分子的熱運(yùn)動

第二節(jié).分子的熱運(yùn)動學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動以及熱運(yùn)動的定義．2．掌握布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因．3．知道什么是熱運(yùn)動及決定熱運(yùn)動激烈程度的因素．重點(diǎn)難點(diǎn)：1.布朗運(yùn)動的特點(diǎn)及產(chǎn)生原因．2．布朗運(yùn)動和分子熱運(yùn)動的區(qū)別和聯(lián)系．課標(biāo)定位一：擴(kuò)散現(xiàn)象1.定義：不同物質(zhì)相互接觸時彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散2.原因：物質(zhì)分子的無規(guī)則運(yùn)動

擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體、固體都能發(fā)生．3.溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯

（2）分子間有間隙4.擴(kuò)散現(xiàn)象說明

（1）直接說明了組成物體的分子總是不停地做無規(guī)則運(yùn)動二、布朗運(yùn)動

布朗是英國的一位植物學(xué)家。1827年，布朗用顯微鏡觀察植物的花粉微粒懸浮在靜止水面上的形態(tài)時，卻驚奇地發(fā)現(xiàn)這些花粉微粒在不停地作無規(guī)則運(yùn)動。布朗經(jīng)過反復(fù)觀察后，寫下了這樣的一段文字：“我確信這種運(yùn)動不是由于液體的流動所引起，也不是由于液體的逐漸蒸發(fā)所引起，而是屬于粒子本身的運(yùn)動?！?/p>

1．布朗運(yùn)動：懸浮在液體(氣體）中的固體微粒永不停息的無規(guī)則運(yùn)動叫做布朗運(yùn)動．追蹤一個微粒的運(yùn)動將每隔30s觀察到的微粒的位置，用直線把他們依次連接起來。

圖中的連線是不是花粉微粒運(yùn)動的實(shí)際路線？不是4

花粉微粒的運(yùn)動是無規(guī)則的。不同的花粉微粒的運(yùn)動路線是不同的布朗運(yùn)動是怎樣產(chǎn)生的？IV一顆微粒受到液體分子撞擊的情景IV

懸浮的微粒足夠小時，受到的來自各個方向的液體分子的撞擊作用是不平衡的。在某一瞬間，微粒在某個方向受到的撞擊作用強(qiáng)，致使微粒運(yùn)動。在下一瞬間，微粒在另一方向受到的撞擊作用強(qiáng)，致使微粒又向其它方向運(yùn)動。這樣，就引起了微粒的無規(guī)則運(yùn)動。2．布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因：大量液體分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動時，對懸浮在其中的微粒撞擊作用的不平衡性是產(chǎn)生布朗運(yùn)動的原因．即：液體分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動是產(chǎn)生布朗運(yùn)動的原因．

布朗運(yùn)動是觀察到的懸浮小顆粒(足夠小)的無規(guī)則運(yùn)動，不是分子的運(yùn)動。但它間接反映了氣體、液體分子在不停地做無規(guī)則的熱運(yùn)動。布朗運(yùn)動跟什么因素有關(guān)？3.影響因數(shù)：布朗運(yùn)動是分子的運(yùn)動嗎？

布朗運(yùn)動是懸浮于液體中微粒的無規(guī)則運(yùn)動，這種微粒是由成千上萬個分子組成的集合體，因此它的無規(guī)則運(yùn)動不是分子的熱運(yùn)動。液體分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動是產(chǎn)生布朗運(yùn)動的原因，微粒運(yùn)動的無規(guī)則性反映了液體內(nèi)部分子運(yùn)動的無規(guī)則性。為什么顆粒越小，布朗運(yùn)動越明顯？顆粒越小每一瞬間受到液體分子撞擊的數(shù)目少受力極易不平衡顆粒越大同時跟它撞擊的分子數(shù)多受力的平均效果互相平衡質(zhì)量大，慣性大運(yùn)動狀態(tài)難改變

為什么隨著溫度的升高微粒的布朗運(yùn)動越加激烈？

溫度升高，反映了液體分子運(yùn)動的平均動能增大。液體分子對微粒的碰撞次數(shù)將增加，而且每次撞擊作用將增強(qiáng)。這就使微粒受到來自各方向的液體分子的撞擊作用的不平衡現(xiàn)象加劇，引起微粒的布朗運(yùn)動越加激烈4.布朗運(yùn)動的特點(diǎn)：

