3.分子的热运动
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.知道什么是扩散现象，知道扩散现象产生的原因．(重点)
2．知道什么是布朗运动，理解布朗运动产生的原因．(重点)
3．通过对布朗运动产生原因的分析，培养学生分析和解决问题的能力．(重点、难点)
4．知道什么是分子的热运动，理解分子热运动与温度的关系．(难点)
知识点一| 扩散现象
[先填空]
1．扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象．
2．产生原因：是由物质分子的无规则运动产生的．
3．发生环境：物质处于固态、液态和气态时，都能发生扩散现象．
4．意义：证明了物质分子永不停息地做无规则运动．
5．规律：温度越高，扩散现象越明显．
6．应用：在高温条件下通过分子的扩散在纯净的半导体材料中掺入其他元素来生产半导体器件．
[再判断]
1．在一杯开水中放上点糖，整杯水变甜了，是扩散的原因． (√)
2．冷水和热水都能使红墨水扩散，说明扩散快慢与温度无关． (×)
3．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明． (√)
[后思考]
扩散现象是否是由对流和重力引起的？
【提示】 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．
1．影响扩散现象明显程度的因素
(1)物态
①气态物质的扩散现象最快、最显著．
②固态物质的扩散现象最慢，短时间内非常不明显．
③液态物质的扩散现象明显程度介于气态与固态之间．
(2)温度：在两种物质一定的前提下，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)浓度差：两种物质的浓度差越大，扩散现象越显著．
2．分子运动的两个特点
(1)永不停息：不分季节，也不分白天和黑夜，分子每时每刻都在运动．
(2)无规则：单个分子的运动无规则，但大量分子的运动又具有规律性，总体上分子由浓度大的地方向浓度小的地方运动．
1．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)下列说法不正确的是( )
A．当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色
B．由于二氧化氮密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色
C．由于下面二氧化氮的摩尔质量大于上面空气的平均摩尔质量，二氧化氮不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色
D．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，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红综色
E．由于气体分子在运动着，所以上面的空气会运动到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上下两瓶气体的颜色变得均匀一致
【解析】 因为分子运动是永不停息的，所以相互接触的两种物质分子会彼此进入对方，也就是扩散，最终空气和二氧化氮分子均匀混合，整体是淡红棕色．
【答案】 BCD
2．扩散现象不能说明( )
A．物质是由大量分子组成的
B．物质内部分子间存在着引力
C．物体内部分子间存在着斥力
D．分子间存在着空隙
E．分子在做无规则的运动
【解析】 扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质内部的现象，因而说明了分子间存在着空隙；扩散现象不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的．
【答案】 ABC
3．下列四种现象中，属于扩散现象的有( )
A．雨后的天空中悬浮着很多的小水滴
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，几年后铲下煤后发现墙中有煤
E．春天在公园里散步，随处都能闻到花香味
【解析】 扩散现象是指两种不同的分子互相渗透到对方中去的现象，它是由分子运动引起的．天空中的小水滴不是分子，小水滴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A项不对．同样海绵吸水也不是分子运动的结果，故B项也不对．而整杯水变咸是盐分子渗透到水分子之间所致，墙中有煤也是煤分子渗透的结果，春天各种花的芳香分子扩散到空气中传得很远，故C、D、E项正确．
【答案】 CDE
扩散现象不是外界作用引起的，而是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动的宏观反映．
知识点二| 布朗运动、热运动
[先填空]
1．概念：是悬浮在液体(气体)中的微粒不停地做无规则运动
2．产生的原因：大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的
3．影响布朗运动的因素
(1)颗粒大小：颗粒越小，布朗运动越明显．
(2)温度高低：温度越高，布朗运动越剧烈．
4．意义：反映了分子在永不停息地做无规则运动．
5．热运动
(1)定义：分子的无规则运动．
