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第七章 分子动理论
第七章 分子动理论
无规则
无规则
扩散
进入
无规则
不平衡
永不停息
微粒
大小
高低
小
高
间接
无规则
无规则
激烈
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第2节 分子的热运动
1.了解扩散现象是由分子的运动产生的． 2.知道什么是布朗运动，理解布朗运动产生的原因． 3．知道什么是分子的热运动，理解分子热运动与温度的关系．
一、扩散现象
1．定义：不同物质彼此进入对方的现象．
2．产生原因：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．意义：反映分子在做永不停息的无规则运动．
1．(1)将一碗小米倒入一碗大米中，发现小米进入了大米的间隙之中，这属于扩散现象．( )
(2)扩散现象不能发生在固体之间．( )
(3)温度越高，扩散现象越明显．( )
提示：(1)× (2)× (3)√
二、布朗运动
1．定义：悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动叫做布朗运动．
2．产生原因：大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性造成的．
3．运动特点
(1)运动永不停息；
(2)轨迹无规则．
4．影响因素：微粒的大小和温度的高低．若微粒越小，温度越高，布朗运动就越激烈．
5.意义：布朗运动虽然不是分子的运动，但它间接反映了液体(或气体)分子运动的无规则性．
2．(1)布朗运动就是液体分子的无规则运动．( )
(2)液体中悬浮的微粒越大，布朗运动越明显．( )
(3)布朗运动的剧烈程度与温度有关．( )
提示：(1)× (2)× (3)√
三、热运动
1．定义：分子永不停息的无规则运动．
2．特点
(1)永不停息；
(2)运动无规则；
(3)温度越高，分子的热运动越激烈．
3．(1)温度越高，分子热运动越剧烈．( )
(2)扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做热运动．( )
(3)布朗运动就是分子的热运动．( )
提示：(1)√ (2)√ (3)×
扩散现象
1．影响扩散现象明显程度的因素
(1)双方的物态：扩散现象发生时，气态物质的扩散现象最快最显著，液态物质次之，固态物质的扩散现象最慢，短时间内非常不明显．
(2)双方的温度：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)双方的浓度差：扩散现象发生的明显程度还与两种物质的浓度差有关，浓度差越大，扩散现象越明显．
2．成因分析：扩散现象不是外界作用(例如对流、重力作用等)引起的，也不是化学反应的结果，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表现．
(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( )
A．温度越高，扩散进行得越快
B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应
C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
D．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
[解析] 扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项A正确；扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项B、D错误，选项C正确．
[答案] AC
(1)扩散现象在任何情况下都可以发生，与外界因素无关．
(2)当两部分的分子分布浓度相同时，浓度不再变化，宏观上扩散停止，但分子运动并没有停止，这种状态是一种动态平衡．
(多选)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．粉笔吸墨水
C．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸
D．把一堆煤放在白色墙角，几年后铲下煤后发现墙中有煤
解析：选CD．扩散现象是指两种不同的分子互相渗透到对方的现象，它是分子运动引起的，天空中的小水滴不是分子，小水滴悬浮于空气中并非分子运动所为，选项A错误；粉笔吸墨水是毛细现象，不是扩散现象，选项B是错误的；整杯水变咸是盐分子渗透到水分子之间的结果，墙中有煤是煤分子渗透的结果，选项C、D是正确的．
布朗运动
1．微粒的大小：能做布朗运动的微粒是由许多分子组成的颗粒(注意不是分子)，大小数量级为10－6 m，人眼直接观察看不到，但在光学显微镜下可以看到．
2．无规则性：悬浮微粒受到液体分子在各个方向上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．
3．影响布朗运动显著程度的因素
(1)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，来自各方向的冲击力越不易平衡；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．
(2)温度越高，布朗运动越激烈：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，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越激烈．
4．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激烈程度与温度有关．
命题视角1 对布朗运动的理解
(多选)下列关于布朗运动的说法，正确的是( )
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈
C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的
D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的
? ?
