布朗运动与分子热运动
高中物理：分子热运动
3．因果关系：由于液体分子的热运动对布朗微粒撞击力的不 平衡，才引起微粒的布朗运动，即分子热运动是布朗运动的原 因，正因为二者存在这种因果关系，才可由布朗运动推测分子 热运动．
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ观物体的机械运动．(2)温度越高分子运动越激 烈，与是何种分子无关．
高中物理：分子热运动
二、热运动 分子永不停歇的做
运动叫做热运动.
一、分子运动何其乱
1．布朗运动：是悬浮在液体(或气体)中的微粒在不停的 做 无规则 运动．它首先是由英国植物学家布朗在 1827 年 用显微镜观察水中的 花粉颗粒 时发现的． 2．产生的原因：大量液体分子对悬浮微粒撞击的 不平衡 造 成的．
命题视角 2 布朗运动观测记录图像 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．
2．布朗运动的意义 (1)布朗运动是无规则的―反―映→分子运动是无规则的； (2)布朗运动是永不停息的―反―映→分子运动是永不停息的； (3)温度越高，布朗运动越激烈―反―映→温度越高，分子的运动越 激烈．
3．对布朗运动的认识误区 (1)误认为布朗运动是液体分子的运动. 造成这一误区的原因是：将布朗运动的研究对象认为是液体分 子． (2)误认为布朗运动是固体颗粒分子的运动． (3)误认为固体小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多， 布朗运动就越显著．
布朗运动的统计物理学解释
布朗运动的统计物理学解释布朗运动是指在液体或气体中微小颗粒自发地做无规则的扩散运动。
虽然看似简单的随机运动，然而它却给统计物理学提供了重要的参考。
统计物理学试图从微观粒子的运动规律出发，推导出宏观物质的宏观性质，解释布朗运动也是统计物理学的一个重要研究方向。
首先，布朗运动的统计物理学解释涉及到分子运动。
分子运动是导致布朗运动的根本原因。
根据统计物理学的基本假设，液体或气体中的分子随机碰撞，从而导致颗粒的无规则运动。
正是这种随机碰撞的结果，使得布朗运动具有不可预测性和无序性。
其次，布朗运动可以通过随机游走来解释。
随机游走是一种理想化的运动模型，通过模拟随机步长和随机方向来模拟颗粒的运动。
统计物理学中的布朗运动通常被看作是在一维或二维的空间中进行的随机游走。
随机游走模型可以很好地解释布朗运动的无规则性和无定型性。
布朗运动在不同时间尺度下表现出的不同特性也可以通过随机游走来理解。
另外，布朗运动的统计物理学解释涉及到随机力的作用。
布朗运动存在着一个与时间相关的随机力，称为布朗力。
布朗力是由于周围分子的随机碰撞导致的，它使得颗粒在液体或气体中扩散运动。
布朗力的大小与温度有关，温度越高，分子的热运动越激烈，布朗力也就越大。
统计物理学通过对布朗力的研究，揭示了温度和颗粒运动之间的微观关系。
除此之外，统计物理学还通过概率分布函数来描述布朗运动。
概率分布函数可以描述系统在不同状态下的可能性，从而揭示了布朗运动的统计规律。
布朗运动的概率分布函数通常被认为是高斯分布，也即正态分布。
高斯分布假设了布朗运动的均值和方差，从而可以用来预测布朗运动的未来状态和概率。
最后，布朗运动的统计物理学解释还包括了对扩散过程的研究。
布朗运动是一种扩散过程，扩散过程是液体或气体中分子随机运动的结果。
统计物理学通过数学建模和实验观测，研究了布朗运动的扩散行为，并提出了扩散方程来描述扩散过程。
扩散方程可以预测布朗运动的位置随时间的变化情况，以及扩散速率等。
分子的热运动和分子间的相互作用力
（3）扩散现象是分子运动的直接证明；布朗运动 间接证明了液体分子的无规则运动.
1、关于布朗运动，如下说法正确的是：
CD
A、布朗运动是花粉分子无规则运动。
B、布朗运动是由于花粉微粒内部分子间的碰撞引起的。
C、温度越高，布朗运动越明显。
f F斥
F斥0 r0 r
F引0 F引
4）当r＞10r0时，随r 的增加，F引、F斥都很小，可以看 做分子力为零
把一块洗净的玻璃板吊在细线的下端,使玻璃板水平地接触水面(如图所示).如 果你想使玻璃离开水面,必须用比玻璃板重量大的力向上拉细线.动手试一试, 并解释为什么?
