1、第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 第一章第一章 分子动理论分子动理论 3分子运动速率分布规律 1.初步了解什么是“随机事件”和“统计规律”。 2.知道气体分子运动的特点。 3.知道气体分子运动速率分布规律。 4.理解气体压强的微观意义,知道气体压强大小的决定因素。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 第一章第一章 分子动理论分子动理论 (1)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。 (2)不可能事件:在一定条件下,若某事件不可能出现,这个事件叫作不可能事件。 (3)随机事件:若在一定条件下某事件可能出现,也可能不出现,这个事件叫作随机事件 。
2、2.统计规律 大量随机事件的整体往往会表现出一定的规律性,这种规律就叫作统计规 律。热现象与大量分子热运动的统计规律有关。 1 | 随机性与统计规律 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 第一章第一章 分子动理论分子动理论 1.气体的微观结构特点 (1)气体分子间距离大约是分子直径的10倍左右。 (2)气体分子间距离比较大,分子间的作用力很弱。 2.气体分子运动的特点 (1)气体分子运动的自由性:通常认为,气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,不 受力而做匀速直线运动,气体充满它能达到的整个空间。 2 | 气体分子运动的特点 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 第一章第一
3、章 分子动理论分子动理论 (2)单个分子运动的无序性:气体分子之间频繁地碰撞,每个分子的速度大小和方向 频繁地改变。分子的热运动永不停息,单个分子的运动杂乱无章;在 某一时刻,向着任何一个方向运动的分子都有。 (3)大量分子运动的规律性:在某一时刻,向各个方向运动的气体分子数目几乎 相等。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 第一章第一章 分子动理论分子动理论 1.氧气分子的速率分布图像 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。 3 | 分子运动速率分布图像 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 第一章第一章 分子动理论分子动理论 2.统计
4、规律 (1)在一定温度下,不管个别分子怎样运动,气体的多数分子的速率都在某个 数值附近,表现出“中间多、两头少”的分布规律。 (2)当温度升高时,“中间多、两头少”的分布规律不变,速率大的分子比例 增多。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 第一章第一章 分子动理论分子动理论 1.气体压强的形成原因 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。 2.分子给器壁的作用力分析 4 | 气体压强的微观解释 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 第一章第一
5、章 分子动理论分子动理论 气体分子受到的冲量为 Ft=-mv-mv=-2mv 气体分子受到的作用力为 F=- 根据牛顿第三定律,器壁受到的作用力为 F= 3.气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果。对于单个分子来说,这 种撞击是间断的、不均匀的,但是对于大量分子总的作用来说,就表现为连续的和 均匀的了。器壁单位面积上受到的压力,就是气体的压强。 2 mv t 2 mv t 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 第一章第一章 分子动理论分子动理论 1.伽尔顿板实验表明,大量随机事件的整体会表现出一定的规律性。() 2.氧气分子的速率分布图像表明,大多数气体分子的速率处于中间值
6、,少数分子的 速率较大或较小。() 3.模拟气体压强产生机理的实验表明,气体的压强是大量气体分子频繁持续地碰撞 器壁而产生的。() 4.气体分子沿各个方向运动的机会相等。() 提示:气体分子沿各个方向运动的数目相等,这是针对大量分子而言的,实际数目会 有微小的差别,由于分子数极多,其差别完全可以忽略。 5.气体的温度升高时,所有气体分子的速率都增大。() 提示:气体的温度升高时,大多数气体分子的速率增大。 6.气体的压强是由于气体分子受到重力而产生的。() 提示:气体的压强是由于大量气体分子不断撞击器壁,对器壁产生作用力从而产生的。 判断正误，正确的画“ ” ，错误的画“ ” 。 第第1讲描述
7、运动的基本概念讲描述运动的基本概念 第一章第一章 分子动理论分子动理论 1 |气体分子运动的特点的进一步理解 运动自由性的结果运动自由性的结果 气体分子间距离大(约为分子直径的10倍),分子间作用力小(可忽略),可以自由运动, 所以气体没有一定的体积和形状。 无序性与规律性的矛盾和统一无序性与规律性的矛盾和统一 (1)大量气体分子的速率分布呈现“中间多(分子数目多),两头少(速率大或小的分 子数目少)”的规律。 (2)当温度升高时,“中间多”的这一“高峰”向速率大的一方移动,即速率大的分 子数目增多,速率小的分子数目减少,分子的平均速率增大,分子的热运动更剧烈。 (3)单个或少量分子的运动是“
8、个别行为”,具有不确定性。大量分子的运动是 “集体行为”,具有规律性,即遵从统计规律。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 第一章第一章 分子动理论分子动理论 2 |气体压强的产生原因及决定因素 情境自行车的轮胎没气后会变瘪,用打气筒向里打气,打进去的气越多,轮胎会越 “硬”。在炎热的夏天,打足了气的汽车轮胎在日光的曝晒下容易胀破。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 第一章第一章 分子动理论分子动理论 问题 1.假设轮胎的容积和气体的温度不发生变化,对于打进去的气越多自行车的轮胎会 越“硬”的现象,你怎样用分子动理论的观点来解释? 提示:轮胎的容积不发生变化,随着气体
9、不断地打入,轮胎内气体分子的数密度不断 增大,温度不变意味着气体分子的平均速率没有发生变化,故气体压强不断增大,轮 胎会越来越“硬”。 2.对于在炎热的夏天,打足了气的汽车轮胎在日光的曝晒下容易胀破的现象,你怎 样用分子动理论的观点来解释? 提示:在日光曝晒下,轮胎内气体温度显著升高,气体分子热运动加剧,分子的平均速 率增大,使气体压强增大,超过轮胎的承受能力,轮胎便会胀破。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 第一章第一章 分子动理论分子动理论 决定气体压强的微观因素决定气体压强的微观因素 (1)气体分子的平均速率:气体的温度高,气体分子的平均速率就大,气体分子与器壁 碰撞(可视为弹性碰撞)时给器壁的作用力就大,则气体的压强就大。 (2)气体分子的数密度(单位体积内气体分子的数目):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,给器壁的平均作用力就大,则气体的压 强就大。 决定气体压强的宏观因素决定气体压强的宏观因素 (1)与温度有关:在体积不变的情况下,温度越高,气体分子的平均速率越大,则气体 的压强越大。 (2)与体积有关:在温度不变的情况下,体积越小,气体分子的数密度越大,则气体的 压强越大。
