分子运动论的基本内容
分子运动论论是描述气体为大量做永不停息的随机运动的粒子。快速运动的分子不断
地碰撞其他分子或容器的壁。分子动理论就是通过分子组分和运动来解释气体的宏观性质，如压强、温度、体积等。分子动理论认为，压强不是如牛顿猜想的那样，来自分子之间的
静态排斥，而是来自以不同速度做热运动的分子之间的碰撞。
分子运动
分子的存在形式可以为气态、液态或固态。分子除具有平移运动外，还存在着
分子的转动和分子内原子的各种类型的振动。固态分子内部的振动和转动的幅度，比气体和液体中分子的平动和转动幅度小得多，分子的这种内部运动，并不会破坏分子的固有特性。通常所说的分子结构，是这些原子处在平衡位置时的结构。分子的内部运动，决定分子光谱的性质，因而利用分子光谱，可以研究分子内部运动情况。
分子动理论的初步知识
§10.2 分子动理论的初步知识 教学目标： 1、知识与技能 （1）了解分子动理论的基本观点 （2）了解扩散现象和分子的热运动，知道温度越高，分子的无规则运动越剧烈。 （3）了解气体、液体和固体分子的模型。 （4）会利用分子动理论的知识解释有关简单现象。 2、过程与方法 通过经历一系列的实验活动，认识分子动理论的基本观点，领会从可以直接感知的现象推测不可直接感知的事物的间接研究方法。 3、情感、态度与价值观 体验简单的现象里可能包含深刻的物理知识，激发学生观察、思考的兴趣，养成通过分析、理解来学习物理的良好习惯 教学重点：分子动理论的基本观点 教学难点：分子的运动和作用力 教学过程： 一、知识回顾：物质的组成 二、引入 演示：吹肥皂泡 提出问题：1、肥皂水是什么态的？ 2、为什么用肥皂水吹起的泡泡不会破呢？ 三、进行新课： 1、分子的运动 提出问题：物质是由分子组成的，由于分子的体积小，所以组成物质的分子数目大得惊人。 那么，大量的分子在物体里是处于什么样的状态呢？ 猜想： 实验探究：活动1 （1）气体扩散 （2）液体扩散 （3）固体扩散 引导学生观察实验的现象，说明了什么？ 结论：分子不停地运动 提出问题：分子运动的快慢与什么有关？ 实验探究：活动2 在分别盛有冷水和温水的杯中，各滴入一滴墨水，仔细观察发生的现象 结论：分子运动的快慢与温度有关：温度越高，分子无规则运动越剧烈 热运动：物理学中，将大量分子的无规则运动，叫做分子的热运动 扩散：不同的物质互相接触时，会发生彼此进入对方的现象 扩散现象说明了分子不停的做无规则运动 2、分子间空隙 实验探究：活动3：把水和酒精倒在一块，观察它们的总体积变化情况。 思考：该实验说明了什么？ 结论：分子之间存在着空隙
《气体分子运动论》答案
第10章 气体分子运动论 一、选择题 1(B)，2(C)，3(C)，4(B)，5(D)，6(E)，7(B)，8(B)，9(A)，10(C) 二、填空题 (1). 23kT ，25kT ，2 5 MRT /M mol .； (2). 1.2×10-24 kg m / s ，3 1×1028 m -2ｓ-1 ，4×103 Pa . (3). 分布在v p ~∞速率区间的分子数在总分子数中占的百分率， 分子平动动能的平均值. (4). v v v d )(0 ? ∞ Nf ， v v v/v v v v d )(d )(0 ?? ∞ ∞ f f ， v v v d )(0 ? ∞ f . (5). 氢，1.58×103.； (6). 保持不变. 参考解答：令,2,m kT x p p == v v v 麦克斯韦速率分布函数可以写作： x e x N N x d 4d 22-=π 又,8πm kT =v .2π =p v v 所以有 .d 4π2 1 22x e x N N x ?-=?-πv v p 这个积分显然与温度无关！ (7). 理想气体处于热平衡状态 ， A N iPV /21或R ikPV /2 1 .； (8). B A B B A A N N f N f N ++) ()(v v . (9). 2; (10). 1 . 三、计算题 1. 一超声波源发射超声波的功率为10 W ．假设它工作10 s ，并且全部波动能量都被1 mol 氧气吸收而用于增加其内能，则氧气的温度升高了多少？ (氧气分子视为刚性分子，普适气体常量R ＝8.31 J ·mol -1·K -1 ) 解： A = Pt = T iR v ?2 1 ， ∴ ?T = 2Pt /(v iR )＝4.81 K ． 2. 储有1 mol 氧气，容积为1 m 3的容器以v ＝10 m ·s -1 的速度运动．设容器突然停止，其中氧气的80％的机械运动动能转化为气体分子热运动动能，问气体的温度及压强各升高了多少？ (氧气分子视为刚性分子，普适气体常量R ＝8.31 J ·mol -1·K -1 ) 解： 0.8× 221v M ＝(M / M mol )T R ?2 5 ， ∴ T ＝0.8 M mol v 2 / (5R )=0.062 K
第二章气体分子运动论的基本概念汇总
第二章?????气体分子运动论的基本概念2013-7-22崎山苑工作室1 2.1物质的微观模型分子运动论是从物质的微观结构出发来阐明热现象的规律的。 一、宏观物体是由大量微粒－－分子（或原子）组成的宏观物体是由分子组成的，在分子之间存在着一定的空隙。例如气体很容易被压缩，又如水和酒精混合后的体积小于两者原有体积之和，这都说明分子间有空隙。用20000atm的压强压缩钢筒中的油，结果发现油可以透过筒壁渗出，这说明钢的分子间也有空隙。目前用高分辨率的扫描隧道显微镜已能观察晶体横截面内原子结构的图像，并且能够操纵原子和分子。2013-7-22崎山苑工作室2 2013-7-22崎山苑工作室
二、物体内的分子在不停地运动着，这种运动是无规则的，其剧烈程度与物体的温度有关扩散现象说明：一切物体（气体、液体、固体）的分子都在不停地运动着 在显微镜下观 察到悬浮在液 体中的小颗粒 都在不停地作 无规则运动，
