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高中物理选择性必修第三册 第一章：分子动理论 第3节:分子运动速率分布规律
第3节分子运动速率分布规律
导入新课 此实验揭示怎么样的规律
伽尔顿板的上部规则地钉有铁钉，下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽，从顶部入口投入一个小球时，小球落入某个狭槽是偶然的。
如果投入大量的小球，就可以看到，最后落入各狭槽的小球数目是不相等的。靠近入口的狭槽内的小球数目多，远离入口的狭槽内小球的数目少。
重复几次实验你会发现，其分布情况遵从一定的规律。由此你能得到什么启发吗
必然事件：在一定条件下，若某事件必然出现，这个事件叫作必然事件。
不可能事件：若某事件不可能出现，这个事件叫作不可能事件。
随机事件：若在一定条件下某事件可能出现，也可能不可能出现，这个事件叫作随
机事件
一、气体分子运动的特点
问题1：气体分子的大小相对于气体分子间的空隙来说很小，我们研究气体分子运动
的性质时，可否将气体分子看成质点？
气体分子间的空隙大约是气体分子直径的10倍左右，所以我们可以认为气体分子的大小相对于气体分子间的空隙来说很小，在研究气体分子的运动时，可以把气体分子看成质点。
热现象与大量分子热运动的统计规律有关，要研究热现象，就要了解气体分子运动的特点
气体分子运动的特点
统计规律：大量随机事件往往表现出一定的规律，这种规律就叫作统计规律
一、气体分子运动的特点
问题2：气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，它的运动性质是怎样的？
由于气体分子间的空隙比较大，气体分子间的作用力很弱，所以除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力而做匀速直线运动。
气体分子运动的特点
一、气体分子运动的特点
问题3：为什么说气体分子的运动是杂乱无章的？
（1）气体分子做匀速直线运动，气体能充满它能达到的整个空间。
（2）气体分子的数密度十分巨大，分子之间频繁地碰撞，每个分子速度的大小和方向频繁地改变。
（3）在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有。
气体分子运动的特点
一、气体分子运动的特点
问题4：试分析总结气体分子运动的特点？
（1）对某个分子而言，分子在做匀速直线运动，在某一时刻，沿着什么方向、以
多大的速率运动都具有偶然性。
（2）对于大量分子而言，分子的运动具有规律性，即在某一时刻，向着任何方向
运动的分子都有，且向着各个方向运动的分子数目近似相等。
（3）大量分子的集体行为具有统计规律。
气体分子运动的特点
二、分子运动速率分布图像
尽管分子做无规则运动，速率有大有小，但大量分子的速率却按一定的规律分布。
氧气分子的速率分布图
2、两个温度下具有最大比例的速率区间是不同的。
0℃时，速率在300-400m/s的分子最多
100℃时，速率在400-500m/s的分子最多
1、分子速率呈现“中间多、两头少”的分布。
3、100℃的氧气速率大的分子比例较多，其分子
的平均速率比0℃的大。从这里我们可以直观的
体到温度 越高，分子的热运动越剧烈。
特点总结
二、分子运动速率分布图像
选择一个与器壁发生正碰的气体分子为研究对象
从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强源于气体分子的热运动，当它们飞到器壁时，就会跟器壁发生碰撞（可视为弹性碰撞），就是这个撞击对器壁产生了作用力，从而产生了压强。
气体分子受到的作用力为
气体压强的微观解释
1、气体压强的产生
根据牛顿第三定律，器壁受到的作用力为
从分子动理论的观点来看，气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。或许有人会问，这种撞击是不连续的，为什么器壁受到的作用力却是均匀不变的呢
模拟气体压强产生的机理
2、模拟气体压强产生的机理
气体压强的微观解释
单颗钢珠给秤盘的压力很小，作用时间也很短，但是大量的钢珠对秤盘的频繁碰撞，就对秤盘产生了一个持续的均匀的压力。
2、模拟气体压强产生的机理
气体压强的微观解释
钢珠下落高度越高（钢珠运动速度越大），对秤盘产生了一个的压力越大。
2、模拟气体压强产生的机理
气体压强的微观解释
一个分子撞击容器壁的过程与之类似
一颗豆子
多颗豆子
对于单个分子来说，这种撞击是间断的、不均匀的
多数气体分子连续不断的撞击容器壁的过程与之类似
对于大量分子总的作用来说，就表现为连续的和均匀的。
3、气体压强的微观解释：
气体压强的微观解释
气体压强的微观解释：气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果
分子动理论将气体系统的宏观性质归结为分子的热运动及其相互作用，揭示宏观现象的微观本质
4、决定气体压强大小的因素
⑴气体分子的密集程度
⑵气体分子的平均动能
【微观角度】
若容器中气体分子的数密度大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多，平均作用力也会较大。
