13分子運動速率分布規(guī)律(jsszcxf)公開課

1.3分子運動速率分布規(guī)律

大量隨機事件的整體往往會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，這種規(guī)律就叫作統(tǒng)計規(guī)律（statisticalregularity）。隨機事件的出現(xiàn)有其偶然性在一定條件下，若某事件必然出現(xiàn)，這個事件叫作必然事件。在一定條件下，若某事件不可能出現(xiàn)，這個事件叫作不可能事件。若在一定條件下某事件可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)，這個事件叫作隨機事件。

如果投入大量的小球，靠近入口的狹槽內(nèi)的小球數(shù)目多，遠離入口的狹槽內(nèi)小球的數(shù)目少。

伽爾頓板的上部規(guī)則地釘有鐵釘，下部用豎直隔板隔成等寬的狹槽。

從頂部入口投入一個小球時，小球落入某個狹槽是偶然的。

分子的運動是無規(guī)則的，每個分子的運動都具有不確定性。但物體是由大量分子組成的所以看起來無規(guī)則的分子熱運動，也必定是有一定的規(guī)律的——統(tǒng)計規(guī)律。一、氣體分子運動的特點通常認為，氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做勻速直線運動，氣體充滿它能達到的整個空間。液體的分子一個挨著一個地排列氣體的分子距離大約是分子直徑的10倍左右液體變?yōu)闅怏w后，體積要增大上千倍質(zhì)點分子的大小相對分子間的空隙來說很小分子間的作用力很弱一、氣體分子運動的特點分子的個數(shù)與它們所占空間體積之比叫作分子的數(shù)密度，通常用n

表示。氣體距離大約是分子直徑的10倍左右但分子的數(shù)密度仍然十分巨大分子之間頻繁地碰撞，每個分子的速度大小和方向頻繁地改變分子的運動雜亂無章在某一時刻，向著任何一個方向運動的分子都有而且向各個方向運動的氣體分子數(shù)目幾乎相等。雖然氣體分子的分布比液體稀疏一、氣體分子運動的特點（1）對某個分子而言，分子在做勻速直線運動，在某一時刻，沿著什么方向、以多大的速率運動都具有偶然性。（2）對于大量分子而言，分子的運動具有規(guī)律性，即在某一時刻，向著任何方向運動的分子都有，且向著各個方向運動的分子數(shù)目近似相等。二、分子運動速率分布圖像大量分子做無規(guī)則運動，速率有大有小，下表是氧氣分子在0°C和100°C兩種不同情況下的速率分布情況。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)繪制圖像1、氣體分子速率分布++++++

+

++＝100++++++

+

+

+＝100二、分子運動速率分布圖像溫度為00C溫度為1000C“溫度越高，越”1、0°C和100°C氧氣分子的速率都呈“中間多、兩頭少”的分布。2、氣體分子速率分布特征2、0°C時，速率在300?400m/s的分子最多。100°C時，速率在400?500m/s的分子最多。3、100°C的氧氣，速率大的分子比例較多，其分子的平均速率比0°C的大。分子的熱運動劇烈分子運動速率分布圖像③溫度越高，分子熱運動越劇烈①在任意溫度下，所有氣體分子的速率都呈“中間多、兩頭少”的分布。②當溫度升高時，“中間多”這一高峰向速率大的一方移動。

注意：溫度升高，氣體分子的平均速率變大，但是具體到某一個氣體分子，其速率可能變大也可能變小，無法確定。三、氣體壓強的微觀解釋選擇一個與器壁發(fā)生正碰的氣體分子為研究對象1、氣體壓強的產(chǎn)生

從分子動理論的觀點來看，氣體對容器的壓強源于氣體分子的熱運動，當它們飛到器壁時，就會跟器壁發(fā)生碰撞（可視為彈性碰撞），就是這個撞擊對器壁產(chǎn)生了作用力，從而產(chǎn)生了壓強。氣體分子受到的作用力為根據(jù)牛頓第三定律，器壁受到的作用力為

從分子動理論的觀點來看，氣體對容器的壓強是大量氣體分子不斷撞擊器壁的結(jié)果。或許有人會問，這種撞擊是不連續(xù)的，為什么器壁受到的作用力卻是均勻不變的呢?演示模擬氣體壓強產(chǎn)生的機理類似于一個分子撞擊容器壁的過程模擬了氣體分子連續(xù)不斷的撞擊容器壁產(chǎn)生了持續(xù)穩(wěn)定的壓強的過程一顆豆子多顆豆子器壁單位面積上受到的壓力，就是氣體的壓強。三、氣體壓強的微觀解釋一個分子撞擊容器壁的過程與之類似一顆豆子多顆豆子對于單個分子來說，這種撞擊是間斷的、不均勻的多數(shù)氣體分子連續(xù)不斷的撞擊容器壁的過程與之類似對于大量分子總的作用來說，就表現(xiàn)為連續(xù)的和均勻的。器壁單位面積上受到的壓力3、氣體的壓強：4、決定氣體壓強大小的因素⑴氣體分子的數(shù)密度⑵氣體分子的平均速率【微觀角度】若容器中氣體分子的數(shù)密度大，在單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多，平均作用力也會較大。若某容器中氣體分子的平均速率越大，單位時間內(nèi)、單位面積上氣體分子與器壁的碰撞對器壁的作用力就越大。即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目氣體分子的平均速率氣體分子的密集程度溫度T體積V(微觀因素)(宏觀因素)①與溫度有關(guān)：溫度越高，氣體的壓強越大；②與體積有關(guān)：體積越小，氣體的壓強越大。★注意：氣體壓強與大氣壓強不同大氣壓強由重力而產(chǎn)生，隨高度增大而減小。氣體壓強是由大量分子撞擊器壁產(chǎn)生的，大小不隨高度而變化?！竞暧^角度】所以，氣體壓強P的大小與氣體的體積V和溫度T都有關(guān)。1、關(guān)于氣體分子的運動情況，下列說法中正確的是(

)A.某一時刻具有某一速率的分子數(shù)目是相等的B.某一時刻一個分子速度的大小和方向是偶然的C.某一溫度下，大多數(shù)氣體分子的速率不會發(fā)生變化D.分子的速率分布毫無規(guī)律具有某一速率的分子數(shù)目并不是相等的，呈“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計規(guī)律分布，故A、D錯誤；由于分子之間不斷地碰撞，分子隨時都會改變自己的運動情況，因此在某一時刻，一個分子速度的大小和方向完全是偶然的，故B正確；某一溫度下，每個分子的速率仍然是隨時變化的，只是分子運動的平均速率不變，故C錯誤。B2、有關(guān)氣體壓強，下列說法正確的是(

)A.體分子的平均速率增大，則氣體的壓強一定增大B.氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強有可能減小C.氣體分子的數(shù)密度增大，則氣體的壓強一定增大D.氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強一定增大氣體的壓強與兩