1.3分子运动速率分布规律 课件（共20张PPT）

(共20张PPT)
§1.3 分子运动速率分布规律
一.随机事件与统计规律
1.随机性
必然事件：在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件叫作必然事件
不可能事件：若某事件不可能出现，这个事件叫作不可能事件
随机事件：若在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现，这个事件叫作随机（偶然）事件
2.统计规律
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
伽尔顿板的实验中，单个小球落入某个狭槽是偶然的，大量的小球落入各狭槽的分布情况遵从一定的规律
拓展：讨论生活中哪些问题的研究需要应用统计规律
热现象与大量分子热运动的统计规律有关。要研究气体的热现象，就要了解气体分子运动的特点。
1.运动的自由性：气体分子间距离较大，分子间的相互作用
力很弱可忽略不计，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者
跟器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动，故气体能充满它
能达到的整个空间（如图）。
2.运动的无序性：虽然气体分子间距较大，但分子的数密度
（n：单位体积的分子数目）仍然十分巨大，分子之间频繁碰撞，分子的速度频繁改变，分子的运动杂乱无章。
3.运动的规律性：在某一时刻向各个方向运动的分子都有，但向各个方向运动的分子数目几乎相等。（这里说的数目相等，是针对大量分子而言的，实际数目会有微小的差别，由于分子数极多，其差别完全可以忽略）
二.气体分子运动的特点
三.分子运动速率分布图像
1.速率大小：分子做无规则运动，速率有大有小，常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒
2.分布规律：大量分子的速率按一定的规律分布，即“中间多、两头少”的规律
三.分子运动速率分布图像
虽然不同温度下氧气分子的速
率都呈“中间多、两头少”的
分布，但各速 率 区 间 所占分
子总数的百分比是 不 同的：
即温度升高，高速率分子比例
增加，低速率分子比例减小，
峰值右移。
3.结论：温度越高，分子的热运动越剧烈。
注意：
①温度越高，分子的平均速率越大（并非每个分子的运动速率都增大了）
②温度升高，分子的平均动能增加，温度是做分子热运动平均动能的标志
例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℃。请说明：这两个容器中关于氧分子运动速率分布的特点有哪些相同？有哪些不同？
答：本题考查分子在不同温度下的运动速率
特点。
相同点：(1)氧分子都在做无规则的热运动，
运动速率有快有慢。(2)氧分子速率都呈"中间
多、两头少"的分布。
不同点：(1)氧分子在两个温度下具有最大比
例的速度区间是不同的，0℃时速率在300~400m/ s 的分子最多，100℃时速率在400~500m/ s 的分子最多；(2)氧分子在两个温度下各速率区间的占有比例也不同，100 ℃的氧气，速率大的分子比例较多，分子平均速率比0℃的大。
如图甲，某时刻一气体分子以速度大小v与器壁发生弹性碰撞，设作用时间为Δt，求气体分子对器壁的作用力。
F
四.气体压强的微观解释
1.气体压强的产生原因：大量气体分子频繁不断撞击容器壁产生的
2.气体压强的决定因素：
微观上 宏观上
分子数密度n 气体体积V
分子平均速率(分子平均动能) 气体温度T
例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？
统计物理应用前景
课堂小结及板书设计
1.“两头小、中间大”
2.温度升高，热运动平均速率增大
3.滥度是大量分子热运动剧烈程度的标志
分子热运动速率分布规律
一、气体分子运动特点
1.分子间作用力忽略不计
2.分子视为质点，分子间的碰撞视为弹性碰撞
3.向各个方向运动的气体分子数相等(各向同性)
二、气体速率分布
三、气体压强微观解释
1.产生原因：大量气体分子频繁撞击容器壁产生的
2.压强的影响因素：
(1)气体分子的平均速率。（与温度有关）
(2)气体分子的数密度。 （与体积有关）
思考判断
(1)密闭容器中气体的压强是由气体的重力而产生的。( )
(2)密闭容器中气体的压强是由于分子间的相互作用力而产生的。 ( )
(3)温度越高，气体的压强越大。 ( )
(4)气体压强由气体的体积和气体的密度决定。 ( )
(5)气体分子的平均动能越大，分子越密集，气体压强越大。 ( )
×
×
×
×
√
例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。
答：(1)乙的质量、温度和甲相同，则分子平均速率相同，体积大于V ，则分子数密度较小，单位时间撞击器壁的分子数较少，因此气体压强较小，即乙的压强小于p
(2)丙的体积、质量和甲相同，则丙分子密度与甲相同，温度高于t ，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 、体积和甲相同，则丁的分子数密度大于甲，温度高于t ，分子的平均速率大于甲，故单位时间内撞击器壁的分子数和分子对器壁的平均撞击力都大于甲，则压强大于甲，即丁的压强大于p .
例4.如图是氧气分子在不同温度下的速率分布规律图，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知(　　)
A.同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律
B.随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C.随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所
占的比例增大
D.①状态的温度比②状态的温度高
A
例5. (多选)对于气体分子的运动，下列说法正确的是(　　 )
A.一定温度下某理想气体的分子的碰撞虽然十分频繁，但同一时刻，每个分子的速率都相等
B.一定温度下某理想气体的分子速率一般不相等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少
C.一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章的运动，可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况
D.一定温度下某理想气体，当温度升高时，其中少量(如10个)分子的平均动能可能减小
BD
例6.下列说法正确的是(　　)
A.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力
C.气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小
D.单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大
A
例7. (多选)一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为(　　)
A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
C.气体分子的总数增加
D.气体分子的密集程度增大
BD
同学们学习愉快！