该运动由布朗 最早发现，称 为布朗运动。 2013-7-22崎山苑工作室4 布朗运动的无规则性，实际上反映了液体内部分子运动的无规则性。 所谓“无规则”指的是： 1。由于分子间的相互碰撞，每个分子的运动方向和速率都在不断地改变； 2。任何时刻，在液体或气体内部，沿各个方向运动的分子都有，而且分子运动的速率有大有小。 实验结果：扩散的快慢和布朗运动的剧烈程度都与温度的高低有显著的关系。随着温度的升高，扩散过程加快，悬浮颗粒的运动加剧。 结论：分子无规则运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子的无规则运动就越剧烈。通常把分子的这种运动称为热运动。 2013-7-22崎山苑工作室5 三、分子之间有相互作用力吸引力：由于固体与液体的分子之间存在着相互的吸引力使固体能够保持一定的形状与体积而液体能保持一定的体积。 右图演示实验说明分子之间存在着相互的吸引力 排斥力：固体和液体的很难压缩说明分子之间存在着斥力结论：一切宏观物体都是由大量分子（或原子）组成的；所有的分子都处在不停的、无规则热运动中；分子之间有相互作用力。 2013-7-22崎山苑工作室6 三、分子之间有相互作用力吸引力：由于固体与液体的分子之间存在着相互的吸引力使固体能够保持一定的形状与体积而液体能保持一定的体积。 右图演示实验说明分子之间存在着相互的吸引力
分子动理论 知识点总结
高中物理选修3-3——分子动理论知 识点总结 一、分子动理论 1、物质是由大量分子组成的 （1）单分子油膜法测量分子直径 （2）任何物质含有的微粒数相同 2、对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体） ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量： b.分子体积： c.分子数量： 二、分子的热运动 1、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动扩散现象） 2、扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快
3、布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。 ③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。 4、热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈 三、分子间的相互作用力 1、分子之间的引力和斥力都随 分子间距离增大而减小。但是分子间 斥力随分子间距离加大而减小得更 快些，如图1中两条虚线所示。分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。 2、在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。 3、当两个分子间距在图象横坐标距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，的数量级为m，
气体分子运动理论
学科：物理 教学内容：气体分子运动理论 【基础知识精讲】 1.气体分子运动的特点 (1)气体分子之间的距离很大，距离大约是分子直径的10倍，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，在空间自由移动. 气体能充满它们所能达到的空间，没有一定的体积和形状. (2)每个气体分子都在做永不停息的运动，大量气体分子频繁地发生碰撞使每个气体分子都在做杂乱无章的运动. (3)大量气体分子的杂乱无章的热运动，在宏观上表现出一定的规律性. ①气体分子沿各个方向运动的数目是相等的. ②对于任一温度下的任何气体来说，多数气体分子的速率都在某一数值范围之内，比这一数值范围速率大的分子数和比这一数值范围速率小的分子数依次递减.速率很大和速率很小的分子数都很少.在确定温度下的某种气体的速率分布情况是确定的. 在温度升高时，多数气体分子所在的速率范围升高，而且在这一速度范围的分子数增多. 2.气体压强的产生 (1)气体压强的定义 气体作用在器壁单位面积上的压力就是气体的压强，即P=F/S. (2)气体压强的形成原因 气体作用在器壁上的压力是由碰撞产生的，一个气体分子和器壁的碰撞时间是极其短暂的.它施于器壁的作用力是不连续的，但大量分子频繁地碰撞器壁，从宏观上看，可以认为气体对器壁的作用力是持续的、均匀的. (3)气体压强的决定因素 ①分子的平均动能与密集程度 从微观角度来看，气体分子的质量越大，速度越大，即分子的平均动能越大，每个气体分子撞一次器壁对器壁的作用力越大，而单位时间内气体分子撞击器壁的次数越多，对器壁的总压力也越大，而撞击次数又取决于单位体积内分子数(分子的密集程度)和平均动能(分子在容器中往返运动着，其平均动能越大，分子平均速率也越大，连续两次碰撞某器壁的时间间隔越短，即单位时间内撞击次数越多)，所以从微观角度看，气体的压强决定于气体的平均动能和密集程度. ②气体的温度与体积 从宏观角度看，一定质量的气体的压强跟气体的体积和温度有关.对于一定质量的气体，体积的大小决定分子的密集程度，而温度的高低是分子平均动能的标志. (4)几个问题的说明 ①在一个不太高的容器中，我们可以认为各点气体的压强相等的. ②气体的压强经常通过液体的压强来反映. ③容器内气体压强的大小与气体的重力无关，这一点与液体的压强不同(液体的压强是由液体的重力造成的).这是因为一般容器内气体质量很小，且容器高度有限，所以不同高度
