第二节 分子的热运动.docx

第二节 分子的热运动.docx

《第二节 分子的热运动.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二节 分子的热运动.docx（11页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

第二节分子的热运动

物理选修3－3（人教版）

第二节　分子的热运动

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．通过实验和分析、逻辑推理的过程，使学生知道扩散现象与布朗运动，理解布朗运动的成因．培养学生注重理论联系实际、勤于观察、勇于探究、善于思考的良好学习习惯．

3．知道什么是热运动及决定热运动激烈程度的因素．

1．扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的．

2．布朗运动是指悬浮微粒的无规则运动．

3．布朗运动产生的原因是在同一时刻液体分子对悬浮微粒各方向的撞击作用不平衡．

4．布朗运动不是分子的运动，但是微粒运动的无规则性，间接反映了液体分子运动的无规则性．

5．分子的无规则运动与温度有关系，温度越高，这种运动越激烈．因此，我们把分子永不停息地无规则运动叫做热运动．

扩散现象是指当两种物质相接触时，物质分子可以彼此进入对方的现象．

例如：

香水的香味可以传得较远，又如堆在墙角的煤可以深入到泥土中去．

注：

（1）物质处于固态、液态和气态时均能发生扩散现象，只是气态物质的扩散现象最显著，处于固态时扩散现象非常不明显．

（2）在两种物质一定的前提下，扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著．这表明温度越高，分子运动得越激烈．

（3）扩散现象发生的显著程度还受到“已进入对方”的分子浓度的限制，当进入对方的分子浓度较低时，扩散现象较为显著；当进入对方的分子浓度较高时，扩散现象发生得就较缓慢．

►尝试应用

1．（2015·新课标Ⅱ）（多选）关于扩散现象，下列说法正确的是（ACD）

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；扩散现象不是化学反应，故B错误；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，故C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故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．

1．实验现象．

如下图甲所示，把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观察，可以看到悬浮在液体中的小炭粒在不停地做无规则运动（图乙）．

在显微镜下追踪一个小炭粒的运动，每隔30s把炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置按时间顺序依次连接起来，就得到类似的微粒运动的位置连线．

实际上，就是在短短的30s内，微粒的运动也是极不规则的．

炭粒的无规则运动与液体分子运动有何关系？

从图丙中你能说明一下吗？

2．布朗运动．

（1）定义：

悬浮在液体或气体中的固体微粒不停地做无规则运动，称为布朗运动．

注：

①布朗运动是悬浮的固体微粒的运动，不是单个分子的运动，但是布朗运动证实了液体或气体分子的无规则运动．

②固体微粒的运动是极不规则的，下图所示并非固体微粒的运动轨迹，而是每隔30s微粒位置的连线．

③任何固体微粒悬浮在液体或气体内，在任何温度下都会做布朗运动．

（2）影响布朗运动的因素．

布朗运动是大量液体分子对固体微粒撞击的集体行为的结果．个别分子对固体微粒的碰撞不会产生布朗运动．影响布朗运动的因素有二：

颗粒的大小和液体温度的高低．具体解释如下：

①布朗运动在相同温度下，悬浮颗粒越小，它的线度越小，表面积亦小，在某一瞬间跟它相撞的分子数越少，颗粒受到来自各方向的冲击力越不平衡；另外，颗粒线度越小，它的体积和质量比表面积减少得更快，因冲击力引起的加速度更大．因此悬浮颗粒越小，布朗运动就越显著（如右上图）．

②相同的颗粒悬浮在同种液体中，液体温度升高，分子运动的平均速率大，对悬浮颗粒的撞击作用也越大，颗粒受到来自各方向的冲击力越不平衡，由冲击力引起的加速度更大，所以温度越高，布朗运动就越显著．

►尝试应用

2．（2015·山东卷）（多选）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是（BC）

A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用

B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动

C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速

D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的

解析：

根据分子动理论的知识可知，混合均匀主要是由于分子做无规则运动，使得碳粒无规则运动造成的布朗运动；由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使得碳粒更小的墨汁，布朗运动会越明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故BC正确．

