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3-31

PAGE9-其次节分子的热运动【素养目标定位】※了解扩散现象，布朗运动以及热运动的含义※※驾驭布朗运动的确定因素及成因※通过试验，体会布朗运动现象【素养思维脉络】课前预习反馈学问点1扩散现象1．定义不同物质分子彼此__进入对方__的现象。2．产生缘由物质分子的__无规则运动__。3．应用生产半导体器件时，在__高温__条件下通过分子的__扩散__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。5．意义反映分子在做__永不停息__的__无规则__运动。学问点2布朗运动1．概念悬浮__微粒__在液体或气体中的__无规则__运动。2．产生缘由大量液体分子对悬浮微粒撞击的__不平衡__造成的。3．运动特点(1)__永不停息__；(2)__无规则__。4．影响因素微粒__越小__、温度__越高__，布朗运动越激烈。5．意义间接反映了液体分子运动的__无规则性__。学问点3热运动1．定义分子永不停息的__无规则__运动。2．宏观表现__扩散__现象和__布朗__运动。3．特点(1)永不停息；(2)运动__无规则__；(3)温度越高，分子的热运动越__激烈__。辨析思索『判一判』(1)悬浮微粒越大，越不简单视察到布朗运动。(√)(2)将布朗运动的装置由试验室移动到高速运动的列车上，微粒的布朗运动更明显。(×)(3)扩散现象与布朗运动的猛烈程度都与温度有关。(√)(4)当温度降低到肯定程度，分子就停止热运动。(×)(5)扩散现象与布朗运动都是分子的热运动。(×)(6)分子的热运动人眼不能干脆视察，布朗运动可以干脆用眼睛视察到。(×)『选一选』下列四种现象中属于扩散现象的是(B)①海绵状塑料可以吸水②揉面团时，加入小苏打，小苏打可以揉进面团内③放一匙食糖于一杯开水中，水会变甜④把盛开的腊梅放入室内，会满室生香A．①② B．③④C．①④ D．②③解析：海绵状塑料吸水是水滴进入塑料间隙，不是扩散；小苏打揉进面团，是机械外力作用的结果；食糖溶于开水中，腊梅香气释放是扩散现象。故B正确。『想一想』用显微镜视察放在水中的花粉，追踪几粒花粉，每隔30s登记它们的位置，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径迹？是否为水分子的运动径迹？答案：不是花粉的运动径迹，更不是水分子的运动径迹。解析：花粉粒的无规则运动，是大量的液体分子撞击的平均效果的体现，其运动径迹是没有规律的。在花粉粒的运动过程中，每秒钟大约受到1021次液体分子的碰撞。此图画出每隔30s视察到的花粉粒的位置，用直线依次连接起来，该图线既不是花粉粒的径迹，更不是水分子的径迹，因为布朗运动不是液体分子的运动。课内互动探究探究扩散现象┃┃思索探讨1__■(1)扩散现象是否是由对流和重力引起的？(2)把一碗小米倒入一袋玉米中，小米进入玉米的间隙中，这一现象是否属于扩散现象？提示：(1)扩散现象不是由对流和重力引起的，是由分子的无规则运动引起的。(2)扩散现象是指由于分子的无规则运动，不同物质的分子彼此进入对方的现象。上述现象中不是分子运动的结果，而是两种物质的混合，所以不属于扩散现象。┃┃归纳总结__■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。特殊提示(1)扩散现象在任何状况下都可以发生，与外界因素无关。(2)当两部分的分子分布浓度相同时，浓度不再变更，宏观上扩散停止，但分子的运动并没有停止，因此这时状态是一种动态平衡。(3)分子运动猛烈程度虽然受到温度影响，温度高运动快，温度低运动慢，但分子的运动恒久不会停止。┃┃典例剖析__■典例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。当抽去玻璃板后所发生的现象，(已知二氧化氮的密度比空气密度大)下列说法正确的是(AD)A．过一段时间可以发觉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，所以会发觉上面瓶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，所以最终上、下两瓶气体的颜色变得匀称一样解题指导：组成物体的分子做永不停息的无规则运动，与温度有关，与外界的作用无关。解析：逐项分析如下：选项诊断结论A气体分子做无规则运动，过一段时间上下匀称分布，故呈淡红棕色√B分子运动与密度无关×C分子的热运动不是在重力的作用下进行的×D分子的热运动使上下气体分布匀称√┃┃对点训练__■1．下列四种现象中，属于扩散现象的是(CD)A．雨后的天空中悬浮着许多的小水滴B．海绵吸水C．在一杯开水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸D．