玻璃板离开水面后，可以看到玻璃板下表面上仍有水，说明玻璃板离开水时，水层发生断裂． 由于玻璃分子和水分子、水分子之间存在引力，外力要要克服这些分子引力，造成外界拉力大于玻 璃板的重力．
为了进一步证实这种看法，布朗把观察的对象扩大到一切物质的微小颗粒， 结果发现，一切悬浮在液体中的微小颗粒，都会作无休止的不规则运动。
布朗的发现一经公布，就引起了科学界的轰动，在以后的几十年里，众多的物理学家经过大量的观测和 研究，终于科学的解释了布朗运动，揭示了自然界普遍存在的分子运动的奥秘，使人类认识产生了飞跃。 人们为了纪念这个发现，便把悬浮在液体中微小颗粒的无规则运动命名为布朗运动。
三、分子间相互作用力的特点： 1、分子间的引力和斥力同时存在
r0
1）当r=r0=10-10m时， 处于平衡状态
F引＝F斥，分子力F分＝0，
F斥
F引
F引
F斥
F引 F引
F斥 2）当r＜r0时，随r的减小， F引、F斥都增大，F斥比F引 增大得快，F斥＞F引，分子力表现为斥力
扩散现象、布朗运动与分子热运动
备选训练
1．[2015· 全国卷Ⅱ，33(1)](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．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 解析 根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故 A正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，不是
故选项 C正确、 B错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发 生，故选项D正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成 的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误。 答案 ACD
题组剖析
2 ． (2018· 河北衡水模拟 )( 多选 ) 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．液体温度越高，布朗运动越剧烈 C．布朗运动是由于液体各部分温度不同而引起的 D．悬浮在液体中的固体小颗粒做布朗运动具有的能是 解析 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，选项A错误；布朗运 动的剧烈程度与温度有关，液体温度越高，布朗运动越剧烈，选 机械能 项 正确；布朗运动是由于来自各个方向的液体分子对固体小颗 EB ．布朗运动是微观粒子的运动，其运动规律遵循牛顿 粒撞击作用的不平衡引起的，选项C错误；悬浮在液体中的固体 第二定律
小颗粒做布朗运动具有的能是机械能，选项D正确；布朗运动是 悬浮的固体小颗粒不停地做无规则的宏观的机械运动，故其运动 规律遵循牛顿第二定律，选项E正确。 答案 BDE
题组剖析
3.(2018· 邯郸一模 )( 多选 ) 近期我国多个城市的 PM2.5 数 值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾 笼罩，大气污染严重。PM2.5是指空气中直径等于或小 于2.5 微米的悬浮颗粒物，飘浮在空中做无规则运动， 很难自然沉降到地面，吸入后危害人体健康，矿物燃 料的燃烧是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的 说法正确的是( ) A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当 解析 “ PM2.5” 是指直径小于等于 2.5 微米的颗粒物，其尺寸远 B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动 大于空气中氧分子的尺寸的数量级，故选项 A错误； PM2.5 在空 C．温度越低PM2.5活动越剧烈 气中的运动是固体颗粒的运动，属于布朗运动，故选项 B正确； D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用能有效 大量空气分子对 PM2.5无规则碰撞，温度越高，空气分子对颗粒 减小PM2.5在空气中的浓度 的撞击越剧烈，则 PM2.5 的运动越激烈，故选项 C 错误；导致 PM2.5 增多的主要原因是矿物燃料的燃烧，故应该提倡低碳生活， E．PM2.5 中小一些的颗粒的运动比大一些的颗粒更为 可有效减小 PM2.5在空气中的浓度，故选项D正确；PM2.5中小一 剧烈