高中物理 第一章 分子动理论 第1节 分子动理论的基本观点 爱因斯坦的布朗运动理论素材 鲁科版
爱因斯坦的布朗运动理论 1905年，爱因斯坦依据分子运动论的原理提出了布朗运动的理论。就在差不多同时，斯莫卢霍夫斯基也作出了同样的成果。他们的理论圆满地回答了布朗运动的本质问题。 应该指出，爱因斯坦从事这一工作的历史背景是那时科学界关于分子真实性的争论。这种争论由来已久，从原子分子理论产生以来就一直存在。本世纪初，以物理学家和哲学家马赫和化学家奥斯特瓦尔德为代表的一些人再次提出对原子分子理论的非难，他们从实证论或唯能论的观点出发，怀疑原子和分子的真实性，使得这一争论成为科学前沿中的一个中心问题。要回答这一问题，除开哲学上的分歧之外，就科学本身来说，就需要提出更有力的证据，证明原子、分子的真实存在。比如以往测定的相对原子质量和相对分子质量只是质量的相对比较值，如果它们是真实存在的，就能够而且也必须测得相对原子质量和相对分子质量的绝对值，这类问题需要人们回答。 由于上述情况，象爱因斯坦在论文中指出的那样，他的目的是“要找到能证实确实存在有一定大小的原子的最有说服力的事实。”他说：“按照热的分子运动论，由于热的分子运动，大小可以用显微镜看见的物体悬浮在液体中，必定会发生其大小可以用显微镜容易观测到的运动。可能这里所讨论的运动就是所谓‘布朗分子运动’”。他认为只要能实际观测到这种运动和预期的规律性，“精确测定原子的实际大小就成为可能了”。“反之，要是关于这种运动的预言证明是不正确的，那么就提供了一个有份量的证据来反对热的分子运动观”。 爱因斯坦的成果大体上可分两方面。一是根据分子热运动原理推导：在t时间里，微粒在某一方向上位移的统计平均值，即方均根值，D是微粒的扩散系数。这一公式是看来毫无规则的布朗运动服从分子热运动规律的必然结果。 爱因斯坦成果的第二个方面是对于球形微粒，推导出了可以求算阿伏伽德罗常数的公式。爱因斯坦曾用前人测定的糖在水中的扩散系数，估算的NA值为3.3×10^23，一年后(1906)又修改为6.56×10^23。 爱因斯坦的理论成果为证实分子的真实性找到了一种方法，同时也圆满地阐明了布朗运动的根源及其规律性。下面的工作就是要用充足的实验来检验这一理论的可靠性。爱因斯坦说：“我不想在这里把可供我使用的那些稀少的实验资料去同这理论的结果进行比较，而把它让给实验方面掌握这一问题的那些人去做”。“但愿有一位研究者能够立即成功地解决这里所提出的、对热理论关系重大的这个问题！”爱因斯坦提出的这一任务不久之后就由贝兰(1870——1942)和斯维德伯格分别出色的完成了。这里还应该提到本世纪初在研究布朗运动
分子动理论的内容是什么
分子动理论的内容是什么？ 什么是扩散现象？ 分子之间在什么时候表现为引力？什么时候表现为斥力？ 什么是热运动？其具体表现为那个“物理量”？ 什么是内能？单位是什么？ 改变内能的方法有哪些？他们在改变物体内能方面有什么效果？ 物体的内能增加了，其温度一定增加了吗？为什么？ 发生热传递的条件是什么？最后会达到什么结果？传递的是什么？ 什么是燃料的热值？单位是什么？计算公式有哪些？
什么是热量？单位是什么？物体可以具有热量吗？ 什么是比热容？单位是什么？水的比热容是多少？ 请你解释一下“海陆风”是怎样形成的？（利用比热容具体回答） 请你解释一下“陆海风”是怎样形成的？（利用比热容具体回答） 请你到黑板上写出“热学”计算中能够用到的所有公式。每个物理量的单位。 请你简单叙述一下如何利用实验的方法来探究物体的吸热本领与物体的种类是否有关？ 物体的吸热本领与物体的哪些因素有关？ 请从能量的角度说明热机的工作原理？热机的种类有哪些？ 内燃机的种类有哪些？他们的区别有哪些？主要包含那些能量的转化？
内燃机的一个工作循环包括几个冲程？还有哪些特点？ 什么是热机效率？求解他的公式有哪些？ 磁体具有哪些性质？（至少要答出三条） 地磁的“南、北极”与地理的“南、北极”有什么样的关系？ 磁体的磁场方向如何？（外部和内部）什么是磁场？ 磁感线是真实存在的吗？磁感线的疏密如何表示磁性的“强弱”？ 什么是磁化现象？如何进行磁体的“消磁”？ 把小磁针放入磁场中，小磁针的哪极所指的方向为磁场的方向？什么材料能把磁“屏蔽”了？ 用什么方法来判断物体是否“带了电”？（提示：两种方法）
分子运动论内能
分子运动论内能复习学案 一、教学目标 知识与技能：1会用分子热运动的观点解释生活中的一些现象。 ?2掌握改变物体内能的两种方式；能够区分内能与温度的关系。 ?3知道比热容是物质的属性，会运用公式进行热量的相关计算。 过程与方法：基础知识的讲解与深入，知识重难点区分和概括总结，典型例题分析，巩固训练强化解题技巧，课后习题锻炼独立解题力。 情感态度与价值观：关注学生内心感受，培养学生学习的主动性，引发物理学习兴趣。培养同学认真的学习态度。 二、教学重点与难点 重点：区分内能、热量、温度三者的区别与联系，理解比热容的概念并学会做相关的计算题。 难点：区分内能、热量、温度三者的区别与联系，理解比热容的概念并学会做相关的计算题。 教学过程 知识清单 一、分子热运动（分子动理论） 1、物质由构成 2、扩散现象：不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象。扩散现象说明： （1）分子间有； （2）一切物质的分子都在不停做运动； （3）扩散与有关 3、分子间存在着相互作用的和。 二、内能 1、定义：物体内部分子无规则运动的和的总和叫做内能。 2、特点：一切物体任何时候都有内能。 3、内能的主要影响因素: (1)温度:同一物体,温度越高,内能越。 (2)质量:温度相同、物态相同的情况下,质量越大的物体内能。 (3)状态：冰融化成水，温度不变，但要吸收热量，内能。 4、改变物体内能的方法：和。 三、比热容(C) 1、比热容是物质的一种 ,只与物质的种类，状态有关，不同物质的比热容一般。（特例：冰和煤油比热容一样）