1．分子的无规则运动，称为热运动．

所谓分子的“无规则运动”，是指由于分子之间的相互碰撞，每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断地变化．标准状况下，一个空气分子在1s内与其他空气分子的碰撞达65亿次之多．所以大量分子的运动是十分混乱的．

2．布朗运动与分子运动．

（1）研究对象不同：

布朗运动的研究对象是固体小颗粒；分子运动的研究对象是分子．布朗微粒中也含有大量分子，这些分子也在永不停息地做无规则运动．

（2）布朗运动的特点：

①永不停息；②无规则；③颗粒越小，现象越明显；④温度越高，运动越激烈．

（3）布朗运动的产生原因是液体分子无规则运动，布朗运动的无规则性反映了液体分子的运动与温度有关，温度越高越剧烈．

（4）布朗运动不仅能在液体中发生，也能在气体中发生．

►尝试应用

3．关于分子的热运动，下述正确的是（C）

A．分子的热运动就是布朗运动

B．将碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是碳分子无规则运动的反映

C．温度越高，悬浮微粒越小，布朗运动越激烈

D．物体的速度越大，内部分子的热运动越激烈

解析：

分子的热运动是杂乱无章、毫无规律，且随着温度升高而加剧．布朗运动是分子热运动的主要证据之一．布朗运动观察到的是花粉颗粒的无规则热运动，反映了水分子的无规则运动，所以综上分析，C正确．

1．分子永不停息地做无规则的运动．

（1）说明分子永不停息地做无规则的运动两种现象__________和__________．

（2）布朗运动是指_________________________________，是分子本身的运动吗？

________．

布朗运动是由于____________________对固体微粒的碰撞不________引起的，它间接反映了____________________．当温度一定时，颗粒越小，布朗运动越________；当颗粒大小一定时，温度越高，布朗运动越________．

（3）热运动，由于分子无规则运动的剧烈程度与________有关，所以通常把分子的无规则运动叫热运动．温度的微观含义是________________________________________________________．

分析：

本题考查分子动理论：

物质是由大量分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在着相互作用的引力和斥力．

解析：

（1）说明分子永不停息地做无规则的运动两种现象：

一是扩散现象，二是布朗运动．

（2）布朗运动是指悬浮于液体中的颗粒所做的无规则运动的运动，不是分子本身运动，只是反映分子无规则运动．

布朗运动是由于液体分子的无规则运动对固体微粒的碰撞不平衡导致的，它间接反映了液体分子的无规则运动．当温度一定时，颗粒越小，布朗运动越明显；当颗粒大小一定时，温度越高，布朗运动越明显．

（3）热运动，由于分子无规则运动的剧烈程度与温度有关，所以通常把分子的无规则运动叫热运动．温度的微观含义是物体分子热运动的平均动能的标志．

答案：

（1）扩散现象　布朗运动

（2）悬浮于液体中的颗粒所做的无规则运动　不是　液体分子的无规则运动　平衡　液体分子的无规则运动　明显　明显

（3）温度　物体分子热运动的平均动能的标志

2．“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴．”这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗，描写春季天暖、鸟语花香的山村美景．对于前一句，从物理学的角度可以理解为花朵分泌出的芳香分子运动速度加快，说明当时周边的气温突然________，属于________现象．

解析：

诗句中“花气袭人”说明发生了扩散现象，而造成扩散加快的直接原因是“骤暖”，即气温突然升高造成的，从物理学的角度看就是当周围气温升高时，花香扩散加剧．

答案：

升高　扩散

3．关于布朗运动，下列说法中正确的是（C）

A．说明了悬浮颗粒做无规则运动的剧烈程度与温度无关

B．布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映

C．布朗运动是液体分子无规则运动的反映

D．观察时间越长，布朗运动越显著

解析：

布朗运动是固体颗粒的无规则运动，其剧烈程度与温度和颗粒大小有关，与时间无关，选项C正确，A、B、D错误．

4．（多选）关于布朗运动的剧烈程度，下面说法中正确的是（BC）

A．固体微粒越大，瞬间与固体微粒相碰撞的液体分子数目越多，布朗运动越显著

B．固体微粒越小，瞬间与固体微粒相碰撞的液体分子数目越少，布朗运动越显著

C．液体的温度越高，单位时间内与固体微粒相碰撞的液体分子数目越多，布朗运动越显著

D．液体的温度越高，单位时间内与固体微粒相碰撞的液体分子数目越少，布朗运动越显著

解析：

本题考查对布朗运动本质的理解，撞击颗粒的作用力越不平衡，则颗粒的运动越剧烈，正确的说法应是B、C.

