2024-2025学年高中物理第七章分子动理论2分子的热运动学案新人教版选修3-3

PAGE7-分子的热运动一、扩散现象1．定义：不同的物质相互接触而彼此进入对方的现象．2．普遍性：气体、液体和固体间都能够发生扩散现象．3．规律：温度越高，扩散现象越明显．4．意义：扩散现象表明，分子在永不停息地运动，温度越高，分子的运动越激烈．(1)“墙角数枝梅，凌寒独自开．遥知不是雪，为有暗香来．”是北宋诗人王安石的一首喜闻乐见的诗歌，把我们也仿佛带入了一个梅香扑鼻的冰雪世界．为什么王安石没有靠近梅树，却能闻到梅花的香味呢？(2)将1升大米与1升小米混合，搅拌匀称后，发觉总体积小于2升，这个现象是扩散现象吗？提示：(1)梅香扑鼻正是分子运动(扩散现象)的最干脆的证据，盛开的梅花的香气在空中不断地扩散，不需靠近，就能闻到梅花的香气．(2)不是．因为扩散现象是相互接触的物体分子彼此进入对方的现象，是指单分子行为，小米与大米混合不是分子行为．二、布朗运动1．定义：悬浮在液体(或气体)中的小颗粒的无规则运动叫布朗运动．2．特点：(1)杂乱无章，毫无规则；(2)永不停息；(3)颗粒越小，运动越明显；(4)温度越高，运动越激烈．3．产生缘由：来自各个方向的液体分子对颗粒的撞击作用的不平衡性引起的．4．意义：布朗运动虽然不是分子的运动，但间接反映了液体分子运动的无规则性．在一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发觉水中的胡椒粉在翻滚．这说明温度越高，布朗运动越激烈，这种说法对吗？提示：不对．首先，胡椒粉是较大的固体微粒，做布朗运动的微粒用肉眼是看不到的．其次，水中的胡椒粉在翻滚，这是由于水的对流引起的，并不是水分子撞击的结果．三、热运动分子的无规则运动跟温度有关，温度越高，这种运动就越激烈，因此，把分子永不停息的无规则运动叫做热运动．考点一扩散现象与分子热运动1．影响扩散现象是否明显的因素(1)扩散现象发生时，气态物质的扩散现象最快最显著，液态次之，固态物质的扩散现象最慢，短时间内特别不明显．(2)在两种物质肯定的前提下，扩散现象发生的明显程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著．(3)扩散现象发生的明显程度还受到“已进入对方”的分子浓度的限制，当浓度低时，扩散现象较为显著．2．扩散现象的成因分析扩散现象不是外界作用引起的，而是分子无规则运动的干脆结果，是分子无规则运动的宏观反映．3．分子热运动两个特点的理解(1)永不停息即分子不分白天和黑夜，不分季节，恒久在运动．(2)无规则是指单个分子运动无规则，但大量分子运动又具有统计规律性，如总体上分子由浓度大的地方向浓度小的地方运动．1扩散现象在任何状况下都可以发生，与外界因素无关且永不停止.2当两部分的分子分布相同时，浓度不再变更，宏观上扩散停止，但分子热运动并没有停止，因此这种状态是一种动态平衡.【例1】(多选)下面所列举的现象，哪些能说明分子是不断运动的()A．将香水瓶盖打开后能闻得到香味B．汽车开过后，马路上尘土飞扬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分子用肉眼是辨别不出的，人能感觉到的只是宏观物体和宏观现象．【解析】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的花粉的运动都说明白分子是不断运动的，而尘土不是单个分子，是颗粒，尘土飞扬是由于空气的对流产生的，不能反映分子的运动．【答案】ACD总结提能分子处在永不停息的无规则的运动中，分子的运动虽然我们看不见，但扩散现象、布朗运动等可以间接证明分子的热运动．下列关于扩散现象的说法正确的是(D)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．任何物质间都可发生相互扩散现象解析：不同物质之间，由于分子的运动，总会存在着扩散现象，只是存在着快慢(温度、物体形态等因素影响)．例如，墙角放一堆煤，墙及墙内都会变黑，所以扩散现象不仅存在于气体与气体、液体与液体、固体与固体之间，同样也存在于液体与固体、气体与固体、液体与气体之间．考点二布朗运动与热运动1．对布朗运动的三点相识(1)无规则性：悬浮微粒受到液体分子撞击不平衡是形成布朗运动的缘由．由于液体分子的运动是无规则的，使微粒受到较强撞击的方向也不确定，所以布朗运动是无规则的．(2)影响因素①微粒越小，布朗运动越明显．悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的撞击力越不平衡；另外，微粒越小，其质量也就越小，相同撞击力下产生的加速度越大．因此，微粒越小，布朗运动越明显．②温度越高，布朗运动越激烈．温度越高，液体分子的运动(平均)速率越大，对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大，产生的加速度也越大．因此，温度越高，布朗运动越激烈．(3)实质：布朗运动不是分子的运动，而是固体微粒的运动．布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性；布朗运动与温度有关，表明液体分子的运动与温度有关．2．