無規(guī)則；永不停息；溫度越高，顆粒越小，運(yùn)動越激烈；布朗運(yùn)動能夠在液體和氣體中發(fā)生！

擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動都表明分子在永不停息地作無規(guī)則的運(yùn)動，而且溫度越高，分子的無規(guī)則運(yùn)動就越激烈。

這說明物體的溫度高低是與內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動的劇烈程度直接相關(guān)的。

物理學(xué)中分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動稱為熱運(yùn)動三、熱運(yùn)動

從較暗的房間里觀察到入射陽光的細(xì)光束中有懸浮在空氣里的塵埃微粒在左右上下游動，塵埃微粒的運(yùn)動是布朗運(yùn)動嗎？為什么？不是1.從微粒運(yùn)動的原因來說，布朗運(yùn)動微粒是由于受到周圍作無規(guī)則運(yùn)動的分子的撞擊，且來自各個方向撞擊的不均衡而引起的。陽光中的塵埃微粒的運(yùn)動是由于受到空氣氣流的沖擊裹挾而形成的（氣流運(yùn)動不是空氣分子的無規(guī)則熱運(yùn)動）。2.從觀察方式來說，布朗微粒是很小的，需要在顯微鏡里觀看，塵埃粒子在陽光下肉眼就可見了，這樣大的顆粒，就是受到周圍作無規(guī)則熱運(yùn)動的空氣分子的撞擊，也無法呈現(xiàn)出布朗運(yùn)動來的。3.從觀察到的情景來說，作布朗運(yùn)動的微粒的運(yùn)動是無規(guī)則的，隨著周圍分子撞擊次數(shù)的變化，微粒會很快地改變運(yùn)動方向。而在陽光下的塵埃粒子的運(yùn)動是隨氣流一起運(yùn)動的，其方向改變要緩慢得多，而且由于塵埃受重力作用，其總趨勢是向下的。1、在長期放著煤的墻角處，地面和墻角相當(dāng)厚的一層染上黑色，這說明（）A、分子是在不停的運(yùn)動著B、煤是由大量分子組成的C、分子之間是有空隙的D、物體之間有相互作用力AC2.“布朗運(yùn)動”是說明分子運(yùn)動的重要實(shí)驗(yàn)事實(shí)。則布朗運(yùn)動是指：（）A：液體分子的運(yùn)動；B：懸浮在液體中的固體分子的運(yùn)動；C：懸浮在液體中的固體顆粒的運(yùn)動；D：液體分子和固體分子的共同運(yùn)動；C3下列現(xiàn)象中,能說明分子是不斷運(yùn)動著的是（）A：將香水瓶打開后能聞到香味；B：汽車開過后,公路上塵土飛揚(yáng)；C：灑在地上的水,過一段時間就干了；D：懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運(yùn)動；A、C、D小結(jié)：1、擴(kuò)散現(xiàn)象是物體本身的分子作永不停息的無規(guī)則運(yùn)動的結(jié)果2、布朗運(yùn)動反映了液體或氣體內(nèi)部分子作永不停息、無規(guī)則的熱運(yùn)動。4、布朗運(yùn)動的運(yùn)動劇烈程度跟液體或氣體的溫度及小顆粒的大小直接相關(guān)。3、布朗運(yùn)動是懸浮小顆粒的運(yùn)動，不是分子的運(yùn)動。5.分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動稱為熱運(yùn)動核心要點(diǎn)突破一、對布朗運(yùn)動的理解1．顆粒的大?。耗茏霾祭蔬\(yùn)動的微粒是由許多分子組成的顆粒(注意不是分子)，其大小在光學(xué)顯微鏡下可以看到，但人眼直接觀察看不到(其大小數(shù)量級一般在10－6m)．2．布朗運(yùn)動的特點(diǎn)：①永不停息；②無規(guī)則；③微粒越小，運(yùn)動越劇烈；④溫度越高，運(yùn)動越劇烈．3．布朗運(yùn)動的示意圖：課本6頁圖7.2－5記錄的并非微粒做布朗運(yùn)動的運(yùn)動軌跡，而是每隔30s微粒位置的連線，從這些連線上就已經(jīng)看出布朗運(yùn)動的無規(guī)則性，實(shí)際上微粒在30s內(nèi)也不是沿直線運(yùn)動．4．布朗運(yùn)動的產(chǎn)生(1)布朗運(yùn)動的無規(guī)則性．懸浮微粒受到液體分子撞擊不平衡是形成布朗運(yùn)動的原因，由于液體分子的運(yùn)動是無規(guī)則的，使微粒受到較強(qiáng)撞擊的方向也不確定，所以布朗運(yùn)動是無規(guī)則的．(2)微粒越小，布朗運(yùn)動越明顯．懸浮微粒越小，某時刻與它相撞的分子數(shù)越少，來自各方向的沖擊力越不平衡；另外微粒越小，其質(zhì)量也就越小，相同沖擊力下產(chǎn)生的加速度越大，因此微粒越小，布朗運(yùn)動越明顯．(3)溫度越高，布朗運(yùn)動越激烈．溫度越高，液體分子的運(yùn)動(平均)速率越大，對懸浮于其中的微粒的撞擊作用也越大，微粒越不易平衡，產(chǎn)生的加速度也越大，因此溫度越高，布朗運(yùn)動越激烈．5．布朗運(yùn)動的意義盡管布朗運(yùn)動本身并不是分子的運(yùn)動，但由于它的形成原因是由于分子的撞擊所致，所以它能反映分子的運(yùn)動特征，這就是布朗運(yùn)動的意義所在．即時應(yīng)用

