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物理
选择性必修第三册《第一章分子动理论》5.分子热运动的统计规律构成物质的大量分子在永不停息地做无规则运动,每一个分子的运动状态不同且都在不断变化,每一时刻的运动情况完全是偶然的,是不可确定的。那么,大量分子的无规则运动是否存在规律呢?统计规律一、实验1:把4枚硬币握在手中,在桌面上随意投掷10次,记录每次投掷时正面朝上的硬币数,统计10次投掷中有0、1、2、3、4枚硬币正面朝上的总次数,以小组为单位进行汇总。统计的数据能给我们什么启示?实验2:伽耳顿板实验观察小球落入到狭槽内,有什么规律?
多次重复实验发现,各槽中小球数目分布基本不变,但又不是绝对相同。将大量的小球作为一个整体,其分布状态具有确定的规律。统计规律
热运动的单个分子某一时刻的位置、速度都具有不确定性,但大量分子的整体表现却是有规律的。这种规律性来自大量偶发事件的集合,称为统计规律性。
对于大量微观粒子组成的系统,统计规律将起主导作用。
以投掷骰子为例,投掷一次,骰子出现的点数是偶然的,但投掷次数越来越多时,每一面出现的次数越来越接近投掷总次数的1/6,或者说,每一面出现的概率为1/6,这个就是掷骰子的统计规律。分子运动速率分布二、
英国物理学家麦克斯韦通过对大量气体分子的运动进行分析研究,并通过数学推导,得到一个分子速率分布函数。这个函数给出了一定温度下,每个速率区间的分子占总分子数的百分率。表格、直方图和曲线图呈现氧气分子的分布规律表格、直方图和曲线图呈现氧气分子的分布规律表格、直方图和曲线图呈现氧气分子的分布规律讨论氧气分子在0℃和100℃时的分布异同点
观察氧气分子在不同温度下的速率分布曲线,比较氧气分子在0℃和100℃时速率分布的相同点和不同点。相同点:0℃和100℃时,大量气体分子中每一个分子的速率有大有小,但从大量分子的整体来说,分子的速率是按照一定的规律分布的,即接近“正态”分布。不同点:0℃时,速率在300~400m/s之间的分子最多;100℃时,速率在400~500m/s之间的分子最多。100℃的氧气中,速率大的分子所占的比例要比0℃时多,分子平均速率也比0℃时大——这也进一步印证“温度越高,分子的热运动越剧烈”这个事实。小结三、做热运动的单个分子某一时刻的位置、速度都具有不确
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