2、热量的计算：。 3、水的比热容大，吸热能力；水的比热容大，温度变化（温差）。 考点梳理 考点一、分子热运动 例1.下列哪种现象不能用分子动理论来解释() A.走进花园闻到玫瑰花香 B.放入水中的糖块会使水变甜 C.天空中飞舞的雪花 D.水和酒精混合后总体积变小 例2.在苹果园中,会闻到苹果的清香味儿,说明分子在不停地;把两个铅 块紧压在一起,结合成一个整体,需要用足够大的力才能把它们拉开,说明分子之间存在。 考点二、内能 例3.冬天,路上的行人一边搓手,一边对着手哈气,从而使手感到暖和。“搓手”是通过改 变内能，“哈气”是通过改变内能。 例4、下列关于物体内能的说法中正确的是（） A．物体运动速度越大，内能越大 B．静止的物体没有动能，但有内能 C．内能和温度有关，所以0℃的水没有内能 D．温度高的物体一定比温度低的物体内能大 考点三、比热容 例5、旅游景区“金沙滩”烈日下湖边的沙子热得烫脚,而湖水却是冰凉的,这是因为() A.水的温度变化较大 B.水的比热容较大 C.水吸收的热量较多 D.沙子的比热容较大 例6、一瓶水喝掉一半后，质量减小，体积减小，比热容。质量为2Kg的水温 度从20 ℃升高到70 ℃，所吸收的热量是 J 考点四、实验探究 比较不同物质吸热的能力 【实验装置】如右图 【测量器材】测温度:______,测时间: 。 【实验关键】 (1)实验设计:加热质量_____的水和食用油,升高_____的温度,比较加热时间。 小组液体名称质量m/g 初温t1/℃末温t2/℃通电时间 t/min 1组水60 20 45 6 2组食用油60 20 45 4 (2)分析现象得出：质量相同的水和油,升高相同的温度, 要吸收更多的热量。 （3）通过实验可以得到不同物质的吸热能力是不同的，物质的这种特性用这个物 理量来描述。 课堂练习 1.茉莉花开的季节,走近花园就能闻到扑鼻的花香,这是因为()
气体分子运动论基础
二、气体分子运动论基础 1. 处于平衡状态的理想气体分子，其热运动速度的分布服从麦克斯韦速度分布定律。气体分子热运动率介于v～v+dv之间的几率为 dN/N = F（v）dv = 4π（m o/2πkT）3/2·exp·（-m o v2/2kT）·v2dv (9) 式中F（v）是速率v（m/s）的连续函数，称为速率分布函数。m o = M/N A，为一个气体分子的质量(kg)。 利用速率分布函数，可以计算出反映分子热运动强度的三种特征速率。最可几速率v m是在气体分子所具有的各种不同热运动速度中出现几率最大的速度，即与F(v)最大值相对应的v值；所有气体分子热运动速度的算术平均值叫算术平均速度v；把所有气体分子的速度的平方加起来，然后被分子总数除，再开方就得到均方根速度v s。它们的计算公式如下： 2．理想气体的压力基本公式，将气体分子微观热运动的强弱直接与宏观上的气体压力定量联系起来： P = 1/3(nm o v s2 = 1/3(pv s2) (11) 3．气体中一个分子与其它分子每连续二次碰撞之间所走过的路程称为自由程，自由程有长有短，差异很大，但大量自由程的统计平均值却是一定的，称为平均自由程页λ(m)。单一种类气体分子的平均自由程为(12-见下文) 如果是含有k种成份的混合气体，则(13) 式中σ是气体分子的有效直径(m)，下标l、j分别代表第1、j种气体成份的参数。 还可定义电子和离子在气体中运动的平均自由程λe和λi(m)。需要强调说明的是，这里所说电子或离子的自由程，是指电子或离子在气体中运动时与气体分子连续二次碰撞间所走过的路程，而没有考虑电子或离子本身之间的碰撞，所以电子和离子平均自由程计算式中出现的都是气体分子的参数，而与电子或离子的空间密度无关。(14)(15) 4．气体分子的某一次自由程取值完全是随机的，但大量自由程的长度分布却服从一定的统计规律。气体分子自由程大于一给定长度χ的几率为(16) 类似地可得出，电子或离子在气体中运动的自由程大于一给定长度χ的几率为(17)(18) 利用这种分布规律，结合平均自由程计算公式(12)～(15)，可以计算出做定向运动的粒子束流穿过空间气体时的散失率，或根据所限定的散失率确定空间气体所必须达到的真空度。 例如：一台离子束真空设备中，高能离子流由离子源射向25cm处的靶，若要求离子流与真空室内残余气体分子碰撞的散失率小于5％，那么温度为27o C的残余气体压力应为多少？ 根据题意，可知当χ=O.25m时，要求P i(λi＞χ)≥1％～5％，由(18)式，解出 exp(-0.25/λi)≥0.95，则λi≥0.25/(-ln0.95)，即λi≥4.87m。再将此结果代入(15)式得 kT/πσ2p≥4.87m；取空气的分子有效直径σ=3.72 × 10-10m，则要求残余气体压力p≤1.38 ×10-23 × 300/(π×3.722×10-20×4.87)，即p≤1.95 × 10-3Pa。 5．关于气体分子对所接触固体表面(如容器壁)的碰撞问题，可以从入射方向和入射数量二方面加以讨论。若一立体角dw与面积元ds的法线间的夹角为θ，则单位时间内由dw方向飞来碰撞到ds上的气体分子数目dNθ与cosθ成正比，这就是通常所说的余弦定律：(19) 单位时间内碰撞在固体表面单位面积上的气体分子数目称为气体分子对表面的入射率
高中物理选修性必修 第三册教案 1.1分子动理论的基本内容-人教版(2019)