(2)特点：①永不停息；②运动无规则；③温度越高，分子热运动越剧烈．
[再判断]
1．悬浮微粒的无规则运动是布朗运动． (√)
2．微粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈． (√)
3．布朗运动可以用肉眼直接观察． (×)
4．布朗运动反映了分子做永不停息的热运动． (√)
[后思考]
冬天，一缕阳光射入教室内，我们看到教室内尘埃上下流动是布朗运动吗？将布朗运动的装置由实验室移到运动的电梯内，小颗粒的运动是否更明显？
【提示】 做布朗运动的颗粒直径大约在10－6m左右，人直接用肉眼是看不见的，需借助显微镜观察，所以教室内看到尘埃的运动不是布朗运动．
布朗运动是液体分子无规则运动撞击悬浮颗粒引起的，运动的剧烈程度只与温度和颗粒大小有关，与外界其他因素如实验装置是否移动无关．
1．布朗运动的产生原因及影响因素
(1)布朗运动的无规则性．悬浮微粒受到液体分子撞击的不平衡是形成布朗运动的原因，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)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，它来自各方向的冲击力越不平衡；另外，微粒越小，其质量也就越小，相同冲击力下产生的加速度越大，因此微粒越小，布朗运动越明显．
(3)温度越高，布朗运动越剧烈．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，微粒越不易平衡，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越剧烈．
2．布朗运动的实质
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，表明液体分子运动的剧烈程度与温度有关．
3．布朗运动与扩散现象的比较
项目
扩散现象
布朗运动
不
同
点
(1)两种不同物质相互接触而彼此进入对方的现象，没有受到外力作用
(2)扩散快慢，除与温度有关外，还与物体的密度、溶液的浓度有关
(3)由于固体、液体、气体在任何状态下都能发生扩散，从而证明任何物体的分子不论在什么状态下都在永不停息地做无规则运动
(1)布朗运动指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，而不是分子的无规则运动，并且是在周围液体分子无规则运动的撞击下运动的
(2)布朗运动的剧烈程度除与液体的温度有关，还与微粒的大小有关
相
同
点
(1)布朗运动和扩散现象都随温度的升高而表现的越明显
(2)它们产生的根本原因相同，都是由于分子永不停息地做无规则运动，因而都能证明分子在永不停息地做无规则运动这一事实
4.布朗运动和热运动的比较
布朗运动
热运动
区别
运动对象是固体颗粒，颗粒越小，布朗运动越明显
运动对象是分子，任何物体的分子都做无规则运动
相同点
(1)无规则运动 (2)永不停息 (3)与温度有关
联系
周围液体(或气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动是热运动的宏观表现
4．用显微镜观察悬浮在液体中的花粉的运动，下列的哪些说法与观察到的结果相符( )
A．花粉在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动
B．制成的悬浮液体静置的时间越长，花粉微粒的运动越微弱
C．花粉的颗粒越大，运动越明显
D．环境的温度越高，花粉的运动越明显
E．跟踪某个具体的花粉颗粒，它的运动总是没有规则
【解析】 布朗运动总是无规则运动，无论静置多久都是如此．悬浮微粒越小，温度越高，无规则运动越明显．
【答案】 ADE
5．下列关于布朗运动的叙述，正确的是( )
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．当液体的温度降到零摄氏度时，固体小颗粒的运动就会停止
C．被冻结的冰块中的小碳粒不能做布朗运动，是因为在固体中不能发生布朗运动
D．做布朗运动的固体颗粒越小，布朗运动越明显
E．因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫热运动
【解析】 布朗运动的特征之一就是无规则性，故A对．布朗运动只能发生在液体或气体中，在固体中不能发生，并不是因为固体分子不运动，任何物质的分子都在永不停息地运动；布朗运动的剧烈程度与温度有关，当温度越低时，布朗运动越不明显，但不会停止，故B错，C对．布朗运动的明显程度受颗粒大小的影响，颗粒越小，受力越不容易平衡，运动越剧烈，故D对．热运动是分子的无规则运动，由于布朗运动不是分子的运动，所以不能说布朗运动是热运动，E错．
【答案】 ACD
6．如图所示是做布朗运动的小颗粒的运动路线记录的放大图，以小颗粒在A点开始计时，每隔30 s记下小颗粒的一个位置，得到B、C、D、E、F、G等点，则小颗粒在经75 s末时的位置，以下叙述中正确的是( )
A．一定在CD连线的中点
B．一定不在CD连线的中点
C．可能在CD连线靠近C的位置
D．可能在CD连线上，但不一定是CD连线的中点
E．可能在CD连线以外的某点上
【解析】 布朗运动是无规则的运动，从颗粒运动到A点计时，每隔30 s，记下颗粒的一个位置，其连线并不是小颗粒运动的轨迹，所以在75 s末时，其所在位置不能在图中确定，故选C、D、E.
