《高中物理 第七章 分子動(dòng)理論 2 分子的熱運(yùn)動(dòng)教材梳理素材 新人教版選修3-3（通用）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第七章 分子動(dòng)理論 2 分子的熱運(yùn)動(dòng)教材梳理素材 新人教版選修3-3（通用）（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2 分子的熱運(yùn)動(dòng) 庖丁巧解牛 知識(shí)·巧學(xué) 一、擴(kuò)散現(xiàn)象 1.定義：不同物質(zhì)相互接觸時(shí)自發(fā)地彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象. 不同的物質(zhì)互相接觸，過(guò)一段時(shí)間后物質(zhì)分子會(huì)彼此進(jìn)入對(duì)方，這一現(xiàn)象稱為擴(kuò)散，擴(kuò)散是一種常見(jiàn)的物理現(xiàn)象.如在房間的一角撒上香水，整個(gè)房間都能聞到香味，金塊和鉛塊壓緊在一起，放置足夠長(zhǎng)的時(shí)間，會(huì)發(fā)現(xiàn)鉛中有金，金中有鉛等，都是擴(kuò)散. 2.意義：直接證明組成物體的分子在不停地運(yùn)動(dòng)著. 3.特點(diǎn)：(1)在氣體、液體、固體中均能發(fā)生，而氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象最明顯;(2)擴(kuò)散快慢與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散越快，表明溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈;(3)從濃度大處向濃度小處擴(kuò)散，且受“已進(jìn)入對(duì)方”

2、的分子濃度的限制，當(dāng)進(jìn)入對(duì)方的分子濃度較低時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象較為顯著. 4.應(yīng)用：在真空高溫等條件下，在半導(dǎo)體材料中摻入一些其他元素,制造各種電子元件. 二、布朗運(yùn)動(dòng) 1.定義：懸浮在液體（或氣體）中的固體小微粒永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng). (1)布朗運(yùn)動(dòng)是英國(guó)植物學(xué)家布朗在1827年用顯微鏡觀察在水中的花粉微粒時(shí)首先發(fā)現(xiàn)的; (2)實(shí)驗(yàn)條件：固體小微粒（又叫布朗粒子）的線度足夠小（數(shù)量級(jí)不超過(guò)10-4 cm），在光學(xué)顯微鏡下才能觀察到; (3)固體小微粒并非是單個(gè)分子，而是由大量（千萬(wàn)個(gè)）分子組成的. 2.特點(diǎn) (1)布朗運(yùn)動(dòng)永不停息（只要液體不干涸）; (2)布朗運(yùn)動(dòng)極不規(guī)則; (

3、3)微粒越小，現(xiàn)象越明顯. (4)在任何溫度下都會(huì)發(fā)生，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈. 深化升華 藤黃顆粒、花粉、墨汁小微粒均可做實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明布朗運(yùn)動(dòng)并不取決于微粒本身，而是由微粒所處的環(huán)境造成的. 3.產(chǎn)生原因：不在外部，而在液體內(nèi)部，是由于液體分子永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)對(duì)固體小微粒的撞擊不平衡產(chǎn)生的，微粒越小，這種不平衡越顯著.布朗運(yùn)動(dòng)越激烈，溫度越高，液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越激烈，對(duì)固體小微粒的撞擊作用越激烈，且撞擊次數(shù)越頻繁，造成布朗運(yùn)動(dòng)越激烈. 要點(diǎn)提示 布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度與微粒的體積、質(zhì)量及液體的溫度有關(guān). 學(xué)法一得 從微觀機(jī)理解釋宏觀現(xiàn)象；從宏觀現(xiàn)象探究微觀本質(zhì)，是物理學(xué)中很重要的

4、研究方法. 4.布朗運(yùn)動(dòng)的意義 盡管布朗運(yùn)動(dòng)本身并不是分子的運(yùn)動(dòng)，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(dòng)特征，這就是布朗運(yùn)動(dòng)的意義所在. 深化升華 布朗運(yùn)動(dòng)的意義具體可概括為三點(diǎn)： (1)布朗運(yùn)動(dòng)的永不停息，說(shuō)明分子的運(yùn)動(dòng)是永不停息的； (2)布朗運(yùn)動(dòng)路線的無(wú)規(guī)則，說(shuō)明分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的； (3)溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈，說(shuō)明分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度也與溫度有關(guān). 誤區(qū)警示 對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)往往有這樣的認(rèn)識(shí)誤區(qū)：(1)誤認(rèn)為布朗運(yùn)動(dòng)是分子運(yùn)動(dòng)；(2)微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；(3)布朗運(yùn)動(dòng)證明了組成固體顆粒的分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).實(shí)際上，布朗運(yùn)

