斥力相等时，分子势能最小分子间引力和斥力相等时，分子势能最小CDE3.3.（2021安徽阜阳安徽阜阳高二期末）关于热现象，下列说法正确的是（）高二期末）关于热现象，下列说法正确的是（）A扩散现象说明分子间存在斥力扩散现象说明分子间存在斥力B布朗运动说明液体分子在永不停息地做无规则运动布朗运动说明液体分子在永不停息地做无规则运动C分子间的作用力表现为斥力时，两分子间的距离减小，分子势能一定分子间的作用力表现为斥力时，两分子间的距离减小，分子势能一定增大增大D一定质量一定质量0的冰融化成的冰融化成0的水，其分子平均动能没有改变的水，其分子平均

13、动能没有改变E分子间的引力和斥力总是同时增大和同时减小的，但引力比斥力变化分子间的引力和斥力总是同时增大和同时减小的，但引力比斥力变化得更快得更快BCD4.4.（2021云南云南玉龙纳西族自治县田家炳民族中学高二）下列有关热现玉龙纳西族自治县田家炳民族中学高二）下列有关热现象和内能的说法中正确的是（）象和内能的说法中正确的是（）A把物体缓慢举高，其机械能增加，内能不变把物体缓慢举高，其机械能增加，内能不变B盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大C电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过电流通过电阻后电阻发热，它的内

14、能增加是通过“做功做功”方式实现的方式实现的D分子间引力和斥力相等时，分子势能最小分子间引力和斥力相等时，分子势能最小ACD5.5.（2021广东普宁广东普宁高二期中）下列说法正确的是高二期中）下列说法正确的是( )A布朗运动就是液体分子的无规则运动布朗运动就是液体分子的无规则运动B分子间同时存在引力和斥力分子间同时存在引力和斥力C将两个分子由距离极近移动到相距无穷远的过程中，它们的分子势能先减小后增将两个分子由距离极近移动到相距无穷远的过程中，它们的分子势能先减小后增加加D扩散现象说明构成物质的分子在永不停息地做无规则的热运动扩散现象说明构成物质的分子在永不停息地做无规则的热运动E两个处于热平衡状态的系统，他们的温度可以不同两个处于热平衡状态的系统，他们的温度可以不同BCD6.6.（2021山东山东沂源县第二中学高二期中）现在有质量是沂源县第二中学高二期中）现在有质量是18 g的水、的水、18 g的水蒸气和的水蒸气和32 g的氧气，在它们的