無序中的有序

1.4無序中的有序課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解氣體分子運動的統(tǒng)計規(guī)律和知道氣體分子運動的特點。2．學(xué)會用直方圖的方法說明氣體分子的速率分布。重點難點：氣體分子的運動特點及其統(tǒng)計規(guī)律。一、氣體分子運動的特點1．通常狀況下氣體分子間的距離比較大(r＞10r0),相互之間的作用力很小，因此可以忽略氣體分子間的___________，認為氣體分子除了相互碰撞或跟器壁碰撞外，不受____的作用，在空間自由運動。因此，氣體能夠充滿它所能到達的空間，沒有一定的體積和形狀。相互作用力2．氣體分子在不斷的碰撞中頻繁地改變著______和速率的大小，做著__________的運動。由于分子數(shù)目是大量的，分子運動是雜亂無章的，所以，大量分子沿各個方向運動的機會是______的。方向雜亂無章均等二、無序中的有序1．伽爾頓板試驗：小球落入某個小格完全是一個隨機的_____事件，但多次重復(fù)操作可以發(fā)現(xiàn)，槽中各小格中落入的小球數(shù)目有著一定的分布規(guī)律——始終是落入中間格子的小球數(shù)目___，兩邊格子中的小球數(shù)目____。偶然多少氣體分子跟伽爾頓板的類比如下：伽爾頓板實驗中的小球→氣體分子小球相互間及跟釘子的碰撞→氣體分子相互間及跟器壁的碰撞小球落入不同的小格→氣體分子獲得不同的速率。2．從伽爾頓的實驗中可以得到啟示：對于由大量微觀粒子組成的系統(tǒng)，就其宏觀性質(zhì)而言,_________起著主導(dǎo)作用。統(tǒng)計規(guī)律三、氣體分子運動的統(tǒng)計規(guī)律1．1859年，英國著名物理學(xué)家麥克斯韋運用_____方法，找到了氣體分子速率的分布函數(shù)，從而確定了氣體分子速率的分布規(guī)律。這個規(guī)律指出，在一定狀態(tài)下，氣體的大多數(shù)分子的速率都在某一固定數(shù)值附近，速率離開這個數(shù)值越遠，具有這種速率的分子就______，即氣體分子速率總體上是呈現(xiàn)出____________________的分布特征，很像伽爾頓板實驗中各小格中落入小球數(shù)目的分布。統(tǒng)計越少“中間多，兩頭少”2．麥克斯韋的方法在物理學(xué)思想史上具有重要意義，它向人們指出，對于一個由大量微觀粒子組成的系統(tǒng)，利用統(tǒng)計方法，一旦找出某個微觀量的_________，便可求出這個微觀量的____________,而這個統(tǒng)計平均值正好等于該系統(tǒng)的相應(yīng)_____量。這樣，就把分子的_________跟物體的_________緊密地聯(lián)系起來了。因此，人們稱頌麥克斯韋的統(tǒng)計方法“標(biāo)志著物理學(xué)新紀(jì)元的開始?！狈植己瘮?shù)統(tǒng)計平均值宏觀微觀運動宏觀表現(xiàn)一、概括氣體分子運動特點1．氣體分子間距離較大標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體分子間的距離約為分子直徑的10倍左右，分子間作用力非常微弱。在理想氣體的處理方法中，通常把氣體分子看成一個個小球,分子之間除相互碰撞的力外不受任何力作用，可以在空間內(nèi)自由移動，從而充滿容器的整個空間。2．分子間碰撞頻繁在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，一個空氣分子在1s內(nèi)與其他分子碰撞竟達65億次之多，頻繁的碰撞造成了氣體分子做雜亂無章的熱運動，氣體分子不斷地改變運動方向，每個氣體分子可自由運動的行程極短，通常狀況下，氣體分子自由運動行程的數(shù)量級為10－8m。3．氣體分子速率分布規(guī)律(1)麥克斯韋速率分布規(guī)律：在一定的溫度下，不管個別分子怎樣運動，氣體中的大多數(shù)分子的速率都在某個數(shù)值附近，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律。(2)分布規(guī)律與溫度的關(guān)系：當(dāng)溫度升高時，“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律不變，氣體分子的速率增大，分布曲線的峰值向速率大的一方移動。(如圖1－4－1所示)麥克斯韋速率分布規(guī)律圖1－4－1二、直方圖說明氣體分布規(guī)律如圖：直方圖表現(xiàn)0攝氏度和100攝氏度的氧分子速率分布即時應(yīng)用

1．關(guān)于氣體分子運動的特點，下列說法正確的是(

)A．由于氣體分子間距離較大，所以氣體很容易被壓縮B．氣體之所以能充滿整個空間，是因為氣體分子間相互作用的引力和斥力十分微弱，氣體分子可以在空間自由移動C．由于氣體分子間的距離較大，所以氣體分子間根本不存在相互作用D．氣體分子間除相互碰撞外，幾乎無相互作用解析：選ABD。氣體分子間距離大，相互作用的引力和斥力很微弱，很容易被壓縮，能自由運動，A、B對。但氣體間不是沒有相互作用，C錯，D對。

下表為0℃和100℃時氧分子的速率分布，對其理解正確的是(

)氣體分子的運動特點分析A.溫度升高，每個氧分子的速率都增大B．100℃時與0℃時相比，大速率分子所占比例增加C．分子運動滿足統(tǒng)計規(guī)律，溫度升高，氧分子的平均速率增大D．溫度升高，分子的平均速率增大，適應(yīng)于所有物質(zhì)分子按速率大小劃分的速率區(qū)間v/m·s－10℃100℃100以下1.40.7100－2008.15.4200－30017.011.9300－40021.417.4400－50020.418.6500－60015.116.7600－7009.212.9700－8004.57.9800－9002.04.6900以上0.93.9氧分子的速率分布不同溫度下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比%?！揪v精析】分子的運動遵循統(tǒng)計規(guī)律，適應(yīng)于大量分子，對單個分子不適應(yīng)，故A錯；溫度升高，分子平均速率增大的表現(xiàn)為大速率分子所占比例增加，故B、C正確；速率分布規(guī)律適應(yīng)于所有物質(zhì)分子，D對?！敬鸢浮?/p>

BCD【方法總結(jié)】

(1)對于大量分子無規(guī)則運動的速率，無法采用牛頓力學(xué)方法精確地予以確定，但可以用統(tǒng)計方法找出其分布規(guī)律。(2)氣體分子速率分布總體上呈現(xiàn)出“中間多,兩邊少”的正態(tài)分布