1.3分子运动速率的分布 课件【知识精讲精研】高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

第一章

分子动理论1.3分子运动速率分布规律----选修三学习目标1.了解随机性与统计规律2.知道气体分子运动的特点、分子运动速率分布图像规律3.能用气体分子动理论解释气体压强产生的原因。4.知道影响气体压强大小的微观因素情景引入

伽尔顿板的上部规则地钉上铁钉，下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽，从顶部入口处可以投入小球，小球落入某个狭槽是偶然的。

如果投入大量的小球，就可以看到，最后落入各狭槽的小球数目是不相等的。靠近入口的狭槽内小球数目多，远离入口的狭槽内小球的数目少。由此你能得到什么启发呢？1.必然事件：在一定条件下，某事件必然出现的事件2.不可能事件：某事件不可能出现的事件3.随机事件：某事件可能出现，也可能不可能出现的事件

大量随机事件的整体往往会表现出一定的规律性，这种规律就叫作统计规律活动：掷硬币实验把一枚硬币多次抛出落到地面，要注意每次抛出的高度、方法要相同从这里也可以发现：单次抛硬币正面、反面朝上是偶然的，但出现的次数都接近总数的1/21、个别事件的出现有其偶然性2、大量随机事件的整体会表现出一定的规律------统计规律想一想：上面活动我们能认识到什么？

在气体中，大量分子的频繁碰撞，使某个分子何时何地向何处运动是偶然的。对大量分子的整体来说，也是有一定规律的。气体分子运动的特点一新课分析：当水汽化变成水蒸气

我们认为，液体的分子是一个接一个排列着的，液体变为气体后体积增大上千倍，可见，气体分子间距离大约是分子直径的10倍。新课气体分子运动的特点：1.气体分子可以看做质点2.气体分子间作用力微弱，可认为除了碰撞外，不受其他力的作用而做匀速直线运动。3.在某一时刻，向各个方向运动的分子数目几乎相等。新课

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。下面，我们一起来分析分子运动速率的分布！分子运动速率分布图像二新课下表是氧分子在不同温度下的速率分布情况你能找出其中的规律吗？新课根据上表格中的数据绘制出的图像规律1：不同温度下，分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布。新课根据上表格中的数据绘制出的图像规律2：温度越高，速率大的分子占比增加，反之减少新课根据上表格中的数据绘制出的图像规律3：温度越高，图像峰值右移（速率大的一侧），即温度升高，气体分子的平均速率变大。新课根据上表格中的数据绘制出的图像规律4：图像与横轴围成的面积均相等。新课根据上表格中的数据绘制出的图像注意：某一个气体分子，当温度升高时，其速率可能变大也可能变小气体压强的微观解释三新课

但从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强源于气体分子的热运动，当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞（可视为弹性碰撞），就是这个撞击对器壁产生了作用力，从而产生了压强。新课

选择一个与器壁发生正碰的气体分子为研究对象，由于是弹性碰撞，所以可以得到：气体分子受到的作用力为：新课根据牛顿第三定律，器壁受到的作用力为：新课

从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。这种撞击是不连续的，为什么器壁受到的作用力却是均匀不变的呢?下面我们用豆粒模拟气体分子做一个实验新课

把一颗豆粒拿到台秤上方约20cm的位置，放手后使它落在秤盘上，观察秤的指针的摆动情况。

再从相同高度把100颗或者更多的豆粒均匀连续地倒在秤盘上，观察指针的摆动情况。

使这些豆粒从更高的位置落在秤盘上，观察指针的摆动情况。一颗豆子多颗豆子新课实验结论：

一个分子撞击容器壁的过程与之类似,对于单个分子来说，这种撞击是间断的、不均匀的一颗豆子多颗豆子

多数气体分子连续不断的撞击容器壁的过程与之类似对于大量分子总的作用来说，就表现为连续的和均匀的。新课决定气体压强大小的因素（1）微观因素

①

气体分子的密集程度：气体分子的密集程度（即单位体积内气体分子的数目）大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大。

②

气体分子的平均动能：气体的温度越高，气体分子的平均动能越大，气体分子与器壁的碰撞（可视为弹性碰撞）给器壁的产生的作用力越大。新课（2）宏观因素决定气体压强大小的因素①与温度有关：温度越高，气体的压强越大。②与体积有关：体积越小，气体的压强越大。课堂练习四新课1．体积都是1L的两个容器，装着质量相等的氧气，其中一个容器内的温度是0℃，另一个容器的温度是100℃。如图所示是根据两种不同情况下的分子速率分布情况绘制出的图像。下列说法中正确的是（）A．a线对应的温度是100℃B．b线表示的氧气分子的平均动能更大C．a线单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数多D．这两个温度下具有最大比例的速率区间是相同的B新课2．从宏观上看，一定质量的气体体积不变仅温度升高或温度不变仅体积减小都会使压强增大。从微观上看，这两种情况有没有区别？

因为一定质量的气体的压强是由单位体积内的分子数和气体的温度决定的，气体温度升高体积不变，气体分子运动加剧，分子的平均速率增大，分子撞击器壁的作用力增大，故压强增大。气体体积减小温度不变时，虽然分子的平均速率不变，分子对容器的撞击力不变，但单位体积内的分子数增多，单位时间内撞击器壁的分子数增多，故压强增大，所以这两种情况下在微观上是有区别的。新课3．有甲、乙、丙、丁四瓶氢气。甲的体积为V，质量为m，温度为t，压强为p。乙、丙、丁的体积、质量、温度如下所述。(1)乙的体积大于V，质量、温度和甲相同。(2)丙的温度高于t，体积、质量和甲相同。(3)丁的质量大于m、温度高于t，体积和甲相同。试问：乙、丙、丁的压强是大于p还是小于p？或等于p？请用气体压强的微观解释来说明。新课(1)乙的体积大于V，质量、温度和甲相同，则分子平均速率相同，气体分子对器壁的平均作用力相同，而由于乙的体积较大，则分子密度较小，则单位时间撞击器壁的分子数较少，则气体压强较小，即乙的压强小于p。(2)丙的温度高于t，体积、质量和甲相同。则丙分子密度与甲相同，丙的温度高，则分子平均速率较大，分子对器壁的平均撞击力较大，则丙气体的压强较大，即丙的压强大于p。(3)丁的质量大于m、温度高于t，体积和甲相同。则丁的分子数密度大于甲，分子的平均速率大于甲，则单位时间内撞击器壁的分子数大于甲，分子对器壁的平均撞击力大于甲，则压强大于甲，即丁的压强大于p。课堂总结五1、气体分子运动的特点：2、分子运动速