5、動(dòng)間接地反映了液體分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不能反映組成固體顆粒的分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).造成這一誤區(qū)的原因是：往往將布朗運(yùn)動(dòng)的研究對(duì)象認(rèn)為是液體分子. 三、熱運(yùn)動(dòng) 1.定義：分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫熱運(yùn)動(dòng). 2.原因：擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都隨溫度的升高而越明顯，表明分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)，溫度越高，分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)就越激烈. 辨析比較 布朗運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng) 布朗運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)雖然都是永不停息、毫無(wú)規(guī)則，溫度越高運(yùn)動(dòng)越激烈，但布朗運(yùn)動(dòng)不是分子熱運(yùn)動(dòng)，而是分子熱運(yùn)動(dòng)的反映. 典題·熱題 知識(shí)點(diǎn)一 擴(kuò)散現(xiàn)象 例1 下列四種現(xiàn)象中，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象的有（ ） A.雨后的天空中懸浮著很多的小水

6、滴 B.海綿吸水 C.在一杯熱水中放幾粒鹽，整杯水很快就會(huì)變咸 D.把一塊煤貼在白墻上，幾年后鏟下煤后發(fā)現(xiàn)墻中有煤 解析:擴(kuò)散現(xiàn)象是指兩種不同的分子互相滲透到對(duì)方的現(xiàn)象，它也是分子運(yùn)動(dòng)引起的.天空中的小水滴不是分子，小水滴也是由大量水分子組成的，這里小水滴懸浮于空氣中并非分子運(yùn)動(dòng)所為，故A項(xiàng)不對(duì).同樣海綿吸水也不是分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，海綿吸水是一種毛細(xì)現(xiàn)象，故B項(xiàng)也不對(duì).整杯水變咸是鹽分子滲透到水分子之間所致，墻中有煤也是煤分子滲透的結(jié)果，故C、D項(xiàng)正確. 答案：CD 方法歸納 有關(guān)物理現(xiàn)象的分析，要抓住其基本本質(zhì)進(jìn)行判斷. 知識(shí)點(diǎn)二 布朗運(yùn)動(dòng) 例2 墨汁的小炭粒在水中做布朗運(yùn)動(dòng)的

7、現(xiàn)象說(shuō)明（ ） A.小炭粒的分子在做劇烈的熱運(yùn)動(dòng) B.水分子在做劇烈的熱運(yùn)動(dòng) C.水分子之間是有空隙的 D.水分子之間有分子作用力 解析:布朗運(yùn)動(dòng)的起因是液體分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊顆粒的結(jié)果，所以，小炭粒在水中做布朗運(yùn)動(dòng)并不說(shuō)明小炭粒的分子在做劇烈的運(yùn)動(dòng)，而只是間接說(shuō)明水分子在做劇烈的運(yùn)動(dòng).故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確.顆粒產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因不是因?yàn)榉肿拥拈g隙和分子間作用力，C、D選項(xiàng)皆錯(cuò). 答案：B 誤區(qū)警示 （1）不是分子的運(yùn)動(dòng)，是液體（或氣體）分子撞擊固體小顆粒的結(jié)果，但它反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性.（2）水分子間是有空隙的，但不是布朗運(yùn)動(dòng)得出的結(jié)論. 例3 圖7-2-1所

8、示的是用顯微鏡觀察到的懸浮在水中的一個(gè)花粉微粒的布朗運(yùn)動(dòng)路線，從微粒在A點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔30 s記下一個(gè)位置，依次得到B、C、D、E、F、G各點(diǎn).則在第75 s末時(shí)微粒所在的位置是（ ） 圖7-2-1 A.一定在CD連線的中點(diǎn) B.一定不在CD連線的中點(diǎn) C.一定在CD連線上，但不一定在CD連線的中點(diǎn) D.不一定在CD連線上 解析:首先弄清楚，這個(gè)“花粉微粒的布朗運(yùn)動(dòng)路線”放大圖中，只有A、B、C、D……各點(diǎn)的位置是每隔30 s花粉位置的真實(shí)記錄，而各點(diǎn)間的連線是人為畫(huà)出來(lái)的，用來(lái)表示到達(dá)各位置的先后次序，并非實(shí)際運(yùn)動(dòng)路線.我們只能說(shuō)由第60 s末至第90 s末，微粒由C

9、位置到達(dá)D位置，不能說(shuō)在此段時(shí)間內(nèi)微粒由C位置沿直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)D位置，更不能說(shuō)微粒沿直線CD勻速運(yùn)動(dòng)到第75 s末時(shí)在CD連線中點(diǎn).因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)中花粉微粒的運(yùn)動(dòng)是毫無(wú)規(guī)則的，微粒在第75 s末所在的位置可能在CD連線上，但不一定在CD連線的中點(diǎn)，也可能在CD連線以外的某點(diǎn)上，本題正確選項(xiàng)只有D. 答案：D 誤區(qū)警示 不能將圖中的折線視為運(yùn)動(dòng)軌跡，因花粉微粒受到大量液體分子的頻繁撞擊（每秒約1021次），在由第60 s末至第90 s末這短短的30 s時(shí)間內(nèi)，花粉微粒的運(yùn)動(dòng)仍是毫無(wú)規(guī)則的. 知識(shí)點(diǎn)三 布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象 例4 關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象的下列說(shuō)法中正確的是（ ） A.布朗