(即時突破，小試牛刀)1．關(guān)于布朗運(yùn)動，下列說法正確的是(

)A．布朗運(yùn)動只能在液體中發(fā)生B．陽光從縫隙射入教室，從陽光中看到的塵埃的運(yùn)動就是布朗運(yùn)動C．布朗研究懸浮在水中的花粉顆粒時，用放大鏡看到了花粉的無規(guī)則運(yùn)動D．我們把墨汁滴在水中，不能用肉眼看到炭粒做布朗運(yùn)動解析：選D.布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因是周圍液體(或氣體)分子對懸浮顆粒撞擊的不均衡造成的，在氣體中也能發(fā)生，A錯．從陽光中看到的塵埃，其尺寸往往比布朗運(yùn)動中固體微粒的尺寸大得多，空氣分子對它們的碰撞的不均衡性已不甚明顯，它們在空中的無序翻滾主要是在重力、浮力和氣流的共同影響下形成的，不是布朗運(yùn)動，B錯．要觀察布朗運(yùn)動必須借助于顯微鏡，不能用放大鏡看到，更不可能用肉眼直接觀察到，故C錯，D正確．二、布朗運(yùn)動與擴(kuò)散、分子熱運(yùn)動的比較1．布朗運(yùn)動與擴(kuò)散的比較(1)相同點(diǎn)：首先它們都反映了分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動；其次，擴(kuò)散和布朗運(yùn)動都隨溫度的升高表現(xiàn)得越明顯．(2)不同點(diǎn)：擴(kuò)散是兩種不同物質(zhì)接觸時，沒有受到外力影響而出現(xiàn)彼此的分子進(jìn)入到對方里去的現(xiàn)象．氣體、液體、固體都有擴(kuò)散現(xiàn)象．?dāng)U散快慢除和溫度有關(guān)外，還和物體的密度差、濃度差有關(guān)．物體的密度差(或濃度差)越大，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快．而布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的小顆粒所做的無規(guī)則運(yùn)動，其運(yùn)動的激烈程度與微粒的大小和液體的溫度有關(guān)．2．布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動的比較布朗運(yùn)動分子熱運(yùn)動區(qū)別研究對象是固體顆粒，顆粒越小，布朗運(yùn)動越明顯，在液體、氣體中發(fā)生研究對象是分子，任何物體的分子都做無規(guī)則運(yùn)動相同點(diǎn)①無規(guī)則運(yùn)動②永不停息③與溫度有關(guān)聯(lián)系周圍液體(或氣體)分子的熱運(yùn)動是布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因，布朗運(yùn)動是熱運(yùn)動的宏觀表現(xiàn)即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)2．下列有關(guān)擴(kuò)散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動、分子運(yùn)動的敘述中，正確的是(