分子热运动 布朗运动
分子热运动布朗运动
分子热运动和布朗运动是物理学中非常重要的概念。
分子热运动是指分子在空气中的运动，而布朗运动则是指微小颗粒在液体或气体中的随机运动。
这两种运动都是由分子的热运动引起的。
分子热运动是指分子在空气中的运动。
分子在空气中不断地碰撞，这些碰撞会导致分子的运动。
分子的运动速度与温度有关，温度越高，分子的运动速度越快。
分子热运动是物质热力学性质的基础，它决定了物质的热容、热导率、扩散系数等物理性质。
布朗运动是指微小颗粒在液体或气体中的随机运动。
这种运动是由分子的热运动引起的。
微小颗粒在液体或气体中不断地受到分子的撞击，这些撞击会导致微小颗粒的运动。
布朗运动是一种随机运动，它的运动轨迹是不可预测的。
布朗运动的研究对于理解分子运动和扩散过程有着重要的意义。
分子热运动和布朗运动的研究对于理解物质的性质和行为有着重要的意义。
它们不仅是物理学的基础，也是化学、生物学等学科的基础。
在化学反应中，分子的热运动会影响反应速率和反应产物的选择性。
在生物学中，分子的热运动和布朗运动对于细胞内分子的扩散和运动有着重要的影响。
分子热运动和布朗运动是物理学中非常重要的概念。
它们是物质热力学性质的基础，对于理解物质的性质和行为有着重要的意义。
我
们需要深入研究这些概念，以便更好地理解自然界的规律。
分子动理论知识点总结
分子动理论知识点总结分子动理论知识点总结11.分子动理论(1)物质是由大量分子组成的分子直径的数量级一般是10-10m。
(2)分子永不停息地做无规章热运动。
①扩散现象：不同的物质相互接触时，可以彼此进入对方中去。
温度越高，扩散越快。
②布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体(或气体)中微小颗粒的无规章运动，是液体分子对微小颗粒撞击作用的不平衡造成的，是液体分子永不停息地无规章运动的宏观反映。
颗粒越小，布朗运动越明显;温度越高，布朗运动越明显。
(3)分子间存在着相互作用力分子间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离增大而减小，但斥力的改变比引力的改变快，实际表现出来的是引力和斥力的合力。
2.物体的内能(1)分子动能：做热运动的分子具有动能，在热现象的讨论中，单个分子的动能是无讨论意义的，重要的是分子热运动的平均动能。
温度是物体分子热运动的平均动能的标识。
(2)分子势能：分子间具有由它们的相对位置决断的势能，叫做分子势能。
分子势能随着物体的体积改变而改变。
分子间的作用表现为引力时，分子势能随着分子间的距离增大而增大。
分子间的作用表现为斥力时，分子势能随着分子间距离增大而减小。
对实际气体来说，体积增大，分子势能增加;体积缩小，分子势能减小。
(3)物体的内能：物体里全部的分子的动能和势能的总和叫做物体的内能。
任何物体都有内能，物体的内能跟物体的温度和体积有关。
(4)物体的内能和机械能有着本质的区分。
物体具有内能的`同时可以具有机械能，也可以不具有机械能。
3.转变内能的两种方式(1)做功：其本质是其他形式的能和内能之间的相互转化。
(2)热传递：其本质是物体间内能的转移。
(3)做功和热传递在转变物体的内能上是等效的，但有本质的区分。
4.★能量转化和守恒定律5★.热力学第肯定律(1)内容：物体内能的增量(U)等于外界对物体做的功(W)和物体汲取的热量(Q)的总和。
(2)表达式：W+Q=U(3)符号法那么：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值;物体汲取热量，Q取正值，物体放出热量，Q取负值;物体内能增加，U取正值，物体内能减削，U取负值。
7.2 分子的热运动
第二节分子的热运动教学目标：1、了解扩散现象是由于分子的热运动产生的。
2、知道什么是布朗运动，理解布朗运动产生的原因。
3、知道什么是热运动及决定热运动激烈程度的因素。
教学重点：布朗运动的现象和产生机理。
教学难点：布朗运动的现象与结论之间的关系。
教学方法：演示法、观察法、讲述法教学用具：投影仪、Flash课件布朗运动教学过程：（一）引入新课根据分子动理论，构成物体的分子永不停息地做无规则运动，这个结论也是实验事实的基础上得到的，本节课我们就从实验说明分子的无规则运动。
（二）新课教学一、扩散现象让学生观察两个演示实验：1．把盛有二氧化氮的玻璃瓶与另一个玻璃瓶竖直方向对口相接触，看到二氧化氮气体从下面的瓶内逐渐扩展到上面瓶内。
2．在一烧杯的净水中，滴入一二滴红墨水后，红墨水在水中逐渐扩展开来。