10、運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都在氣體、液體、固體中發(fā)生 B.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是分子的運(yùn)動(dòng) C.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是溫度越高越明顯 D.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是永不停息的 解析:（1）布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的研究對(duì)象不同：布朗運(yùn)動(dòng)研究對(duì)象是固體小顆粒，而擴(kuò)散現(xiàn)象研究的是分子的運(yùn)動(dòng). （2）布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象條件不一樣：布朗運(yùn)動(dòng)只能在氣體、液體中發(fā)生，而擴(kuò)散現(xiàn)象可以發(fā)生在固體、液體、氣體中的任何兩種物質(zhì)之間. （3）布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的共同點(diǎn)是兩者都是永不停息的，并且溫度越高越明顯. 由以上分析不難判斷，正確選項(xiàng)為C、D. 答案：CD 方法歸納 布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象研究對(duì)象雖然不同，但都說(shuō)明了分

11、子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，了解布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的研究對(duì)象、形成條件的異同點(diǎn)是解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵. 例5 下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散現(xiàn)象和對(duì)流的說(shuō)法中正確的是（ ） A.布朗運(yùn)動(dòng)是固體微粒的運(yùn)動(dòng)，反映了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) B.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象及對(duì)流都需要在重力的作用下才能進(jìn)行 C.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象不需要在重力作用下就能進(jìn)行 D.對(duì)流在完全失重情況下不能發(fā)生 解析:布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，是不需要外加條件的，而對(duì)流則是密度大的物質(zhì)在重力作用下下沉所引起的，故A、C、D項(xiàng)正確. 答案：ACD 問(wèn)題·探究 誤區(qū)陷阱探究 問(wèn)題 當(dāng)一束陽(yáng)光照射到教室中時(shí)，常常看到

12、入射光束中有懸浮在空氣中的微塵在運(yùn)動(dòng)，這些微塵的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)嗎？為什么？常常出現(xiàn)這樣的錯(cuò)誤：認(rèn)為這些微塵的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng).因?yàn)樗鼈兪怯捎诳諝夥肿訜o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)碰撞而引起的，間接地反映了空氣分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng). 探究過(guò)程：關(guān)于液體中、氣體中懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)，究其原因可能是多方面.如流體的流動(dòng)，浮力、重力等外部環(huán)境的影響.也可能是流體分子熱運(yùn)動(dòng)的撞擊而引起的.要注意的是，僅由流體分子撞擊而引起的微粒運(yùn)動(dòng)才屬于布朗運(yùn)動(dòng)，并非所有微粒的運(yùn)動(dòng)都是布朗運(yùn)動(dòng).再者，布朗運(yùn)動(dòng)的原因雖是周圍流體分子對(duì)微粒撞擊的宏觀效果，但并非這種碰撞就一定能產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng). 這些肉眼能看到的微塵，從微觀的角度看，是相當(dāng)大的.從研究

13、對(duì)象來(lái)說(shuō)，首先不滿足布朗運(yùn)動(dòng)的條件：從分子運(yùn)動(dòng)對(duì)它的碰撞分析，由于顆粒較大，空氣分子熱運(yùn)動(dòng)對(duì)它各個(gè)方向的碰撞幾乎抵消，平衡性強(qiáng).所以，這些微塵的運(yùn)動(dòng)不是由于空氣分子碰撞它引起的，而是由于受氣流的流動(dòng)、空氣浮力和重力的作用等外部原因引起的，不屬于布朗運(yùn)動(dòng). 探究結(jié)論：這些微塵的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng). 思想方法探究 問(wèn)題 布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象反映的分子熱運(yùn)動(dòng)有什么區(qū)別？ 探究過(guò)程：（1）產(chǎn)生條件： 布朗運(yùn)動(dòng)：固體顆粒懸浮在液體中，也可以在氣體中發(fā)生； 擴(kuò)散現(xiàn)象：兩物質(zhì)相互接觸，在固體、液體、氣體中都能發(fā)生. (2)影響快慢的因素 布朗運(yùn)動(dòng)：溫度的高低和微粒的大小; 擴(kuò)散現(xiàn)象：溫度的高低. (3)現(xiàn)象的本質(zhì) 布朗運(yùn)動(dòng)：是固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映; 擴(kuò)散現(xiàn)象：是分子的運(yùn)動(dòng). (4)共同點(diǎn)和不同點(diǎn) 共同點(diǎn)：它們都（間接或直接）證實(shí)了分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)； 不同點(diǎn)：布朗運(yùn)動(dòng)永不停息，擴(kuò)散現(xiàn)象會(huì)停止（動(dòng)態(tài)平衡）. 探究結(jié)論： 擴(kuò)散現(xiàn)象是分子熱運(yùn)動(dòng)的直接表現(xiàn)，布朗運(yùn)動(dòng)是分子熱運(yùn)動(dòng)的間接表現(xiàn).