)A．?dāng)U散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動都說明了分子在做無規(guī)則的運(yùn)動B．?dāng)U散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動沒有本質(zhì)的區(qū)別C．?dāng)U散現(xiàn)象突出說明了物質(zhì)的遷移規(guī)律，布朗運(yùn)動突出說明了分子運(yùn)動的無規(guī)則性規(guī)律D．?dāng)U散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動都與溫度有關(guān)解析：選ACD.擴(kuò)散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動都是分子做無規(guī)則運(yùn)動的結(jié)果，所以A對；擴(kuò)散是物質(zhì)分子的遷移，布朗運(yùn)動是宏觀顆粒的運(yùn)動，是兩種完全不相同的運(yùn)動，則B錯C對．兩個實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動隨溫度的升高而加劇，所以都與溫度有關(guān)，D對．課堂講練類型一對擴(kuò)散現(xiàn)象的理解

如圖7－2－1所示，一個裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮?dú)怏w的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開．對于抽去玻璃板后所發(fā)生的現(xiàn)象，(已知二氧化氮的密度比空氣的密度大)下列說法正確的是(

)例1圖7－2－1A．當(dāng)過一段時間可以發(fā)現(xiàn)上面瓶中的氣體也變成了淡紅棕色B．二氧化氮由于密度較大，不會跑到上面的瓶中，所以上面瓶不會出現(xiàn)淡紅棕色C．上面的空氣由于重力作用會到下面的瓶中，于是將下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以會發(fā)現(xiàn)上面瓶中的瓶口處顯淡紅棕色，但在瓶底處不會出現(xiàn)淡紅棕色D．由于氣體分子在運(yùn)動著，所以上面的空氣會到下面的瓶中，下面的二氧化氮也會自發(fā)地運(yùn)動到上面的瓶中，所以最后上、下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致【精講精析】抽去玻璃板后，空氣與二氧化氮兩種氣體接觸，發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，過一段時間空氣、二氧化氮?dú)怏w會均勻分布在上下兩廣口瓶當(dāng)中，顏色均勻一致，都呈淡紅棕色，A、D對，B、C錯．【答案】

AD【規(guī)律總結(jié)】

(1)擴(kuò)散現(xiàn)象在任何情況下都可以發(fā)生，與外界因素?zé)o關(guān)．(2)當(dāng)兩部分的分子分布濃度相同時，濃度不再變化，宏觀上擴(kuò)散停止，但分子運(yùn)動并沒有停止，因此這種狀態(tài)是一種動態(tài)平衡．變式訓(xùn)練1通常把蘿卜腌成咸菜需要幾十天，而把蘿卜炒成熟菜，使之有相同的咸味，只需幾分鐘，造成這種差別的主要原因是(

)A．鹽的分子很小，容易進(jìn)入蘿卜中B．鹽分子有相互作用的斥力C．蘿卜分子間有空隙，易擴(kuò)散D．炒菜時溫度高，分子熱運(yùn)動激烈解析：選D.炒菜時溫度高，鹽分子的熱運(yùn)動加劇，能更快地進(jìn)入蘿卜中．類型二對布朗運(yùn)動的理解

關(guān)于布朗運(yùn)動，下列說法中正確的是(

)A．懸浮的微粒越大，布朗運(yùn)動越明顯B．布朗運(yùn)動是液體分子無規(guī)則運(yùn)動的反映C．強(qiáng)烈的陽光射入較暗的房間內(nèi)，在光束中可以看到有懸浮在空中的微塵不停地做無規(guī)則運(yùn)動，這也是一種布朗運(yùn)動D．因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動的激烈程度跟溫度有關(guān)，所以布朗運(yùn)動也叫做熱運(yùn)動例2解:布朗運(yùn)動是懸浮微粒受到液體分子的沖擊力不平衡造成的，微粒越大，在某一瞬時跟它相撞的分子數(shù)越多，各個方向撞擊作用接近平衡，故布朗運(yùn)動越不明顯，故A錯；布朗運(yùn)動的規(guī)律反映了液體分子運(yùn)動的規(guī)律，故B對；能做布朗運(yùn)動的微粒都很小，一般數(shù)量級在10－6m，人眼不可能直接觀察到，只能借助光學(xué)顯微鏡觀察，塵埃的運(yùn)動是空氣對流產(chǎn)生的，不是布朗運(yùn)動，故C錯；熱運(yùn)動指分子的運(yùn)動，布朗運(yùn)動不是熱運(yùn)動，故D錯．【答案】

