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1、人教版选修33之7、2分子的热运动,一、扩散现象1.扩散现象:不同物质彼此进入对方的现象,叫做扩散现象,扩散现象是由物质的无规则运动产生的。2.扩散现象的意义:扩散现象直接证明了分子在做永不停息的无规则运动。3.举例说明扩散现象在科学技术中的应用。答案:在高温条件下,通过分子的扩散在纯净的半导体中掺入其他元素,生产各种半导体器件。,二、布朗运动1.定义:悬浮颗粒在液体中的无规则运动,称为布朗运动。英国植物学家布朗首先在显微镜下研究了这种运动。2.布朗运动产生原因:布朗运动是由大量液体分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性造成的。3.影响布朗运动的因素:微粒的大小和温度的高低均可影响布朗运动。4.发现
2、布朗运动有什么意义?答案:布朗运动的发现间接地反映了液体分子运动的无规则性。三、热运动1.定义:分子永不停息的无规则运动叫做热运动。2.分子热运动的特点:(1)永不停息;(2)运动无规则;(3)温度越高,分子运动越激烈。,自我检测1.判断正误,对的画“”,错的画“”。,(1)布朗运动就是液体分子的无规则运动。()解析:布朗运动是悬浮在液体中的微粒的运动,不是分子的运动,它间接反映了液体分子的无规则运动。答案:(2)悬浮微粒越大,布朗运动越明显。()解析:悬浮微粒越大,布朗运动越不明显。答案:(3)温度越高,布朗运动越剧烈。()解析:布朗运动与温度有关。温度越高,布朗运动越剧烈。答案:,2.探究
3、讨论。(1)为什么把分子永不停息的无规则运动叫热运动?答案:因为分子的运动与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈。(2)布朗运动叫分子的热运动吗?答案:布朗运动是固体颗粒的运动,不是分子的运动,故布朗运动不能叫分子的热运动。(3)教材第5页“图7.2-3”中鸡蛋清发生了变色,说明酱油和鸡蛋清之间发生了什么物理现象?答案:发生了扩散现象。(4)将一碗小米倒入一碗大米,发现小米进入了大米的间隙之中,这是否属于扩散现象?答案:不是。扩散现象是不同物质的分子彼此进入对方的现象,而小米和大米都不是分子。,探究一,探究二,探究三,扩散现象问题探究1915年,巴拿马举行国际评酒会,就在评酒会的最后一天,中国代
4、表眼看茅台酒在评奖方面无望,心中很不服气,情急之中突生一计。他提着酒走到展厅最热闹的地方,装作失手,将酒瓶摔破在地,顿时浓香四溢,招来不少看客。中国代表乘机让人们品尝美酒,不一会便成为一大新闻而传遍了整个会场。人人都争着到茅台酒陈列处抢购,认为中国酒比“白兰地”“香槟”更具特色。根据上述故事,回答下列问题:(1)这是一种什么物理现象?(2)这种物理现象产生的原因是什么?(3)这种物理现象在固体中能发生吗?,探究一,探究二,探究三,要点提示(1)扩散现象;(2)物质分子的无规则运动;(3)能,在气体、液体、固体中均能发生扩散现象,气体的扩散现象最明显,扩散现象在任何情况下都可以发生。,探究一,探
5、究二,探究三,知识归纳1.扩散现象的影响因素(1)双方的物态:扩散现象发生时,气态物质的扩散现象最快、最显著,液态次之,固态物质的扩散现象最慢,短时间内非常不明显。(2)双方的温度:在两种物质一定的前提下,扩散现象发生的明显程度与物质的温度有关,温度越高,扩散现象越显著。(3)双方的浓度差:扩散现象发生的明显程度还受到“已进入对方”的分子浓度的限制,当浓度低时,扩散现象较为显著。2.成因分析扩散现象不是外界作用(例如对流、重力作用等)引起的,也不是化学反应的结果,而是分子无规则运动的直接结果,是分子无规则运动的宏观表现。,探究一,探究二,探究三,(1)扩散现象在任何情况下都可以发生,与外界因素