分子动理论的基本内容 【教学目标】 一、知识与技能 1．通过生活实例及其分析，知道什么是扩散现象，产生扩散现象的原因是什么。影响扩散快慢的因素有哪些，分别是什么关系。 2．通过实验，观察什么是布朗运动，通过分析、推理，理解布朗运动产生的原因。 3．通过对比，归纳扩散现象、布朗运动和分子的无规则运动之间的联系与区别。 4．知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律。 5．知道分子动理论的内容。 二、过程与方法 1．通过对概念及课本中关键词句、图片细节的观察、分析、理解，引导学生重视教材，学会研读教材，培养学生严谨的思维习惯。 2．通过布朗运动的实验、观察及成因的分析、推理，体会并归纳其中的科学研究方法。 3．在对所设情景及实验的观察、分析中和“情景+问题”的教学方式中培养学生善于观察、勤于思考、勇于探索的良好习惯。 三、情感、态度与价值观 1．物理源于生活，要善于观察、勤于思考、勇于探索。 2．通过科学家们对布朗运动成因的研究历程的介绍，培养相应科学精神。 【教学重难点】 1．理解扩散现象、布朗运动、热运动。 2．知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律。 【教学过程】 一、物体是由大量分子组成的 【演示】幻灯片：扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子结构照片。 由于碳原子被放大了几亿倍后才被观察到，表明分子是很小的。 我们在初中已经学过，物体是由大量分子组成的。需要指出的是：在研究物质的化学性质时，我们认为组成物质的微粒是分子、原子或者离子。但是，在研究物体的热运动性质和规律时，不必区分它们在化学变化中所起的不同作用，而把组成物体的微粒统
称为分子。 我们知道，1mol水中含有水分子的数量就达6.02×1023个。这足以表明，组成物体的分子是大量的。人们用肉眼无法直接看到分子，就是用高倍的光学显微镜也看不到。 直至1982年，人们研制了能放大几亿倍的扫描隧道显微镜，才观察到物质表面原子的排列。 二、分子热运动 1．扩散现象 【演示】将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，抽去中间玻璃板，过一段时间发现，上面瓶中气体变成了淡红棕色，下面气体的颜色变浅了，最后上下两瓶气体颜色一致。 （1）扩散：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。 （2）扩散现象随温度的升高而日趋明显。 【演示】分别向冷水和热水中滴入一滴红墨水，可观察到热水很快变成红色，而冷水变成红色稍慢。 （3）扩散现象在气体、液体、固体中都能发生。 （4）扩散现象直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动。 （5）扩散现象的应用：在真空、高温条件下在半导体材料中掺入一些其他元素来制造各种元件等。 2．布朗运动 【演示】把墨汁用水稀释后取出一滴，用显微放大投影仪观察液体中的小碳粒的运动，可观察到小碳粒的运动无规则，颗粒越小，这种无规则运动越明显，而且永不停止。 （1）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒永不停息的无规则运动叫做布朗运动。它首先是由英国植物学家布朗在1827年用显微镜观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的。 （2）布朗运动产生的原因：大量液体分子永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。 简言之：液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。 （3）影响布朗运动激烈程度的因素：固体微粒的大小和液体的温度。 固体微粒越小，液体分子对它各部分碰撞的不均匀性越明显；质量越小，它的惯性越小，越容易改变运动状态，所以运动越激烈； 液体的温度越高，固体微粒周围的流体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不均匀性
气体分子运动论的基本概念
第二章气体分子运动论的基本概念 §1 物质的微观模型 一、物质微观模型： 1、宏观物体是由大量微粒—分子（或原子）组成的， 2、物体内的分子在不停地运动着，这种运动是无规则的剧烈程度与物体的温度有关。 3、分子之间有相互作用。 二、物质三种聚集态的成因 分子力的作用将使分子聚集在一起，在空间形成某种规则的分布（有序排列），而分子的无规则运动将破坏这种有序排列，使分子分散开来。事实上，物质分子在不同的温度下所以会表现为三种不同的聚集态，正是由这两种相互对立的作用所决定的。 §2 理想气体的压强 一、理想气体的微观模型： 1、分子本身的形成比起分子之间的平均距离来可以忽略不计。 2、除碰撞的瞬间外，分子之间以及分子与容器器壁之间都无相互作用。 3、分子之间以及分子与容器器壁之间的碰撞是完全弹性的，即气体分子的动能不因碰撞而损失。 二、压强公式 1、压强产生的微观实质：是大量气体分子对器壁不断碰撞的结果。（举例说明）。 2、理想气体压强公式的推导过程：思路：欲求分子施于器壁的压强P，应先求出大量分子施于器壁的力F。这个力除以器壁的面积，就得到分子施于器壁的压强。设：有一个边长分别为L1、L2、L3的长方体容器，在平衡态下，共有N个Array分子，分子的质量为m，分子数密度为n=N/V。 ①单个分子在一次碰撞中施于A1面的冲 量，（A1面垂直于x轴） 设某一分子的速度为V i，速度三个分量分别为： V ix、V iy、V iz由于碰撞是完全弹性的，所以碰 撞前后分子在y、z两方向上的速度分量不变， 在x方向上的速度分量由V ix变为-V ix， 大小不变方向反向。这样，分子在碰撞过程中 的动量改变为：-m V ix -m V ix =-2m V ix.按动量定理，这就等于A1面施于分子的冲量，而根据牛顿第三定律，分子施于A1面的冲量为：+2m V ix ②dt时间内分子之施于A1面的冲量：它应等于2m V ix乘以dt时间内分子之于A1面碰 撞的次数，即：