若某容器中气体分子的平均速率越大，单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大。
即单位体积内气体分子的数目
气体分子的平均动能
气体分子的密集程度
温度T
体积V
(微观因素)
(宏观因素)
气体压强的微观解释
①与温度有关：温度越高，气体的压强越大；
②与体积有关：体积越小，气体的压强越大。
★注意：气体压强与大气压强不同
大气压强由重力而产生，随高度增大而减小。
气体压强是由大量分子撞击器壁产生的，大小不随高度而变化。
【宏观角度】
所以，气体压强P的大小与气体的体积V和温度T都有关。
气体压强的微观解释
课堂总结
高中物理选择性必修第三册 第一章：分子动理论 第3节:分子运动速率分布规律
1．在一定温度下，当气体的体积增大时，气体的压强减小，这是（　　）
A．气体分子的密度变小，单位体积内分子的质量变小
B．气体分子密度变大，分子对器壁的吸引力变小
C．每个气体分子对器壁的平均撞击力变小
D．单位体积内的分子数减小，单位时间内对器壁碰撞的次数减小
D
高中物理选择性必修第三册 第一章：分子动理论 第3节:分子运动速率分布规律
2．密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大，该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图像如图所示，则T1（　　）T2。
A．大于
B．等于
C．小于
D．无法比较
C
高中物理选择性必修第三册 第一章：分子动理论 第3节:分子运动速率分布规律
3．如图所示是氧气分子在不同温度（0℃和100℃）下的速率分布图，图中纵轴为速率为v的分子个数占总分子数的百分比，则下列说法中正确的是（　　）
A．同一温度下，速率越小的氧气分子个数占总分子数的比例越高
B．同一温度下速率越大的氧气分子个数占总分子数的比例越高
C．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率增大
D
高中物理选择性必修第三册 第一章：分子动理论 第3节:分子运动速率分布规律
4．氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知（　　）
A．同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律
B．两种状态氧气分子的平均动能相等
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D．①状态的温度比②状态的温度高
A
高中物理选择性必修第三册 第一章：分子动理论 第3节:分子运动速率分布规律
5．某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示，f(v)表示分子速率v附近单位速率区间内的分子数百分率．曲线Ⅰ和Ⅱ所对应的温度分别为T1和T2，所对应的气体分子平均动能分别为Ek1和Ek2，则（ ）
A．
B．
C．
D．
D
高中物理选择性必修第三册 第一章：分子动理论 第3节:分子运动速率分布规律
6．气体分子间的距离比较大，分子作用力可以忽略不计，气体可以看成理想气体．对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是( )
A．如果体积减小，气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的平均作用力一定增大
B．如果压强增大，气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的平均作用力一定增大
C．如果密度不变，气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的平均作用力一定不变
D．如果温度不变，气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的平均作用力一定不变
B
高中物理选择性必修第三册 第一章：分子动理论 第3节:分子运动速率分布规律
7．对于气体分子的运动,下列说法正确的是（　 　）
A．一定温度下气体分子的碰撞十分频繁,同一时刻,气体分子沿各个方向运动的机会（概率）相等
B．一定温度下气体分子的速率一般不相等,但速率很大和速率很小的分子数目相对较少
C．一定温度下气体分子做杂乱无章的运动,可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况
D．当温度升高时,其中某10个分子的平均速率可能减小
ABD
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8．大量气体分子运动的特点是(　 　)
A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，还可在空间内自由移动
B．分子的不断碰撞致使它做杂乱无章的热运动
C．分子沿各方向运动的机会均等
D．分子的速率分布毫无规律
ABC
高中物理选择性必修第三册 第一章：分子动理论 第3节:分子运动速率分布规律

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