6、无关。(2)当两部分的分子分布浓度相同时,浓度不再变化,宏观上扩散停止,但分子的运动并没有停止,因此这种状态是一种动态平衡。,探究一,探究二,探究三,典例剖析【例题1】(多选)如图所示,一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上,中间用玻璃板隔开,当抽去玻璃板后所发生的现象(已知二氧化氮的密度比空气的密度大),下列说法正确的是(),A.过一段时间可以发现上面瓶中的气体变成了淡红棕色B.二氧化氮由于密度较大,不会跑到上面的瓶中,所以上面瓶中不会出现淡红棕色C.上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中,于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分,所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色,但
7、在瓶底处不会出现淡红棕色D.由于气体分子在运动着,所以上面的空气会运动到下面的瓶中,下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中,所以最后上下两瓶气体的颜色变得均匀一致,探究一,探究二,探究三,【思考问题】(1)扩散现象受重力影响吗?提示扩散现象不是因外界作用引起的,故不受重力影响。(2)经过一段时间两瓶颜色稳定后扩散现象停止了吗?提示扩散现象不会停止,二氧化氮气体仍会运动到上瓶中,但进入与返回达到了一种动态平衡。解析:由于扩散现象,上面的空气分子与下面的二氧化氮分子会彼此进入对方,最后混合均匀,颜色变得一致,应选A、D。答案:AD对扩散现象的理解扩散现象的明显程度与温度、浓度有关,与外界作用无关
8、,扩散现象可以在气体、液体、固体间进行。,探究一,探究二,探究三,变式训练1放在房间一端的香水,打开瓶塞后,位于房间另一端的人将()A.立即嗅到香味,因为分子热运动速率很大,穿过房间所需时间极短B.过一会儿才能嗅到香味,因为分子热运动的速率不大,穿过房间需要一段时间C.过一会儿才能嗅到香味,因为分子热运动速率虽然很大,但由于是无规则运动,且与空气分子不断碰撞,要嗅到足够多的香水分子必须经过一段时间D.过一会儿才能嗅到香味,因为分子热运动速率虽然很大,但必须有足够多的香水分子,才能引起嗅觉解析:分子的扩散需要一段时间,因为分子是无规则的运动,而且在扩散的同时会受到一些阻碍。答案:C,探究一,探究
9、二,探究三,布朗运动问题探究盈盈同学在使用碳素墨水时,经常出现钢笔尖被堵的现象,为了研究这个问题,她把墨水滴入水中,放在实验室用的显微镜下观察,得到如图所示图象,箭头是她自己标注的,根据生活现象和图象,我们可以得出:(1)碳素墨水中的“炭粒”是不是分子?容易堵住钢笔尖的原因是什么?(2)炭粒在水中做的运动是什么运动?(3)炭粒的运动有什么特点?(4)该运动产生的原因是什么?,探究一,探究二,探究三,要点提示(1)炭粒不是分子。炭粒要比分子大很多,是固体颗粒,所以容易堵住钢笔尖。(2)炭粒在水中做的运动是固体颗粒在液体中的无规则运动,即布朗运动。(3)布朗运动是无规则的、永不停息的。悬浮的颗粒越
10、小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越剧烈。(4)布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受到液体分子各个方向撞击作用的不平衡造成的。在某一瞬间,微小颗粒在某个方向受到的撞击作用强,它就沿着这个方向运动。在下一瞬间,微小颗粒在另一方向受到的撞击作用强,它又沿着另一个方向运动。任意时刻微小颗粒所受的撞击作用在某一方向上占优势是偶然的,这样就引起了微小颗粒的无规则的布朗运动。,探究一,探究二,探究三,知识归纳1.对布朗运动的理解(1)布朗运动的产生条件。布朗运动的对象是布朗微粒,它必须是足够微小的颗粒,如果是大颗粒,则其周围来自各个方向的许多分子对它本身的撞击很容易平衡。布朗运动研究的颗粒的直径数量级一
11、般在10-710-6m之间,人的肉眼是看不到的,只能借助显微镜观察。反之,人能用眼睛观察到的灰尘颗粒并不能发生明显的布朗运动。(2)做布朗运动的主体。布朗运动的主体是布朗微粒,不是分子,布朗微粒虽小,但它又比分子大许多倍(分子直径的数量级为10-10m,因此布朗微粒中包含大量的分子),在显微镜(普通显微镜)下是观察不到分子的,所以布朗运动不是分子运动,但却是分子运动的间接反映。,探究一,探究二,探究三,(3)布朗运动产生的原因。悬浮在液体中的固体小颗粒会受到来自各个方向液体分子的撞击,当颗粒较大时,各方向与小颗粒撞击的分子数都很多,各方向作用力趋于平衡,布朗运动难以发生或不明显;当颗粒较小时,