把一块煤贴在白墙上，几年后铲下煤后发觉墙中有煤解析：扩散现象是指两种不同的分子相互进入对方中的现象，它是分子无规则运动引起的。天空中的小水滴不是分子，小水滴也是由大量水分子组成的，这里小水滴悬浮于空气中并非分子运动所为，故选项A不符合题意。同样海绵吸水也不是分子运动的结果，海绵吸水是一种毛细现象，故选项B不符合题意。而整杯水变咸是盐分子进入到水分子之间所致，墙中有煤也是煤分子进入的结果，故选项C、D符合题意。探究布朗运动┃┃思索探讨2__■在一锅水中散一点胡椒粉，加热时发觉水中的胡椒粉在上下翻滚。(1)胡椒粉的运动是布朗运动吗？(2)布朗运动就是分子的无规则运动吗？提示：(1)不是(2)不是┃┃归纳总结__■1．产生缘由当微粒足够小时，受到来自各个方向的液体分子或气体分子的撞击作用是不平衡的，某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用强，致使微粒向这一方向运动；在另一个瞬间，微粒在另一方向受到的撞击作用强，致使微粒又向另一方向运动，由于分子对微粒的频繁撞击，引起了微粒的无规则运动，如图所示。布朗运动的无规则性，间接反映了液体(或气体)内部分子运动的无规则性。2．影响布朗运动的因素(1)悬浮的微粒越小，撞击的不平衡性就越明显，布朗运动就越明显。(2)温度越高，布朗运动越显著。3．布朗运动的意义尽管布朗运动本身并不是分子的运动，但由于它的形成缘由是由于分子的撞击所致，所以它能反映分子的运动特征，这就是布朗运动的意义所在。┃┃典例剖析__■典例2(2024·山西省长治、运城、大同、朔州、阳泉五地市高三上学期期末联考)小张在显微镜下视察水中悬浮的微小粉笔末的运动，从A点起先，他把小颗粒每隔20s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D等点，把点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是(BDE)A．该折线图是粉笔末的运动轨迹B．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动C．经过B点后10s，粉笔末应当在BC的中点处D．粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度E．若变更水的温度，再记录一张图，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高解题指导：(1)布朗运动不是分子的无规则运动，它是液体分子无规则运动的反映。(2)布朗运动示意图是不同时刻的小颗粒位置的连线并非其运动轨迹。解析：该折线图不是粉笔末的实际运动轨迹，分子运动是无规则的，故A错；粉笔末受到水分子的碰撞，做无规则运动，所以粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动，故B正确；由于运动的无规则性，所以经过B点后10s，我们不知道粉笔末在哪个位置，故C错误；随意两点之间的时间间隔是相等的，所以位移越大，则平均速度就越大，故粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度，故D正确；由于运动的无规则性，所以我们无法仅从图上就确定哪一张图的温度高，故E正确；综上所述本题答案是BDE。┃┃对点训练__■2．(2024·河北省张家口市一中高二上学期期中)关于布朗运动，下列说法正确的是(A)A．布朗运动是无规则的，反映了大量液体分子的运动也是无规则的B．微粒做布朗运动，充分说明白微粒内部分子在不停地做无规则运动C．布朗运动是由于悬浮微粒受周边其它微粒撞击的不平衡性引起的D．悬浮微粒越大，在相同时间内撞击它的分子数越多，布朗运动越猛烈解析：布朗运动是无规则的，是由外界条件无规律的不断变更引起的，因此它说明白液体分子的运动是无规则的，故A正确；布朗运动是液体分子做无规则运动的反映，不是微粒内部分子不停地做无规则运动的反应，故B错误；布朗运动是由于悬浮微粒受周边液体分子撞击的不平衡性引起的，故C错误；布朗运动形成的缘由是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，悬浮颗粒越小，温度越高，颗粒的受力越不均衡，布朗运动就越明显。故D错误。所以A正确，B、C、D错误。探究分子的热运动┃┃思索探讨3__■暮春季节，金黄的油菜花铺满了原野，微风拂过，飘来阵阵的花香。你有没有想过，为什么离很远，人们就能够闻到这沁人心脾的香味呢？提示：分子的热运动┃┃归纳总结__■1．热运动及其特点(1)热运动指微观上的大量分子的无规则运动，一个分子的运动不能说是热运动。(2)热运动与温度有关，温度越高，分子热运动越激烈，不要认为温度过低，分子就停止热运动。(3)分子热运动是扩散现象形成的缘由，布朗运动是分子热运动的反映，但不能说扩散现象和布朗运动是热运动。