分子运动论
一、 选择题（共21分，每题3分） 1、 水蒸气分解成同温度氢和氧气,内能增加了百分之几?(不计振动自由度) [ ] (A) 66.7% (B) 50% (C) 25% (D) 0 2、有两种理想气体,温度相等,则 [ ] (A) 内能必然相等; (B) 分子的平均能量必然相等; (C) 分子的平均动能必然相等; (D) 分子的平均平动动能必然相等. 3.一个容器贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气,若两种气体各自对器壁产生的压强分别为p 1和p 2,则两者的大小关系是 [ ] (A) p 1>p 2 (B) p 1
T 2,则 [ ] (A) v p1 > v p2 , f(v p1) > f(v p2); (B) v p1 > v p2 , f(v p1) < f(v p2); (C) v p1 < v p2 , f(v p1) > f(v p2); (D) v p1 < v p2 , f(v p1) < f(v p2). 二、填空题（共18分，每题3分）。 1、. 说明下列各式的物理意义: (1) kT 2 1表示________________________________________________________; (2) RT 2 3表示_____________________________________________________ (3) RT i M m 2表示________________________________________________________ 2、如果氢气和氦气的温度相同,摩尔数相同.那么这两种气体的下列物理量值是否相等: (1) 平均动能__________; (2) 平均平动动能__________; (3) 内能__________. 3、在平衡态下已知理想气体分子的麦克斯韦速率分布函数为f(v),分子质量为m,最概然速率为v p .说明下列各式的物理意义: (1) ? p v dv v f 0 )(表示 (2) ?21 )(212v v dv v Nf mv 表示 4、两瓶不同类的气体,设分子平均平动动能相同,但气体的密度不同,则它们的温度__________,压强__________.(填：“相同”，“不相同”) 5.在相同温度和压强下,各为单位体积的氢气(视为刚性双原子分子)与氦气的内能之比为__________;各为单位质量的氢气与氦气的内能之比为__________. 三、计算题（共61分） 1、（8分）一篮球充气后,其中氮气8.5g,温度为17℃,在空中以65km/h 的高速飞行.求: (1) 一个氮气分子(刚性)的热运动平均平动动能、平均转动动能和平均总动能;
分子运动论的初步知识 例题解析
分子运动论的初步知识例题解析 例1 下列现象中能说明分子在不停地运动的有 [ ] A．室内扫地时，在阳光下看见尘土飞舞 B．墙内开花墙外香 C．扬子江水东流去 D．两滴水合成一滴 策略抓住扩散现象的本质是解答此题的关键．D项是同一种物质；而扩散现象是发生在不同物质之间的．A与C是“尘土”、“江水”作为一个整体在运动，不是分子的运动．只有B项才能说明分子在不停地运动． 解答B． 总结1．易错分析：错选A与C的是误把尘土当分子，把江水整体的运动当成了分子的运动．没有认识到微观的分子运动我们肉眼看不见．“尘土飞舞”、“江水东流”都是宏观的机械运动．错选D是对扩散条件不清楚，把分子之间的引力当成了分子的运动． 2．同类变式：在下列事例中，不属于分子运动的是 [ ] A．将糖加入开水中，开水变甜 B．鸡蛋加盐封存变成咸鸡蛋 C．夜晚，看见手电筒光柱中粉尘飞扬 D．未进厨房，先闻油香 答案：C 3．思维延伸：下列事实中，属于扩散现象的是 [ ] A．墙边放煤球，墙里也变黑 B．桌上的水变干 C．脏水中有很多细菌在活动 D．面粉放在水中使水变混浊 答案：A、B 例2 如图2—1所示，将两块表面干净光滑的铅块压紧后，会使它们结合在一起，并能吊起一定重量的物体，该实验说明 [ ] A．分子不停地运动 B．分子间有引力，无斥力 C．分子间有引力
D．分子间引力大于斥力 策略逐项进行分析，找出正确答案．分子间的引力和斥力是同时存在的，故B项错；两铅块物质相同，不是扩散现象，所以不能说明分子不停地的运动，A项也错；两铅块结合不能证实斥力的存在，也就不能说明引力大于斥力，只能说明分子之间存在引力，故D项错．C项正确． 解答C． 总结1．易错分析；错选A的原因是误解扩散现象；错选B的原因是不清楚分子间引力和斥力总是同时存在；错选D的原因是主观上认为既然引力和斥力同时存在，两铅块能结合，就是由于引力大于斥力，却忽视了实验不能证实斥力存在的局限性． 2．同类变式：一个铜块，很难被压缩是因为 [ ] A．分子间有引力 B．分子有大小 C．分子间有斥力 D．分子间没有间隙 答案：C 3．思维延伸：把一块表面很干净的玻璃板挂在弹簧秤下面，手持弹簧秤上端，把玻璃板往下放到刚好和一盆水的水面接触(如图2—2所示)．再慢慢地提起弹簧秤，注意观察弹簧秤的示数，发现玻璃板未离开水面时的弹簧秤示数比离开水面时的弹簧秤示数________．这是因为________． 答案：大，分子之间存在引力的缘故． 例3 下面对分子运动论的理解中正确的是 [ ] A．扩散现象说明了一切物体的分子都在不停地做无规则运动 B．扩散现象只能发生在气体之间，不可能发生在固体之间 C．由于压缩液体十分困难，这说明液体的分子间没有空隙 D．有的固体很难被拉伸，这说明这些物体的分子间只存在着引力策略解题关键是知道分子运动论的基本观点：物质是由分子组成的；一切物体的分子都在不停地做无规则运动；分子间既有引力又有斥力． 解答A． 总结1．易错分析：错选B是由于不知道扩散现象在气体、液体、固体之间均能发生；错选C是由于不知道物体很难压缩的真正原因是分
