《分子的热运动》素养课件

2分子的热运动

【思考】一、扩散现象问题1:为什么把密度较大的二氧化氮放在下面?问题2:抽掉玻璃板后,二氧化氮是在重力的作用下进入上方的空气中的吗?提示:问题1:排除重力对演示实验的影响。问题2:二氧化氮所受的重力向下,因此二氧化氮进入上方的空气不是因为重力的作用。1.定义:扩散现象是指不同物质能____________的现象。2.原因:是由物质分子的___________产生的。3.扩散与温度的关系:生产半导体器件时,需要在纯净半导体材料中掺入其他元素,在高温条件下分子扩散更快,这也说明了_________,扩散进行得就越快。4.意义:反映了不同物质形态的分子都在不停地运动,并且随温度的升高而加剧。彼此进入对方无规则运动温度越高【思考】问题1:为什么通过显微镜观察微粒的运动情况?问题2:三颗微粒运动位置的连线说明了什么?二、布朗运动提示:问题1:因为要观察的颗粒非常小,只有通过显微镜才能看到。问题2:说明了微粒运动的无规律性。1.现象:悬浮在液体中的固体小颗粒做_______的运动。2.分析:悬浮在液体中的小颗粒受到_________的撞击_______引起的。3.影响布朗运动快慢的因素:(1)固体颗粒_____,布朗运动_______。(2)温度越高,布朗运动_______。4.意义:反映了液体分子的___________。无规则液体分子不平衡越小越明显越显著无规则运动三、热运动1.影响因素:分子的无规则运动跟_____有关,_____越高,分子的热运动越剧烈。2.本质:所有热现象都是物质内部大量分子____________的宏观表现。温度温度无规则运动1.扩散现象:(1)扩散现象除温度外不受外界影响,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)在两种物质形态相同时,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。知识点一对扩散现象的分析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.扩散现象认识的两个误区:(1)误认为温度低时扩散现象会停止。实际上,分子运动的激烈程度虽然受到温度影响,温度高,运动快,温度低,运动慢,但分子的运动永远不会停止。(2)误认为扩散现象只能在气体与气体之间才会发生。实际上,扩散现象可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。【思考·讨论】萝卜是我们日常生活中常吃的一种蔬菜。通常把萝卜腌成咸菜需要几天,而把萝卜炒成熟菜使之具有相同的咸味只需几分钟,这种现象说明了什么?(科学思维)提示:腌萝卜时,是盐分子在常温下的扩散现象;炒菜时,是盐分子在高温下的扩散现象。炒菜时萝卜咸得快,这种现象说明扩散的快慢跟温度有关。温度越高,扩散得越快;温度越低,扩散得越慢。【典例示范1】

(多选)如图所示,一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上,中间用玻璃板隔开。对于抽去玻璃板后所发生的现象(已知二氧化氮的密度比空气的密度大),下列说法正确的是(

)考查角度1对扩散的认识A.当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色B.二氧化氮由于密度较大,不会跑到上面的瓶中,所以上面瓶中不会出现淡红棕色C.上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中,于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分,所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色,但在瓶底处不会出现淡红棕色D.由于气体分子在运动着,所以上面的空气会到下面的瓶中,下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中,所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致【解析】选A、D。抽去玻璃板后,空气与二氧化氮两种气体相互接触,发生扩散现象,过一段时间,空气、二氧化氮气体会均匀分布在上下两广口瓶当中,颜色均匀一致,都呈淡红棕色,A、D对,B、C错。【典例示范2】(多选)(2015·全国卷Ⅱ)关于扩散现象,下列说法正确的是(

)考查角度2影响扩散快慢的因素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.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的【解析】选A、C、D。温度越高,分子运动越剧烈,扩散进行得越快,A项正确;扩散现象是不同物质相互进入到间隙中,不是化学反应,B项错;扩散现象说明分子是无规则运动的,C项正确;扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,D项正确;液体中的扩散现象与对流没有关系,E项错。【定向训练】1.下列关于扩散现象的说法正确的是 (

)A.扩散现象只能发生在气体与气体间B.扩散现象只能发生在液体与液体间C.扩散现象只能发生在固体与固体间D.任何物态的物体间都可发生相互扩散现象【解析】选D。不同物态的物体之间,由于分子的运动,总会存在着扩散现象,只是有着快慢差别(受温度、物质形态等因素影响)。如墙角放一堆煤,墙及墙体内都会变黑,所以扩散现象不仅存在于液体与液体、气体与液体、气体与气体之间,同样也存在于固体与固体、气体与固体、液体与固体之间。2.(多选)墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是 (