提问：上述两个实验属于什么物理现象？这现象说明什么问题？在学生回答的基础上总结：上述实验是气体、液体的扩散现象，扩散现象是一种热现象。
它说明分子在做永不停息的无规则运动。
分子究竟做什么样的运动？能否直接用肉眼观察到分子的无规则运动？借助于仪器（如显微镜）呢？二、布朗运动可以更明显的观察证实分子的无规则运动的现象是布朗运动。
1、介绍布朗运动1827年英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉，发现花粉颗粒在水中不停地做无规则运动，后来就把悬浮颗粒的无规则运动叫做布朗运动。
阅读实验，思考：“小碳粒”是不是分子？“位置连线”是路程还是位移？（位移）时间间隔延长，折线更复杂还是更简单？（复杂）分析：从图7.2-5可以看出,各个微粒的运动情况是不相同的，同一微粒在相等的时间内通过的位移也是不同的，说明布朗运动是无规则的。
2、介绍布朗运动的特点（1）连续观察布朗运动，发现只要液体不干涸，无论白天黑夜，它总是不停地在做无规则运动。
所以说，布朗运动是永不停息的。
（2）更换不同的悬浮颗粒，如花粉，藤黄，墨汁的炭粒等都存在布朗运动，说明布朗运动不取决于颗粒本身。
分子热运动 布朗运动
分子热运动与布朗运动1. 引言分子热运动是物质中微观粒子（如分子、原子等）在温度作用下的无规则运动。
其中，布朗运动是一种典型的分子热运动现象，是由于分子的碰撞和受到周围介质（如气体或液体）的推挤而引起的微小颗粒的随机运动。
在本文中，我们将深入探讨分子热运动和布朗运动的原理、特征以及应用。
2. 分子热运动的原理2.1 基础概念•分子：物质最基本的组成单位，由原子组成。
•热：物体内部微观粒子（如分子、原子等）的无规则运动。
•温度：反映物体内部微观粒子平均能量大小的物理量。
2.2 分子热运动模型根据统计力学理论，我们可以将分子热运动看作是一个随机过程。
在宏观上，这种无规则性表现为物质呈现出一种混乱状态。
而在微观层面上，分子之间不断发生碰撞，并受到周围分子的推挤和吸引力的作用。
2.3 温度与分子热运动温度是物体内部微观粒子（如分子、原子等）平均能量大小的度量。
根据统计力学理论，温度越高，分子热运动越剧烈，分子之间的碰撞频率也越高。
3. 布朗运动的特征布朗运动是由于物质中微观粒子受到周围介质（如气体或液体）的推挤而引起的随机运动。
它具有以下特征：•随机性：布朗运动是一种无规则、随机的运动过程，无法预测粒子下一刻的位置和速度。
•连续性：布朗运动是连续进行的，粒子在不断变化的环境中进行无限次数的碰撞和推挤。
•线性关系：在较小范围内，布朗粒子的位移与时间呈线性关系。
4. 布朗运动的实验观察为了观察布朗运动现象，我们可以进行以下实验：4.1 悬浮颗粒实验将微小颗粒（如花粉、胶体等）悬浮在液体中，通过显微镜观察颗粒的运动轨迹。
我们会发现颗粒在液体中呈现出无规则、随机的运动状态。
4.2 布朗颗粒实验将微小颗粒（如胶体球）悬浮在气体中，通过显微镜观察颗粒的运动轨迹。
我们会发现颗粒在气体中也呈现出无规则、随机的运动状态。
5. 布朗运动的应用布朗运动作为一种普遍存在于自然界中的现象，具有广泛的应用价值：5.1 统计物理学研究布朗运动为统计物理学提供了一个重要的实验验证，通过对布朗运动过程进行数学建模和分析，可以推导出与分子热运动相关的物理量。
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布朗运动与分子热运动
1．布朗运动
(1)研究对象：悬浮在液体或气体中的小颗粒；
(2)运动特点：无规则、永不停息；
(3)相关因素：颗粒大小，温度；
(4)物理意义：说明液体或气体分子做永不停息地无规则的热运动．
2．扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象．
产生原因：分子永不停息地做无规则运动．
3．扩散现象、布朗运动与热运动的比较
例1关于布朗运动，下列说法中正确的是()
A．布朗运动就是热运动
B．布朗运动的激烈程度与悬浮颗粒的大小有关，说明分子的运动与悬浮颗粒的大小有关C．布朗运动虽不是分子运动，但它能反映分子的运动特征
D．布朗运动的激烈程度与温度有关，这说明分子运动的激烈程度与温度有关
答案CD
解析布朗运动间接反映了液体分子永不停息地做无规则运动，它不是微粒的热运动，也不是液体分子的热运动，因此A错误，C正确；悬浮颗粒越小，布朗运动越显著，这是由于悬浮颗粒周围的液体分子对悬浮颗粒撞击的不均衡性引起的，不能说明分子的运动与悬浮颗粒的大小有关，B错误；温度越高，布朗运动越激烈，说明温度越高，分子运动越激烈，D 正确．
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