布朗运动与热运动的区分与联系【例2】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运动B．布朗运动反映了固体分子的运动C．布朗微粒做无规则运动的缘由是由于它受到水分子有时吸引、有时排斥的结果D．温度越高，布朗运动越显著布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动，不是液体分子的运动，是液体分子无规则运动的反映．【答案】D总结提能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；颗粒越小，液体温度越高，这种不平衡性越强，布朗运动就越显著；布朗运动不是分子的运动，是液体分子无规则运动的反映．(多选)下列关于布朗运动的叙述，正确的是(AD)A．悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的B．液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢，当液体的温度到0℃时，固体小颗粒的运动就会停止C．被冻结在冰块中的小碳粒不能做布朗运动，是因为冰中的水分子不运动D．做布朗运动的固体颗粒越小，布朗运动越明显解析：据布朗运动的特点知A正确，B错，C错，因为分子运动永不停息，不论在固体还是液体中，分子都在永不停息的做无规则运动；当颗粒越小时，各方向上的受力越易不平衡，且颗粒小，质量小，惯性小，运动状态简单变更，布朗运动越明显，故D选项正确．常见误区例析关于布朗运动理解的四个误区误区1：误认为任何物体中都可能出现布朗运动产生误区的缘由是对布朗运动和分子热运动辨别不清，只有在液体或气体(即流体)中才有可能出现布朗运动，在固体中不会出现布朗运动．误区2：误认为通常看到的流体中的小颗粒的运动就是布朗运动其缘由是不知道做布朗运动的小颗粒是肉眼无法看到的，从宏观角度看小颗粒特别小，数量级一般为10－6m误区3：误认为小颗粒的大小与分子相当产生该错误相识是由于对小颗粒和分子的关系不清，其实在微观上小颗粒特别大，它是由大量分子组成的，所以布朗运动不是分子运动，也不是悬浮颗粒内固体分子的运动．误区4：误认为布朗运动的视察记录图是颗粒的运动轨迹出现该误区是由于不理解记录图与轨迹的关系，该图是每隔相等时间记录的颗粒所在位置的连线，不是颗粒运动的轨迹．【典例】在较暗的房间里，从射进来的光束中用眼睛干脆看到悬浮在空气中的微粒的运动是()A．布朗运动B．分子的热运动C．自由落体运动D．气流和重力共同作用引起的运动【解析】通过以下表格进行逐项分析：选项情景与过程分析推断A做布朗运动的微粒只能在光学显微镜下才能视察到，用肉眼无法干脆视察到×B分子的热运动用肉眼和光学显微镜都无法干脆视察到×C微粒在空气中运动，所受空气的作用力与其重力相差不大，不满意做自由落体运动的条件×D微粒在空气中受重力和空气的作用力，并且空气的作用力随时变更，在两个力的共同作用下，微粒的运动特别困难√【答案】D1．物体内分子运动的快慢与温度有关，在0℃时物体内的分子的运动状态是(A)A．仍旧是运动的 B．处于静止状态C．处于相对静止状态 D．大部分分子处于静止状态解析：分子的运动虽然受温度影响，但永不停息，A项正确，B、C、D错．2．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，五年后发觉金中有铅，铅中有金，对此现象说法正确的是(B)A．属扩散现象，缘由是由于金分子和铅分子的相互吸引B．属扩散现象，缘由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：属扩散现象，是由于两种不同物质分子运动引起的，B对．3．我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体造成危害．矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要缘由．下列关于PM2.5的说法中正确的是(D)A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动C．PM2.5的运动轨迹只是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡确定的D．提倡低碳生活，削减煤和石油等燃料的运用能有效减小PM2.5在空气中的浓度解析：PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，选项A错误；PM2.5是悬浮颗粒物，其在空气中的运动不属于分子热运动，选项B错误；PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动确定的，选项C错误．4．首先在显微镜下探讨悬浮在液体中的小颗粒总在不停地运动的科学家是英国植物学家布朗，他进行了下面的探究：①把有生命的植物花粉悬浮在水中，视察到了花粉在不停地做无规则运动；②把保存了上百年的植物标本微粒悬浮在水中，视察到了微粒在不停地做无规则运动；③把没有生命的无机物粉末悬浮在水中，视察到了粉末在不停地做无规则运动；由此可说明微小颗粒的运动不是生命现象．5．下面两种关于布朗运动的说法都是错误的，试分析它们各错在哪里．(1)大风天经常看到风沙充满、尘土飞扬，这