)A.混合均匀主要是由于炭粒受重力作用B.混合均匀的过程中,水分子和炭粒都做无规则运动C.使用炭粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速D.墨汁的扩散运动是由于炭粒和水分子发生化学反应引起的【解析】选B、C。混合均匀根本原因是分子的无规则热运动,而不是受重力的影响,A错误;水分子做永不停息的热运动,水中的小炭粒是布朗运动,它们都是无规则的运动,B正确;由于布朗运动的剧烈程度与颗粒的大小和温度有关,使用炭粒更小的墨汁,布朗运动会更明显,C正确;扩散现象中没有新的物质生成,不是化学反应,D错误。【补偿训练】

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,下列说法中正确的是(

)A.属扩散现象,原因是金分子和铅分子的大小不同B.属扩散现象,原因是金分子和铅分子的无规则运动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。扩散现象是指物质相互接触,物质的分子彼此进入对方的现象,是分子无规则运动的体现。选项B正确。1.布朗运动的性质:(1)微粒的大小:能做布朗运动的微粒是由许多分子组成的颗粒(注意不是分子)。其大小用人眼直接观察不到,但在光学显微镜下可以看到(其大小数量级为10-6m)。知识点二布朗运动的含义(2)布朗运动产生的原因:液体分子不停地做无规则运动,不断地撞击微粒。悬浮的微粒足够小时,来自各个方向的液体分子撞击作用力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。(3)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,反映了液体分子的无规则运动。2.影响布朗运动的因素:(1)固体微粒的大小。①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;②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,所以温度越高,布朗运动就越显著。3.热运动的本质:(1)所谓分子的“无规则运动”,是指由于分子之间的相互碰撞,每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断地变化。标准状况下,一个空气分子在1s内与其他空气分子的碰撞高达65亿次,所以大量分子的运动是十分混乱的,也就是说是无规则的。(2)热运动是对大量分子而言的,对个别分子无意义。(3)分子热运动的剧烈程度虽然受到温度影响,温度高运动快,温度低运动慢,但分子的运动永远不会停息。布朗运动热运动不同点研究对象悬浮于液体中的微粒分子观察难易程度可以在显微镜下看到,肉眼看不到在光学显微镜下看不到4.布朗运动与热运动的区别与联系:布朗运动热运动相同点①无规则

②永不停息③温度越高越激烈联系周围液体(气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因,布朗运动反映了分子的热运动【思考·讨论】情境:清晨扫地时,会看到射进教室的一缕阳光中的灰尘在上下飞舞。讨论:(1)灰尘的运动是布朗运动吗?(物理观念)(2)布朗运动就是分子的无规则运动吗?(物理观念)提示:(1)不是。灰尘是较大的固体微粒,而做布朗运动的微粒用肉眼是看不见的。灰尘的运动是由空气的流动以及重力的作用而引起的有规律的运动,并不是空气中分子撞击的结果。(2)不是。布朗运动是布朗微粒的运动,不是分子的无规则运动。【典例示范】小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上,并把相邻时间的点连接起来,如图所示,下列判断正确的是(

)A.图中的折线就是粉笔末的运动轨迹B.图中的折线就是水分子的运动轨迹C.从整体上看粉笔末的运动是无规则的D.图中折线表明水分子在短时间内运动是规则的【解析】选C。图中的折线是粉笔末在不同时刻的位置的连线,不是固体颗粒的运动轨迹,也不是分子的运动轨迹,故A、B错误;图中的折线没有规则,说明粉笔末的运动是无规则的,分子的运动是无规则的,故C正确,D错误。【定向训练】1.在较暗的房间里,从射进来的阳光中,可以看到悬浮在空气中的微粒在不停地运动,这些微粒的运动是(

)A.布朗运动

B.曲线运动C.自由落体运动 D.无法确定【解析】选B。能用肉眼直接看得到的微粒是很大的颗粒,在同一时刻它们受到来自各个方向的空气分子撞击的合力几乎为零,微小的作用不能使这么大的颗粒做布朗运动,A错;微粒的运动是空气对流和重力作用下的结果,微粒做曲线运动,B对,C、D错。2.(多选)关于布朗运动,下列说法正确的是(

)A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.液体温度越高,布朗运动越剧烈C.布朗运动是由液体各部分温度不同而引起的D.布朗运动反映了液体或气体分子运动的无规则性【解析】选B、D。布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒的运动,选项A错误;布朗运动是液体分子或气体分子对悬浮在液体或气体中微粒碰撞作用的不平衡引起的,温度越高分子对微粒碰撞的作用越强,不平衡性也就越明显,微粒的布朗运动也就越剧烈,故布朗运动反映了液体或气体分子运动的无规则性,选项B、D正确,C错误。【拓展例题】考查内容:布朗运动与扩散现象的比较【典例】(多选)下列有关扩散现象和布朗运动的叙述中,正确的是(

)A.扩散现象与布朗