人教版（2019）选择性必修第三册 1.3 分子运动速率分布规律 课件(共21张PPT)

(共21张PPT)
1.3 分子运动速率分布规律
第一章 分子动理论
思考与讨论：
(1)从顶部入口放入一个小球时，小球落入下面等宽的狭槽是不是偶然的？
(2)从顶部入口投入大量小球时，这些小球落入狭槽的分布情况有没有什么规律？
(3)生活中还有那些类似现象？
(4)这些事例给了你哪些启发，你认为如何研究气体分子运动规律？
单个气体分子的运动是无规则的
研究气体分子运动的特点思路:
每投入一个小球,小球落入某个狭槽是不确定的
多次投入小球后,小球落入狭槽的位置存在着一定的统计规律
大量气体分子的运动也应该存在一定的统计规律
(微观 宏观)
类比
(微观 宏观)
类比
热现象
气体分子运动的特点
01
思考：大量分子的热运动服从统计规律，那么从统计学角度看，大量气体分子的热运动有些什么特点呢？
思考与讨论
(1)气体分子的大小相对于气体分子间的空隙来说很小，我们研究气体分子运动的性质时，可否将气体分子看成质点？
(2)气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，它的运动性质是怎样的？
(3)为什么说气体分子的运动是杂乱无章的？
(4)试分析总结气体分子运动的特点？
(1)气体分子的大小相对于气体分子间的空隙来说很小，我们研究气体分子运动的性质时，可否将气体分子看成质点？
气体分子间的空隙大约是气体分子直径的10倍左右，所以我们可以认为气体分子的大小相对于气体分子间的空隙来说很小，在研究气体分子的运动时，可以把气体分子看成质点。
（2）气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，它的运动性质是怎样的？
由于气体分子间的空隙比较大，气体分子间的作用力很弱，所以除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力而做匀速直线运动。
（3）为什么说气体分子的运动是杂乱无章的？
①气体分子做匀速直线运动，气体能充满它能达到的整个空间。
②气体分子的数密度十分巨大，分子之间频繁地碰撞，每个分子速度的大小和方向频繁地改变。
③在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，且机会均等，个体的运动难以预测，具有随机性。
（4）试分析总结气体分子运动的特点？
（2）运动的无序性：大量气体分子永不停息地做无规则运动.就某一个分子而言,在某一时刻它向哪一个方向运动,完全是随机的.因此，在任一时刻分子沿各个方向运动的机会(概率)是均等的.
（1）运动的自由性：气体很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很大,分子间作用力很弱.因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,气体分子不受力在空间内自由移动.所以气体没有确定的形状和体积,其体积等于容器的体积.（气体分子不受力而做匀速直线运动，因而气体会充满它能达到的整个空间。 ）
（3）大量分子运动的规律性：在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。
分子运动速率分布图像
02
思考：分子做无规则运动，速率有大有小，大量分子的速率分布是否也存在统计规律呢？
下表是氧气分子在 0 ℃ 和100℃ 两种不同情况下的速率分布情况。
氧气分子的速率分布图
观察图表，思考一下，0℃和100℃氧气分子的速率有什么特点？
问题1：图像的横纵坐标的物理含义分别是什么？图像与横轴围成的面积是多少？
问题2：同一温度下，氧气分子速率呈现什么样的分布规律？
问题3：分子运动的速率与温度有关。温度升高时，所有分子运动的速率都增大吗？
问题4：随着温度升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例是增大还是减小？
分子运动速率分布图像
③温度越高，分子热运动越剧烈
①在任意温度下，所有气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布。
②当温度升高时，“中间多”这一高峰向速率大的一方移动。
注意：温度升高，气体分子的平均速率变大，但是具体到某一个气体分子，其速率可能变大也可能变小，无法确定。
【特别提醒】
单个或少量分子的运动是“个性行为”，具有不确定性。大量分子运动是“集体行为”，具有规律性即遵守统计规律。
气体压强的微观解释
03
思考：分子运动速率分布规律是“分子动理论的基本内容”的拓展和延伸，你能联系实际，利用分子动理论的内容来解释气体对容器的压强吗？
1.气体压强产生的原因
问题1：回想你在雨中打伞的感觉，当雨水打在伞面上时，你有什么感觉？
问题2：如果雨变大了，是指雨水的什么变大了？你撑伞的感觉有没有变化？
问题1：1颗弹珠从离台秤20cm高度处释放，落到秤盘上，台秤指针有摆动吗？你能利用动量定理解释这个变化吗？
问题2：1颗弹珠从离台秤20cm高度处释放，落到秤盘上，台秤指针有摆动吗？与刚才有什么区别？
问题3：台秤指针是固定在某一个数值不变吗？为什么？
问题4：如果落到秤盘上的弹珠数量足够多，这种差别还明显吗？
问题5：如果将这些弹珠从更高的位置落到秤盘上，指针偏转情况又有什么变化？怎么解释这个现象？
问题6：通过用弹珠模拟气体压强产生的机理，请同学们解释气体压强是怎么产生的。
1.气体压强产生的原因
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。
各方向的压强相同
思考1：气体对器壁的压强是撞击的结果，但是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？
2.模拟与类比
一个分子撞击容器壁的过程与之类似
一颗弹珠
多颗弹珠
对于单个分子来说，这种撞击是间断的、不均匀的
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
思考2：总结出了气体压强产生的原因，那么你觉得影响气体压强的因素有哪些？
3.气体压强微观解释
（1）容器内气体分子的平均速率越大，单位时间内、单位面积上气体分子对器壁产生的作用力越大；
（2）容器内气体分子的数密度越大，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数越多，平均作用力越大。
4.气体压强宏观因素
（1）与温度有关：温度越高，气体分子的平均速率越大，气体的压强越大；
（2）与体积有关：体积越小，气体分子的数密度越大，气体的压强越大。