2020-2021学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册课件：1.3分子运动速率分布规律13 张PPT

3　分子运动速率分布规律
1.初步了解什么是“随机事件”和“统计规律”。
2.知道气体分子运动的特点。
3.知道气体分子运动速率分布规律。
4.理解气体压强的微观意义,知道气体压强大小的决定因素。
(1)必然事件:在一定条件下,若某事件①　必然????出现,这个事件叫作必然事件。
(2)不可能事件:在一定条件下,若某事件不可能出现,这个事件叫作不可能事件。
(3)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②　规律性????,这种规律就叫作统计规
律。热现象与大量分子热运动的统计规律有关。
1 | 随机性与统计规律
1.气体的微观结构特点
(1)气体分子间距离大约是分子直径的③　10????倍左右。
(2)气体分子间距离比较大,分子间的作用力很④　弱????。
2.气体分子运动的特点
(1)气体分子运动的自由性: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⑤　匀速直线????运动,气体充满它能达到的⑥　整个空间????。
2 | 气体分子运动的特点
(2)单个分子运动的无序性:气体分子之间频繁地碰撞,每个分子的速度大小和方向
频繁地⑦　改变????。分子的热运动永不停息,单个分子的运动⑧　杂乱无章????;在
某一时刻,向着⑨　任何一个方向????运动的分子都有。
(3)大量分子运动的规律性:在某一时刻,向各个方向运动的气体分子数目几乎⑩????
相等????。
1.氧气分子的速率分布图像
?
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。
3 | 分子运动速率分布图像
2.统计规律
(1)在一定?　温度????下,不管个别分子怎样运动,气体的多数分子的速率都在某个
数值附近,表现出“?　中间多、两头少????”的分布规律。
(2)当温度升高时,“?　中间多、两头少????”的分布规律不变,速率大的分子比例
?　增多????。
1.气体压强的形成原因
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。
2.分子给器壁的作用力分析
??????
4 | 气体压强的微观解释
气体分子受到的冲量为
FΔt=-mv-mv=-2mv
气体分子受到的作用力为
F=-?
根据牛顿第三定律,器壁受到的作用力为
F'=?
3.气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。对于单个分子来说,这
种撞击是间断的、不均匀的,但是对于大量分子总的作用来说,就表现为连续的和
均匀的了。器壁单位面积上受到的压力,就是气体的压强。
1.伽尔顿板实验表明,大量随机事件的整体会表现出一定的规律性。?(　√　)
2.氧气分子的速率分布图像表明,大多数气体分子的速率处于中间值,少数分子的
速率较大或较小。?(　√　)
3.模拟气体压强产生机理的实验表明,气体的压强是大量气体分子频繁持续地碰撞
器壁而产生的。?(　√　)
4.气体分子沿各个方向运动的机会相等。?(　√　)
提示:气体分子沿各个方向运动的数目相等,这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。
5.气体的温度升高时,所有气体分子的速率都增大。?(?????　)
提示:气体的温度升高时,大多数气体分子的速率增大。
6.气体的压强是由于气体分子受到重力而产生的。?(?????　)
提示:气体的压强是由于大量气体分子不断撞击器壁,对器壁产生作用力从而产生的。
判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ?” 。
1 |气体分子运动的特点的进一步理解
运动自由性的结果
气体分子间距离大(约为分子直径的10倍),分子间作用力小(可忽略),可以自由运动,
所以气体没有一定的体积和形状。
无序性与规律性的矛盾和统一
(1)大量气体分子的速率分布呈现“中间多(分子数目多),两头少(速率大或小的分
子数目少)”的规律。
(2)当温度升高时,“中间多”的这一“高峰”向速率大的一方移动,即速率大的分
子数目增多,速率小的分子数目减少,分子的平均速率增大,分子的热运动更剧烈。
(3)单个或少量分子的运动是“个别行为”,具有不确定性。大量分子的运动是
“集体行为”,具有规律性,即遵从统计规律。
2 |气体压强的产生原因及决定因素
情境????自行车的轮胎没气后会变瘪,用打气筒向里打气,打进去的气越多,轮胎会越
“硬”。在炎热的夏天,打足了气的汽车轮胎在日光的曝晒下容易胀破。
问题
1.假设轮胎的容积和气体的温度不发生变化,对于打进去的气越多自行车的轮胎会
越“硬”的现象,你怎样用分子动理论的观点来解释?
提示:轮胎的容积不发生变化,随着气体不断地打入,轮胎内气体分子的数密度不断
增大,温度不变意味着气体分子的平均速率没有发生变化,故气体压强不断增大,轮
胎会越来越“硬”。
2.对于在炎热的夏天,打足了气的汽车轮胎在日光的曝晒下容易胀破的现象,你怎
样用分子动理论的观点来解释?
提示:在日光曝晒下,轮胎内气体温度显著升高,气体分子热运动加剧,分子的平均速
率增大,使气体压强增大,超过轮胎的承受能力,轮胎便会胀破。
决定气体压强的微观因素
(1)气体分子的平均速率:气体的温度高,气体分子的平均速率就大,气体分子与器壁
碰撞(可视为弹性碰撞)时给器壁的作用力就大,则气体的压强就大。
(2)气体分子的数密度(单位体积内气体分子的数目):气体分子的数密度大,在单位
时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就多,给器壁的平均作用力就大,则气体的压
强就大。
决定气体压强的宏观因素
(1)与温度有关:在体积不变的情况下,温度越高,气体分子的平均速率越大,则气体
的压强越大。
(2)与体积有关:在温度不变的情况下,体积越小,气体分子的数密度越大,则气体的
压强越大。