B變式訓(xùn)練2有關(guān)布朗運(yùn)動的下列敘述中，正確的是(

)A．把碳素墨水滴入清水中，觀察到布朗運(yùn)動，這是碳分子的無規(guī)則運(yùn)動B．布朗運(yùn)動是否顯著與懸浮在液體中的固體微粒的大小無關(guān)C．布朗運(yùn)動的激烈程度與液體溫度有關(guān)，微粒大小一定時，液體溫度越高，布朗運(yùn)動越顯著D．微粒布朗運(yùn)動的無規(guī)則性，反映了液體的內(nèi)部分子運(yùn)動的無規(guī)則性解析：選CD.布朗運(yùn)動是固體微粒的運(yùn)動；由布朗運(yùn)動的產(chǎn)生原因知A、B錯，C、D正確．類型三對布朗運(yùn)動示意圖的理解

做布朗運(yùn)動實(shí)驗(yàn)，得到某個觀測記錄如圖7－2－2.圖中記錄的是(

)A．分子無規(guī)則運(yùn)動的情況B．某個微粒做布朗運(yùn)動的軌跡C．某個微粒做布朗運(yùn)動的速度－時間圖線D．按等時間間隔依次記錄的某個運(yùn)動微粒位置的連線例3圖7－2－2【精講精析】圖中的折線記錄的是某個做布朗運(yùn)動的微粒按相等時間間隔依次記錄的位置連線，不是分子無規(guī)則運(yùn)動的情況，也不是微粒做布朗運(yùn)動的軌跡，更不是微粒運(yùn)動的v－t圖線，故D對，A、B、C錯．【答案】

D變式訓(xùn)練3如圖7－2－3所示是布朗運(yùn)動小顆粒的位置連線放大圖，從小顆粒在A點(diǎn)開始計時，每隔30s記下小顆粒的位置，得到B、C、D、E、F、G、I等點(diǎn)，則小顆粒在第75s末時的位置，以下敘述中正確的是(

)圖7－2－3A．一定在CD連線的中點(diǎn)B．一定不在CD連線的中點(diǎn)C．可能在CD連線上，但不一定在CD連線中點(diǎn)D．可能在CD連線以外的某些點(diǎn)上解析：選CD.布朗運(yùn)動是無規(guī)則的運(yùn)動，每隔30s記下顆粒的一個位置，其連線不是運(yùn)動軌跡，其實(shí)在這30s內(nèi)運(yùn)動也是雜亂無章的，不是沿直線運(yùn)動的．在75s末小顆粒可能在CD連線上，也可能在CD的中點(diǎn)，也可能在CD連線外的任一位置，故C、D正確．1．關(guān)于布朗運(yùn)動，下列說法正確的是()DA．布朗運(yùn)動是指在顯微鏡中看到的液體分子的無規(guī)則運(yùn)動B．布朗運(yùn)動反映了固體分子永不停止的無規(guī)則運(yùn)動C．懸浮微粒越大，布朗運(yùn)動越顯著D．液體溫度越高，布朗運(yùn)動越顯著2．關(guān)于分子熱運(yùn)動和布朗運(yùn)動，下列說法正確的是()A．布朗微粒越大，同一時刻與之碰撞的液體分子越多，布朗運(yùn)動越顯著B

B．布朗運(yùn)動是分子無規(guī)則運(yùn)動的反映

C．當(dāng)物體的溫度達(dá)到0℃時，物體分子的熱運(yùn)動就會停止

D．布朗運(yùn)動的劇烈程度和溫度有關(guān)，所以布朗運(yùn)動也叫熱運(yùn)動

3．用顯微鏡觀察懸浮在水中的花