12、各方向与小颗粒撞击的分子数都很少,数目的差异、作用的强弱、作用的先后等因素的影响使得各个方向的作用力很难达到平衡,再由于颗粒质量小、惯性小,运动状态容易改变,所以布朗运动比较明显。总之,颗粒越小,某一瞬间来自各个方向的作用力越不易达到平衡,布朗运动越明显;另一方面,液体分子温度越高,分子运动越剧烈,液体分子碰撞固体小颗粒时这种不平衡的作用力更突出,布朗运动也越明显。,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,2.对布朗运动认识的误区(1)误认为布朗运动是液体分子的运动。实际上布朗运动是液体分子做无规则运动的反映。(2)误认为布朗运动是固体颗粒分子的运动。实际上它是固体小颗粒的运动。(3)
13、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。其实颗粒越小,布朗运动越显著。(4)大风天常常看到风沙弥漫、尘土飞扬,误认为这就是布朗运动。能用肉眼看到的颗粒的运动不是布朗运动。,探究一,探究二,探究三,典例剖析【例题2】如图是做布朗运动小颗粒的运动记录的放大图。以小颗粒在A点开始计时,每隔30s记下小颗粒的位置,得到B、C、D、E、F、G、点,则小颗粒在第75s末时的位置,以下叙述正确的是()A.一定在CD连线的中点B.一定不在CD连线的中点C.可能在CD连线上,但不一定在CD连线中点D.可能在CD连线以外的某点上,探究一,探究二,探究三,解析:题图中的各点的连线不是小
14、颗粒的运动轨迹,它是为了表明小颗粒在做极短促的无定向运动过程中的移动的顺序而作的连线。由以上分析,在第75s末,小颗粒可能在CD连线上,但不一定在CD中点,也可能在CD连线外的位置。答案:CD布朗运动中微粒的运动是“无规则”的,即实验中不同时刻微粒位置的连线并非其运动轨迹,而是人为画出的,这是理解该实验非常关键的一点。,探究一,探究二,探究三,变式训练2(多选)关于布朗运动的剧烈程度,下面说法中正确的是()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
15、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。答案:BC,探究一,探究二,探究三,热运动问题探究暮春时节,金黄的油菜花铺满了原野,微风拂过,飘来阵阵花香,如图所示。你有没有想过,为什么能够闻到这沁人心脾的香味呢?要点提示分子的热运动。,探究一,探究二,探究三,知识归纳1.对热运动的理解(1)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
16、内与其他空气分子的碰撞高达65亿次,所以大量分子的运动是十分混乱的,也就是说是无规则的。(2)热运动是对大量分子而言的,对个别分子无意义。(3)分子热运动的剧烈程度虽然受到温度影响,温度高运动快,温度低运动慢,但分子的运动永远不会停息。,探究一,探究二,探究三,2.布朗运动与热运动的比较,探究一,探究二,探究三,典例剖析【例题3】下列关于热运动的说法正确的是()A.热运动是物体受热后所做的运动B.0的物体中的分子不做无规则运动C.热运动是单个分子的永不停息的无规则运动D.热运动是大量分子的永不停息的无规则运动【思考问题】(1)一个分子的运动能否说成是热运动?提示不能。因为热运动指微观上的大量分
17、子的无规则运动。(2)能否认为温度过低,分子就停止运动?提示温度过低,分子热运动缓慢,但不会停止,分子会永不停息地做无规则运动。,探究一,探究二,探究三,解析:热运动是大量分子所做的无规则运动,不是单个分子的无规则运动,A、C两项错误,D项正确;分子的热运动永不停息,因此0的物体中的分子仍做无规则运动,B项错误。答案:D分子热运动的“热”字,应该赋予其两层含义:指分子无规则的运动,不是宏观物体的机械运动;温度越高,分子运动越剧烈,与何种分子无关。,探究一,探究二,探究三,变式训练3下列关于热运动的说法中,正确的是()A.分子热运动是指扩散现象和布朗运动B.分子热运动是物体被加热后的分子运动C.