热学(李椿+章立源+钱尚武)习题解答_第二章 气体分子运动论的基本概念
第二章 气体分子运动论的基本概念 2-1 目前可获得的极限真空度为10-13 mmHg 的数量级，问在此真空度下每立方厘米内有多少空气分子，设空气的温度为27℃。 解： 由P=n K T 可知 n =P/KT=) 27327(1038.11033.1101023 213+?????-- =3.21×109(m –3 ) 注：1mmHg=1.33×102 N/m 2 2-2 钠黄光的波长为5893埃，即5.893×10-7 m ，设想一立方体长5.893×10-7 m ， 试问在标准状态下，其中有多少个空气分子。 解：∵P=nKT ∴PV=NKT 其中T=273K P=1.013×105 N/m 2 ∴N=6 23375105.5273 1038.1)10893.5(10013.1?=?????=--KT PV 个 2-3 一容积为11.2L 的真空系统已被抽到1.0×10-5 mmHg 的真空。为了提高其真空度， 将它放在300℃的烘箱内烘烤，使器壁释放出吸附的气体。若烘烤后压强增为1.0×10-2 mmHg ，问器壁原来吸附了多少个气体分子。 解：设烘烤前容器内分子数为N 。，烘烤后的分子数为N 。根据上题导出的公式PV = NKT 则有： )(0 110011101T P T P K V KT V P KT V P N N N -=-= -=? 因为P 0与P 1相比差103 数量，而烘烤前后温度差与压强差相比可以忽略，因此 T P 与 1 1 T P 相比可以忽略 1823 2 23111088.1) 300273(1038.11033.1100.1102.11??+???????=?=?---T P K N N 个 2-4 容积为2500cm 3 的烧瓶内有1.0×1015 个氧分子,有4.0×1015 个氮分子和3.3×10-7 g
气体分子运动论
第七章 大学物理辅导 气体分子运动论 ～32 ～ 第七章 气体分子运动论 一、教材系统的安排与教学目的 1、教材的安排 本章教材的安排，可按讲授顺序概括为以下六个方面 （1）分子运动论的基本概念。（2）理想气体状态方程及其微观理论。 （3）分子热运动能量的统计规律。（4）气体分子热运动速率的统计分布规律。 （5）气体分子的平均自由程，气体内的迁移现象。（6）分子力，范德瓦耳斯方程。 2、教学目的 （1）使学生确切理解气体压强、温度和内能的微观实质，以及气体分子平均自由程的观念；掌握麦克斯韦分子速率分布律以及对理想气体实验定律的微观解释。 （2）使学生对气体的微观结构和气体内进行的过程建立起鲜明的物理图象，并掌握一些基本的数量级，如气体在标准状态下的分子数密度、在室温下分子的平均速率和平均平动动能，分子的有效直径，在标准状态下分子的平均自由程。 （3）使学生了解气体分子运动论的研究方法，初步理解统计的概念和求统计平均的方法，并明确统计规律的特点。 二、教学要求 1、理解分子运动论的基本概念。 2、理解气体状态方程及其微观理论：明确方程中各量的含义、方程的适用条件及单位制的选用。 3、理解气体压强的微观实质和压强公式。 4、理解温度的微观实质、温度与分子平均平动能的关系。 5、确切地理解分布函数的概念，掌握麦克斯韦速率分布律的公式，理解分布曲线的特征，并由此而进一步掌握计算三种速率（平均速率、最可几速率、均方根速率）的方法。 6、确切理解平均自由程λ和平均碰撞次数的概念，掌握它们的计算公式。 7、了解分子间相互作用力的规律，了解真实气体的范德瓦耳斯方程。 三、内容提要 1、理想气体状态方程PV T P V T PV M RT 111222=?=??? ????适用于两个状态之间适用于某种状态时几个变量间的关系μ 说明：适用于平衡态，即在不受外界影响的条件下，宏观性质不随时间变化的状态。 2、理想气体压强 （1）公式P n mv P nKT ===?????23122ωω：为分子的平均平动能表明压强与温度成正比 （2）意义：表明压强在实质上是气体分子在单位时间内施于单位面积器壁的平均冲量。它是大量微观量的统计平均值。
鲁科版高中物理选修3-3第一章第1节分子动理论的基本观点同步练习(含部分答案解析).docx
高中物理学习材料 桑水制作 1.1 分子动理论的基本观点同步练习 一、选择题 1.用筷子滴一滴水，体积约为0.1cm3，这一滴水中所含有水分子的个数最接近以下哪一个值(阿伏加德罗常数N A＝6×1023mol－1，水的摩尔体积为V mol＝ 18cm3/mol)( ) A. 6×1023个 B. 3×1021个 C. 6×1019个 D. 3×1017个 2.在一定温度下，某种理想气体分子的速率分布应该是( ) A. 分子速率都相等，它们具有相同的动能． B. 分子速率都不相等，速率很大的和速率很小的分子数目都很少． C. 分子速率都不相等，但在不同速率范围内，分子数的分布是均匀的． D. 分子速率都不相等，每个分子具有多大的速率完全是偶然的． 3.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 4.布朗运动是说明分子运动的重要实验事实，则布朗运动是指( ) A. 液体分子的运动 B. 悬浮在液体中的固体分子运动 C. 固体微粒的运动 D. 液体分子与固体分子的共同运动． 5.在一定质量的水变成等质量的冰的过程中( ) A. 体积要增大，主要原因是水分子的体积增大了
