高中物理 第1章 第6節(jié) 氣體分子運(yùn)動的統(tǒng)計規(guī)律課件 粵教版選修3-3.ppt

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第六節(jié)氣體分子運(yùn)動的統(tǒng)計規(guī)律 考點一統(tǒng)計規(guī)律與氣體分子的運(yùn)動 欄目鏈接 什么是統(tǒng)計規(guī)律 提示 在大量的偶然事件背后 隱藏著一種規(guī)律 這種規(guī)律要通過搜集大量資料并加以整理分析后才能顯示出來 這種規(guī)律叫做統(tǒng)計規(guī)律 欄目鏈接 1 統(tǒng)計規(guī)律 1 擲硬幣實驗 實驗過程 把一枚硬幣多次拋出落到地面 要注意每次拋出的高度 方法要相同 實驗現(xiàn)象 硬幣每次落地時出現(xiàn)正面或反面的機(jī)會具有偶然性 但多次拋幣落地時正面向上和反面向上的次數(shù)總是分別接近拋幣總次數(shù)的二分之一 欄目鏈接 2 統(tǒng)計規(guī)律 大量個別偶然事件整體表現(xiàn)出來的規(guī)律 2 氣體分子及其運(yùn)動特點 1 分子很小 間距很大 通常認(rèn)為除碰撞外不受力的作用 做勻速直線運(yùn)動 因此氣體能充滿它能達(dá)到的整個空間 2 分子密度大 碰撞頻繁 分子的運(yùn)動雜亂無章 欄目鏈接 3 由于氣體是由數(shù)量極多的分子組成 這些分子并沒有統(tǒng)一的步調(diào) 單獨看來 各個分子的運(yùn)動都是不規(guī)則的 帶有偶然性 但總體來看 大量分子的運(yùn)動遵守統(tǒng)計規(guī)律 4 分子沿各個方向運(yùn)動的機(jī)會相等 注意 單個或少量分子的運(yùn)動是 個性行為 具有不確定性 大量分子運(yùn)動是 集體行為 具有規(guī)律性即遵守統(tǒng)計規(guī)律 欄目鏈接 例1在投擲硬幣的實驗中 硬幣的每一次投擲 都是一個獨立事件 即某一次的投擲結(jié)果同其他各次的投擲結(jié)果都沒有關(guān)系 投擲次數(shù)較少時 結(jié)果是正面朝上還是反面朝上 都是偶然的 但如果投擲的次數(shù)很多 就可以發(fā)現(xiàn) 正面朝上和反而朝上的概率都在50 左右 此事例說明了統(tǒng)計規(guī)律的適用條件是怎樣呢 欄目鏈接 答案 統(tǒng)計規(guī)律只適用于大量統(tǒng)計的規(guī)律 對于少量統(tǒng)計不適用 反映的是物體整體所呈現(xiàn)的一種可能情況 方法總結(jié) 1 統(tǒng)計規(guī)律必須是大量的隨機(jī)事件的規(guī)律 2 是有規(guī)律的是對可能性的定量描述 對于個別或少數(shù)事件是無規(guī)律的 偶然的 課堂訓(xùn)練1 多選 大量氣體分子運(yùn)動的特點是 AB A 分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外 可在空間里自由移動B 分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無章的熱運(yùn)動C 分子沿各方向的運(yùn)動具有偶然性D 某個分子在某一時刻的運(yùn)動方向遵從一定的規(guī)律 解析 氣體分子除碰撞外可以認(rèn)為是在空間內(nèi)自由移動的 因而氣體分子沿各方向的運(yùn)動機(jī)會相等 個別分子的運(yùn)動具有偶然性 大量分子的運(yùn)動遵守統(tǒng)計規(guī)律 綜上所述 選項A B正確 考點二氣體分子的速率分布 欄目鏈接 氣體分子運(yùn)動的速率分布有哪些特點 提示 從麥克斯韋速率分布規(guī)律圖可以看出 氣體分子運(yùn)動的速率分布呈現(xiàn) 中間多 兩頭少 的分布規(guī)律 欄目鏈接 1 氣體分子速率分布規(guī)律 1 規(guī)律內(nèi)容 在一定狀態(tài)下 氣體的大多數(shù)分子的速率都在某個數(shù)值附近 速率離這個數(shù)值越遠(yuǎn) 具有這種速率的分子就越少 即氣體分子速率總體上呈現(xiàn)出 中間多 兩頭少 的分布特征 很像伽耳頓板實驗中狹槽中落入小球數(shù)目的分布 a 從以上的圖線可以看出 在一定的溫度下 速率在中間的比率最大 分子數(shù)最多 速率很大和速率很小的占的比率較小 分子數(shù)較少 b 比較兩溫度下的圖線可知 溫度升高時 氧分子速率大的占的比例增多 分子的平均動能會隨溫度的升高而增大 注意 1 以上是以氧分子的速率分布為例得到的規(guī)律 不要認(rèn)為只有氧分子的速率分布規(guī)律如此 其他種類的氣體分子都滿足相同的規(guī)律 2 分子速率分布取決于兩個因素 溫度與分子質(zhì)量 當(dāng)溫度升高時 分子速率增大的概率增大 分子平均速率增大 當(dāng)溫度降低時 分子平均速率減小 分子質(zhì)量較大 則分子平均速率較小 分子質(zhì)量較小 則分子平均速率較大 如果把速率區(qū)間取得足夠小 直方圖邊界就變成一條平滑的曲線 即氣體分子速率分布曲線 它能精確反映分子的速率分布情況 氧氣分子在0 和100 不同溫度下的速率分布曲線如圖所示 例2如圖所示是氧氣分子在不同溫度 0 和100 下的速率分布 由圖可得信息是 A 隨著溫度的升高 氧氣分子的平均速率變小B 隨著溫度的升高 每一個氧氣分子的速率都增大C 隨著溫度的升高 氧氣分子中速率小的分子所占的比例高D 同一溫度下 氧氣分子呈現(xiàn)出 中間多 兩頭少 的分布規(guī)律 解析 隨著溫度升高 氧氣分子的平均速率變大 且呈現(xiàn) 中間多 兩頭少 的分布規(guī)律 A錯 D對 溫度升高時 分子平均速率增大 但并不意味著每一個氧分子的速率都增大 B錯 溫度升高時 氧氣分子中速率小的分子所占比例將減小 C錯 答案 D 課堂訓(xùn)練2 關(guān)于溫度較高的密閉的氣體 下列說法正確的是 D A 每個氣體分子的速率都比較大B 不可能存在很小速率的分子C 絕大多數(shù)分子的速率都很大D 各種速率的分子都存在 但中間區(qū)域的分子占大多數(shù) 解析 由氣體速率的分布特點可知 無論溫度高低 氣體分子速率的 中間多 兩頭少 的分布規(guī)律不變 既有速率很小的分子 又有速率很大的分子 但中等速率的分子占絕大多數(shù) 由此可知A B C錯誤 D正確