18、温度降低到一定程度,分子热运动将停止D.同种物体温度升高时,其内部分子运动变剧烈解析:分子热运动是指大量分子做永不停息的无规则运动,物体被加热、不被加热,其分子都在进行着热运动,故B错误。分子运动永远不会停息,C错误。温度越高分子运动越剧烈,D正确。扩散现象和布朗运动证实了分子的热运动,但热运动不是指扩散现象和布朗运动,A错误。答案:D,1,2,3,4,5,1.关于扩散现象和布朗运动,下列说法正确的是()A.扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动B.扩散现象和布朗运动没有本质的区别C.扩散现象可以停止,说明分子的热运动可以停止D.扩散现象和布朗运动都与温度有关解析:扩散现象是由于分子的无规则热
19、运动而导致的物质的群体迁移,当物质在某一能到达的空间内达到均匀分布时,这种宏观的迁移现象就结束了,但分子的无规则运动依然存在。布朗运动是由于分子热运动对悬浮微粒的不均匀撞击所致,它不会停止,这两种现象都与温度有关,温度越高,现象越明显。答案:D,1,2,3,4,5,2.下列四种现象中属于扩散现象的是()海绵状塑料可以吸水揉面团时,加入小苏打,小苏打可以揉进面团内放一匙食糖于一杯开水中,水会变甜把盛开的腊梅放入室内,会满室生香A.B.C.D.解析:海绵状塑料吸水是水滴进入塑料间隙,不是扩散;小苏打揉进面团,是机械外力作用的结果;食糖溶于开水中,腊梅香气释放是扩散现象。故B正确。答案:B,1,2,
20、3,4,5,3.下列说法正确的是()A.分子的运动就是布朗运动B.液体中悬浮的颗粒越大,所受冲击力越大,布朗运动越明显C.布朗运动是指在液体中悬浮的小颗粒所做的不规则运动D.物体运动的速度越大,内部分子的热运动越激烈解析:因为布朗运动是液体中悬浮小颗粒的不规则运动,是分子不规则运动的反映,则C项正确,A项错误;悬浮颗粒越大,受多方向的分子撞击力几乎平衡,布朗运动反而不明显,故B项错误;物体内部分子的热运动激烈程度只与温度有关,故D项错误。答案:C,1,2,3,4,5,4.小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上,并把相邻时间的点连接起来,如图所示
21、,下列判断正确的是()A.图中的折线就是粉笔末的运动轨迹B.图中的折线就是水分子的运动轨迹C.从整体上看粉笔末的运动是无规则的D.图中折线表明水分子在短时间内的运动是规则的解析:图中的折线是粉笔末在不同时刻的位置的连线,不是粉笔末的运动轨迹,也不是分子的运动轨迹,故A、B错误;图中的折线没有规则,说明粉笔末的运动是无规则的,分子的运动是无规则的,故C正确,D错误。答案:C,1,2,3,4,5,5.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颗粒的无规则运动,而非分子的运动,选项A错误;既然无规则,所以微粒没有固定的运动轨迹,选项B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时刻的速度,也就无法描绘其v-t图线,选项C错误;只有选项D正确。答案:D,