B. 体积要增大，主要原因是水分子间的距离增大了 C. 体积要减小，主要原因是水分子间的距离减小了 D. 体积要减小，主要原因是水分子的体积减小了． 6.两个分子从靠近得不能再近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，直到大于分子直径的10倍以上，这一过程中关于分子间的相互作用力的下属说法中正确的是( ) A. 分子间的引力和斥力都在减小 B. 分子间的斥力在减小，引力在增大 C. 分子间相互作用的合力在逐渐减小 D. 分子间相互作用的合力，先减小后增大，再减小到零 二、非选择题 7.在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用 油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶液中有纯油酸 6mL ，用注射器测得1mL 上述溶液有75滴，把1滴 该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃 板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓， 再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所 示，坐标中正方形方格的边长为2cm ，试求 (1)油酸膜的面积是多少cm 2； (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积； (3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径。 8.用放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小炭颗粒体积为 91010-??3m ，炭的密度为3310252m kg ??，摩尔质量为mol kg 21021-??，阿伏 加德罗常数为1231006-??mol 。则该小炭颗粒含有的分子数约为多少个？(取一位 有效数字) 9.在用油膜法测分子直径的实验中，圆形水槽的直径为0．4m ，要让油酸滴在水面上散成单分子油酸膜，油酸滴的体积不能大于＿＿＿＿＿3 m ；实验中可以
高中物理分子动理论
赢璟网络： 高中物理分子动理论 1．关于布朗运动，下列说法正确的是 A ．布朗运动是指悬浮在液体中的微粒分子的无规则运动 B ．布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性 C ．液体温度越高，布朗运动越剧烈 D ．悬浮微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，布朗运动越不明显 解析：布朗运动是指悬浮在液体中的微粒的运动，仍属于宏观物体的运动，并非分子的运动，所以A 项错；布朗运动的原因是由于液体分子的频繁撞击，所以布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性，B 项正确；液体温度越高，液体分子热运动越剧烈，布朗运动表现越明显，C 项正确；悬浮微粒越小，分子对它的撞击越不能平衡而容易显示出来，所以布朗运动越明显，D 项错误． 答案：BC 2．从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量 A ．氧气的密度和阿伏加德罗常数 B ．氧气分子的体积和阿伏加德罗常数 C ．氧气分子的质量和阿伏加德罗常数 D ．氧气分子的体积和氧气分子的质量 解析：摩尔质量M 、氧气分子的质量m 和阿伏加德罗常数N A 的关系是：M ＝N A ·m ，故C 选项正确． 答案：C 3．某气体的摩尔质量为M ，摩尔体积为V ，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0，则阿伏加德罗常数N A 可表示为 A ．N A ＝V V 0 B ．N A ＝ρV m C ．N A ＝M m D ．N A ＝M ρV 0 解析：气体的体积是指气体所充满的容器的容积，它不等于气体分子个数与每个气体分子体积的乘积，所以A 、D 项错．由质量、体积、密度关系可推知B 、C 项正确． 答案：BC 4．下列有关温度的各种说法中正确的是 A ．温度低的物体内能小 B ．温度低的物体，其分子运动的平均速率也必然小 C ．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大 D ．0℃的铁和0℃的冰，它们的分子平均动能相同 解析：从宏观上决定物体内能的是物体中所含分子的摩尔数、温度和体积三个因素．温度是分子平均动能的标志，温度低只能表明分子的平均动能小．而分子平均速率的大小还要看分子的质量，所以平均速率大小不定，由此判断选项A 、B 错误；做加速运动的物体，其宏观动能逐步增大，但是物体的温度未必升高，所以分子的平均动能变化情况不能确定，选项C 错误；温度表征了分子的平均动能，铁和冰的温度既然相同，则分子的平均动能必然相等，选项D 正确． 答案：D 5．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：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 三项均正确；而尘土不是单个分子，是颗粒，所以尘土飞扬不是分子的运动． 答案：ACD 6．下列关于热力学温标的说法不正确的是