[解析] 布朗运动的研究对象是固体小颗粒，而不是液体分子，故A选项错误；布朗运动的影响因素是温度和颗粒大小，温度越高、颗粒越小，布朗运动越明显，故B选项正确；布朗运动是由于固体小颗粒受液体分子的碰撞作用不平衡而引起的，而不是由液体各部分的温度不同而引起的，故C选项错误，D选项正确．
[答案] BD
命题视角2 布朗运动观测记录图象
做布朗运动实验，得到某个观测记录如图．图中记录的是( )
A．分子无规则运动的情况
B．某个微粒做布朗运动的轨迹
C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线
D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
[解析] 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然无规则，所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误；对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度—时间图线，故C项错误；故只有D项正确．
[答案] D
命题视角3 布朗运动与扩散现象的比较
(多选)下列关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是( )
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．布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显
D．布朗运动和扩散现象都能说明分子的运动是永不停息的
[解析] 布朗运动可以在气体和液体中发生，但不能在固体中进行；而扩散现象在气体、液体和固体中都能发生．布朗运动是微小固体颗粒的运动，而扩散现象是分子的运动．由于温度越高，分子的无规则运动越剧烈，自然扩散现象在温度越高时越明显，而液体(或气体)分子的无规则运动加剧加快了它们对布朗颗粒的碰撞频率，所以布朗运动也是温度越高越明显．由于分子的热运动是永不停息的、无规则的，所以布朗运动和分子扩散的运动都能说明分子的运动是永不停息的．故选C、D．
[答案] CD
对布朗运动的三点说明
(1)布朗运动是固体微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，也不是微粒内分子的无规则运动．
(2)微粒悬浮在气体、液体内，在任何温度下都会做布朗运动．
(3)微粒悬浮在气体中，在气流作用下做的无规则运动不是布朗运动．
【通关练习】
1．关于布朗运动，下列说法正确的是( )
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．布朗运动证明了组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
C．布朗运动可以发生在气体、液体中
D．PM 2.5——空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，它在空气中的运动属于分子运动
解析：选C.布朗运动是指悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故A错误；布朗运动证明了液体分子在做无规则运动，不能证明固体小颗粒的运动，故B错误；布朗运动可以发生在气体、液体中，故C正确；PM 2.5(直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物)属于固体颗粒，其运动不是分子热运动，故D错误．
2．(多选)下列说法正确的是( )
A．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动
B．液体分子的无规则运动称为布朗运动
C．扩散现象表明，分子在永不停息地运动
D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素
解析：选ACD．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动，选项A正确，B错误；扩散现象表明，分子在永不停息地做无规则运动，选项C正确；在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素，选项 D正确．
分子热运动
1．对热运动的理解
(1)所谓分子的“无规则运动”，是指由于分子之间的相互碰撞，每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断地变化．标准状况下，一个空气分子在1 s内与其他空气分子的碰撞高达65亿次，所以大量分子的运动是十分混乱的，也就是说是无规则的．
(2)热运动是对大量分子而言的，对个别分子无意义．
(3)分子热运动的剧烈程度虽然受到温度影响，温度高运动快，温度低运动慢，但分子的运动永远不会停息．
2．布朗运动与热运动的区别与联系
布朗运动 热运动
不同点 研究对象 悬浮于流体中的微粒 分子
观察难易程度 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)运动无规则；(2)永不停息地运动；(3)温度越高越激烈
联系 周围液体(气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动反映了分子的热运动
(多选)关于布朗运动和分子的热运动，下列说法正确的是( )
A．分子的热运动就是布朗运动
B．布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动，它反映了液体分子的无规则运动
C．温度越高，悬浮微粒越大，布朗运动越激烈
D．物体的温度越高，内部分子的热运动越激烈
[解析] 分子的热运动是分子的无规则运动，布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动，它是由液体分子的无规则运动引起的，温度越高，布朗运动越激烈，微粒越小，液体分子撞击的不平衡性越明显，布朗运动越激烈，分子热运动的激烈程度由温度决定，故A、C错误，B、D正确．
[答案] BD
分子热运动的“热”字，应该赋予其两层含意：
(1)指分子无规则运动，不是宏观物体的机械运动．
(2)温度越高分子运动越激烈，与何种分子无关．
(多选)下面所列举的现象，能说明分子是不断运动着的是( )
A．将香水瓶盖打开后能闻得到香味
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
解析：选ACD．将香水瓶盖打开后能闻到香味，是香水的分子做扩散运动的结果，能说明分子是不断运动着，故A正确；汽车开过后，公路上尘土飞扬，是由于尘土受到风的吹动，与分子的运动无关，故B错误；洒在地上的水，过一段时间就干了说明水分子扩散到了其他的地方，能说明分子是不断运动着，故C正确；悬浮在水中的花粉做无规则的运动是布朗运动，它是分子的无规则运动的反映，故D正确.
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