5．如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅，铅中有金，对此现象说法正确的是（B）

A．属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的相互吸引

B．属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的运动

C．属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中

D．属布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中

解析：

题目中的现象属扩散现象，是由于两种不同物质分子运动引起的，不是分子间的相互吸引，B对，A错．

6．（多选）下列实验事实中，说明分子在永不停息地运动的是（AC）

A．把金和铅两种金属表面磨光，压合在一起，经过相当长的时间，会发现两种金属彼此进入对方一定的厚度

B．一根下端封闭的长玻璃管，先灌入一半水，再灌入一半酒精，堵住上口，上下颠倒几次，看到总体积变小

C．用显微镜观察悬浮在液体中的花粉颗粒，发现花粉在永不停息地做无规则运动

D．糖块是甜的，糖溶化在水中仍是甜的

解析：

扩散现象和布朗运动说明分子在永不停息地做无规则热运动，所以A、C正确．酒精和水混合后体积变小，说明分子间有间隙；糖溶于水仍是甜的，说明溶解后糖化学性质未变，故B、D错误．

7．以下物理现象的分析正确的是（D）

A．从射入房间的阳光束中看到灰尘微粒的运动是布朗运动

B．“大漠孤烟直”所描述的烟的上升运动是布朗运动

C．清水中滴入几滴红墨水，红墨水迅速向四周运动是布朗运动

D．以上说法均不正确

解析：

空气中的灰尘随空气流动基本上是在气流作用下的定向移动，不属于布朗运动，因为可以被肉眼看到的微粒其实也是相当大的，布朗运动的微粒必须借助于显微镜才可以观察得到．“大漠孤烟直”所描述的烟的上升运动属于气流流动或对流现象，不是布朗运动．红墨水在水中的扩散现象也不是布朗运动．所以选项D正确．

8．（多选）以下实验或事实基础可以反映分子在做永不停息的运动的是（AB）

A．扩散现象

B．布朗运动

C．液体或气体的对流

D．酒精和水混合后的体积小于原体积之和

解析：

扩散现象和布朗运动从不同角度验证了分子在做永不停息的无规则运动．而对流是液体或气体的颗粒在重力作用下的运动，酒精和水混合后体积小于原体积之和说明分子间有间隙，两者都不能说明分子的热运动性质．故正确答案为A、B.

9．（多选）下列关于布朗运动、扩散现象和对流的说法正确的是（AD）

A．三种现象在月球表面都能进行

B．三种现象在宇宙飞船里都能进行

C．布朗运动、扩散现象在月球表面能够进行，而对流则不能进行

D．布朗运动、扩散现象在宇宙飞船里能够进行，而对流则不能

解析：

布朗运动和扩散现象都是分子无规则热运动的结果，而对流需要在重力作用的条件下才能进行．由于布朗运动、扩散现象是由于分子热运动而形成的，所以二者在月球表面、宇宙飞船中均能进行．由于月球表面仍有重力存在，宇宙飞船内的微粒处于完全失重状态，故对流可在月球表面进行，而不能在宇宙飞船内进行，故选A、D两项．

10．（多选）根据所学物理知识，判断以下说法正确的是（BD）

A．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫作热运动

B．酒香不怕巷子深与分子热运动有关

C．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动

D．布朗运动是悬浮在水中的花粉颗粒的运动

解析：

热运动指的是分子的无规则运动，布朗运动不是分子的运动，A错误；酒香不怕巷子深说明酒精分子在运动，故和分子热运动有关，B正确；布朗运动是悬浮在水中的固体小颗粒的运动，C错误，D正确．