【答案】 CDE
布朗运动中的“颗粒”
1．布朗运动的研究对象是小颗粒，而不是分子，属于宏观物体的运动．
2．做布朗运动的小颗粒中含有大量的分子，它们也在做永不停息的无规则运动．
3．液体分子热运动的平均速率比我们所观察到的布朗运动的速率大许多倍．
4．导致布朗运动的根本原因是液体分子的热运动．
课件41张PPT。第一章 分子动理论3.分子的热运动23扩散现象4进入对方无规则运动固态液态气态5无规则运动温度扩散6√×√7891011121314151617181920布朗运动、热运动21微粒无规则不平衡22越小越高无规则23无规则无规则高24√√×√25262728293031323334353637383940点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(三)
(建议用时：45分钟)
[基础达标练]
1．对下列相关物理现象的解释正确的是( )
A．粉笔字在黑板上久了，不易擦除，说明分子做无规则运动
B．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子、混凝土分子都在做无规则的热运动
C．高压下的油会透过钢壁渗出，说明分子是不停运动着的
D．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快会变咸，这是盐分子在高温下分子无规则运动加剧的结果
E．花香四溢，说明分子间有空隙
【解析】 选项A、B属于扩散现象，说明分子都在做无规则的热运动，A、B正确；高压下的油会透过钢壁渗出，这属于物体在外力作用下的机械运动，并不能说明分子是不停运动着的，选项C错误；选项D属于扩散现象，D正确；E项说明分子不停地做无规则运动．
【答案】 ABD
2．通常萝卜腌成咸菜需要几天，而把萝卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味只需几分钟，那么造成这种差别的主要原因，下列说法不正确的是( )
A．盐分子太小了，很容易进入萝卜中
B．盐分子间互相碰撞
C．萝卜分子间有空隙，易扩散
D．炒菜时温度高，分子热运动剧烈
E．腌菜时温度低，分子热运动缓慢
【解析】 萝卜之所以咸的原因是盐分子进入萝卜中，这种现象产生的原因是盐分子的扩散．在扩散现象中，扩散的快慢跟温度有关，温度越高，扩散得越快；温度越低，扩散得越慢．在腌萝卜时，是盐分子在常温下的扩散现象，炒菜时，是盐分子在高温下的扩散现象，因此，炒菜时萝卜咸得快，腌菜时萝卜咸得慢，A、B、C是错误的．
【答案】 ABC
3．在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可以看到悬浮在空气中的颗粒在不停的运动，这些颗粒的运动( )
A．是布朗运动
B．不是布朗运动
C．是自由落体运动
D．不是自由落体运动
E．是由气流和重力引起的
【解析】 这些用肉眼可以看到的微粒是相当大的，某时刻它们所受到的各方向空气分子碰撞的合力几乎为零．这么微小的合力对相当大的微粒来说，是不能使它做布朗运动的．这时微粒的运动是气体对流和重力作用引起的．
【答案】 BDE
4．把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，如图所示，下列说法中不正确的是( )
A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小碳粒，且水分子不停地撞击碳粒
B．小碳粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动
C．越小的碳粒，运动越明显
D．越大的碳粒，运动越明显
E．在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上就是由许许多多的静止不动的水分子组成的
【解析】 水分子在显微镜下是观察不到的，故A错；根据布朗运动的含义可判断B、C对，D错；水分子并不是静止不动的，故E错．
【答案】 ADE
5．下面所列举的现象中，能说明分子是不断运动着的是( )
A．将香水瓶盖打开后能闻到香味
B．汽车开过后，公路上尘土飞扬
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
E．烟囱里冒出的黑烟
【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花粉的运动都说明了分子是不断运动的，故A、C、D均正确；而尘土、黑烟不是单个分子，是由若干个分子组成的固体颗粒，所以尘土飞扬、冒出的黑烟不是分子的运动．
【答案】 ACD
6．下列各现象中解释正确的是( )
A．腌茶叶蛋时，酱油里的色素进入蛋清，是扩散现象
B．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸，这是食盐分子的扩散现象
C．把一块铅和一块金的表面磨光后紧压在一起，在常温下放置四五年，结果铅和金互相会渗入，这是两种金属分别做扩散运动的结果
D．把碳素墨水滴入清水中，稀释后，借助显微镜能够观察到布朗运动现象，这是由碳分子的无规则运动引起的
E．含有泥沙的水经一定时间会澄清是布朗运动
【解析】 A、B、C都是扩散现象；D中做布朗运动的是炭颗粒，而不是碳分子；E中水的澄清过程是由于泥沙在重力作用下的沉淀，不是布朗运动．