2．布朗运动与热运动的关系布朗运动热运动不同点探讨对象悬浮于液体中的微粒分子视察难易程度可以在显微镜下看到，肉眼看不到在显微镜下看不到相同点①无规则运动②永不停息③与温度有关联系四周液体(或气体)分子的热运动是布朗运动产生的缘由，布朗运动是热运动的宏观表现特殊提示(1)热运动是分子运动，布朗运动是微粒的运动。(2)热运动永不停息，液体变成固体时，其中微粒的布朗运动会停止。(3)分子及布朗运动的微粒用肉眼不能干脆视察到。(4)热运动是对大量分子而言的，对个别分子无意义。┃┃典例剖析__■典例3下列关于热运动的说法中，正确的是(D)A．热运动是物体受热后所做的运动B．0℃的物体中的分子不做无规则运动C．热运动是单个分子的永不停息的无规则运动D．热运动是大量分子的永不停息的无规则运动解题指导：分子热运动的“热”字，应当给予其两层含义：①指分子无规则的运动，不是宏观物体的机械运动；②温度越高，分子运动越猛烈，与何种分子无关。解析：热运动是组成物质的大量分子所做的无规则运动，不是单个分子的无规则运动，因此A、C错误，D正确；分子的热运动永不停息，因此0℃的物体中的分子仍做无规则运动，B错误。┃┃对点训练__■3．放在房间一端的香水，打开瓶塞后，位于房间另一端的人将(C)A．马上嗅到香味，因为分子热运动速率很大，穿过房间所需时间极短B．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动的速率不大，穿过房间须要一段时间C．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动速率虽然很大，但由于是无规则运动，且与空气分子不断碰撞，要嗅到香水味必需经过一段时间D．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动速率不大，且必需有足够多的香水分子，才能引起嗅觉解析：分子的运动是特别混乱的、无规则的。分子热运动速率虽然很大(约几百米每秒)，但无规则运动过程中与其他分子不断碰撞，使分子沿迂回曲折路途运动，要嗅到足够多的香水分子必需经过一段时间，因此选C。核心素养提升布朗运动与扩散现象的比较项目扩散现象布朗运动定义不同物质能够彼此进入对方的现象悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动缘由物质分子永不停息地做无规则运动干脆缘由：大量液体(或气体)分子对悬浮微粒的撞击而导致的不平衡性。根本缘由：液体(或气体)分子的无规则运动影响因素(1)温度：温度越高扩散越快(2)浓度：从浓度大处向浓度小处扩散(3)还与物质的状态、物体的密度差有关(1)温度：温度越高，布朗运动越显著(2)固体微粒的大小：微粒越小，布朗运动越明显微观机制扩散现象说明白物质分子都在永不停息的做无规则运动布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，但不是分子的无规则运动，而是间接反映了液体(或气体)分子的无规则运动相同点：①产生的根本缘由相同，都是分子永不停息地做无规则运动；②它们都随温度的上升而表现得越明显。案例(多选)下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中，正确的是(CD)A．扩散现象与布朗运动都能说明分子在做无规则的永不停息的运动B．扩散现象与布朗运动没有本质的区分C．扩散现象突出说明白物质的迁移规律，布朗运动突出说明白分子运动的无规则性规律D．扩散现象与布朗运动都与温度有关解析：布朗运动没有终止，而扩散现象有终止，当物质在这一能到达的空间实现了分布匀称，那么扩散现象结束，扩散现象结束不能再反映分子运动是否结束，因此能说明分子永不停息地运动的只有布朗运动，所以A错。扩散是物质分子的迁移，布朗运动是宏观颗粒的运动，是两种完全不相同的运动，则B错。两个试验现象说明白分子运动的两个不同侧面的规律，则C正确。两种运动都随温度的上升而加剧，所以都与温度有关。故D正确。课堂巩固达标1．(2024·湖北省部分重点中学高二下学期期中)下列说法中不正确的是(B)A．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动C．热运动是分子的无规则运动，同种物质的分子的热运动激烈程度可能不相同D．扩散现象、布朗运动和分子热运动都随温度的上升而变得猛烈解析：扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，故A正确；布朗运动是指固体悬浮颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故B错误；热运动是大量分子的无规则运动，同种物质的分子的猛烈程度可能不同，故C正确；扩散现象、布朗运动和分子热运动都随温度的上升而变得猛烈，