【答案】 ABC
7．下列关于热运动的说法中，不正确的是( )
A．热运动是物体受热后所做的运动
B．仅温度高的物体中的分子做无规则运动
C．单个分子做永不停息的无规则运动
D．大量分子做永不停息的无规则运动
E．温度越高，分子无规则运动越剧烈
【解析】 热运动是指物体内大量分子做无规则运动，不是单个分子做无规则运动，在物体内的分子运动速度不同，即使是同一个分子在不同时刻其速度也不同，热运动在宏观上表现的是温度，当分子的平均速率变化时，物体的温度变化，不仅高温物体中的分子在做无规则运动，低温物体内的分子也同样做无规则运动，只是其平均速率不同而已，A、B、C错误，D、E正确．
【答案】 ABC
8．关于布朗运动和扩散现象，下列说法中正确的是( )
A．布朗运动和扩散现象都能在气体、液体和固体中发生
B．布朗运动和扩散现象都是分子的运动
C．布朗运动是微粒运动
D．布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显
E．布朗运动和扩散现象都是永不停息的
【解析】 布朗运动与扩散现象条件不一样：布朗运动只能在气体、液体中发生，而扩散现象可以在固体、液体、气体任何两种物质之间发生，故A错．布朗运动是微粒运动而不是分子的运动，故B错．布朗运动与扩散现象的共同点是两者都是永不停息的，并且温度越高越明显，故C、D、E正确．
【答案】 CDE
[能力提升练]
9．关于悬浮在液体中的固体微粒的布朗运动，下面说法中正确的是( )
A．微粒的无规则运动就是固体微粒的运动
B．微粒的无规则运动是固体微粒分子无规则运动的反映
C．微粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映
D．因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动
E．布朗运动的剧烈程度虽然与温度有关，但不是热运动
【解析】 悬浮在液体中的固体微粒虽然很小，需要用显微镜来观察，但它并不是固体分子，而是千万个固体分子组成的分子团体，布朗运动是这千万个分子团体的一致行动，不能看成是分子的运动，故A正确；产生布朗运动的原因是固体微粒受到周围液体分子的撞击力，由于液体分子运动的无规则性，固体微粒受到撞击力的合力也是无规则的．因此，固体微粒的运动也是无规则的．可见，小颗粒的无规则运动不能证明固体微粒分子做无规则运动，而只能说明液体分子在做无规则运动，因此B错误，C正确；热运动是指分子的无规则运动，由于布朗运动不是分子的运动，所以不能说布朗运动是热运动，故D错误，E正确．
【答案】 ACE
10．图是某液体中布朗运动的示意图(每隔30 s记录一次微粒的位置)，下列说法中正确的是 ( )
A．图中记录的是小颗粒无规则运动的情况
B．图中记录的是粒子做布朗运动的轨迹
C．粒子越大，布朗运动越明显
D．反映了液体分子运动的无规则性
E．粒子越小，布朗运动越明显
【解析】 布朗运动不是固体分子的无规则运动，而是大量液体分子做无规则运动时与悬浮在液体中的小颗粒发生碰撞，从而使小颗粒做无规则运动，即布朗运动是固体颗粒的运动，温度越高，分子运动越剧烈，布朗运动也越剧烈，A正确；粒子越小，某一瞬间跟它撞击的分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，即布朗运动越显著，故C错误，E正确；图中每个拐点记录的是粒子每隔30 s的位置，而在30 s内粒子做的也是无规则运动，而不是直线运动，故B错误；布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性，D正确．
【答案】 ADE
11．“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴．”这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗，描写春季天暖、鸟语花香的山村美景．对于前一句，从物理学的角度可以理解为花朵分泌出的芳香分子运动速度加快，说明当时周边的气温突然________，属于________现象．
【解析】 诗句中“花气袭人”说明发生了扩散现象，而造成扩散加快的直接原因是“骤暖”，即气温突然升高造成的，从物理学的角度看就是当周围气温升高时，花香扩散加剧．
【答案】 升高 扩散
12．下面关于布朗运动的两种说法都是错误的，试分析它们各错在哪里．
(1)在北方冬天的大风天气时，常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，这就是布朗运动．
(2)一滴碳素墨水滴在清水中，过一会儿整杯水都黑了，这是碳分子做无规则运动的结果．
【解析】 (1)能在液体或气体中做布朗运动的微粒(可称为布朗微粒)都是很小的，一般数量级在10－6 m，这种微粒肉眼是看不见的，必须借助于显微镜．冬天大风天气看到的风沙、尘土，都是较大的颗粒，它们的运动不能称为布朗运动．空气中悬浮着许多布朗微粒，但我们的眼睛看不到．
(2)碳素墨水是由研磨得很细的碳粒散布在水溶液中构成的，把它滴入水中，由于碳并不溶于水，它仍以小碳粒的形式存在，这些小碳粒受水分子的撞击，要做布朗运动，并使得整杯水都黑了．布朗运动并不是固体分子的运动，因此说“这是碳分子做无规则运动的结果”是错误的．
【答案】 见解析
