3.分子的熱運(yùn)動(dòng) 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識(shí) 脈 絡(luò) 1.知道什么是擴(kuò)散現(xiàn)象，知道擴(kuò)散現(xiàn)象產(chǎn)生的原因．(重點(diǎn)) 2．知道什么是布朗運(yùn)動(dòng)，理解布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因．(重點(diǎn)) 3．通過對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生原因的分析，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力．(重點(diǎn)、難點(diǎn)) 4．知道什么是分子的熱運(yùn)動(dòng)，理解分子熱運(yùn)動(dòng)與溫度的關(guān)系．(難點(diǎn)) 擴(kuò)散現(xiàn)象 1．?dāng)U散現(xiàn)象：不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象． 2．產(chǎn)生原因：是由物質(zhì)分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的． 3．發(fā)生環(huán)境：物質(zhì)處于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)時(shí)，都能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象． 4．意義：證明了物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)． 5．規(guī)律：溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯． 6．應(yīng)用：在高溫條件下通過分子的擴(kuò)散在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素來生產(chǎn)半導(dǎo)體器件． 1．在一杯開水中放上點(diǎn)糖，整杯水變甜了，是擴(kuò)散的原因．(√) 2．冷水和熱水都能使紅墨水?dāng)U散，說明擴(kuò)散快慢與溫度無關(guān)．() 3．?dāng)U散現(xiàn)象是物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的證明．(√) 擴(kuò)散現(xiàn)象是否是由對(duì)流和重力引起的？ 【提示】　擴(kuò)散現(xiàn)象不是由對(duì)流和重力引起的，是由分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的． 1．影響擴(kuò)散現(xiàn)象明顯程度的因素 (1)物態(tài) ①氣態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象最快、最顯著． ②固態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象最慢，短時(shí)間內(nèi)非常不明顯． ③液態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象明顯程度介于氣態(tài)與固態(tài)之間． (2)溫度：在兩種物質(zhì)一定的前提下，擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生的明顯程度與物質(zhì)的溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著． (3)濃度差：兩種物質(zhì)的濃度差越大，擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著． 2．分子運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)特點(diǎn) (1)永不停息：不分季節(jié)，也不分白天和黑夜，分子每時(shí)每刻都在運(yùn)動(dòng)． (2)無規(guī)則：?jiǎn)蝹€(gè)分子的運(yùn)動(dòng)無規(guī)則，但大量分子的運(yùn)動(dòng)又具有規(guī)律性，總體上分子由濃度大的地方向濃度小的地方運(yùn)動(dòng)． 1．如圖131所示，一個(gè)裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮?dú)怏w的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開，當(dāng)抽去玻璃板后所發(fā)生的現(xiàn)象，(已知二氧化氮的密度比空氣密度大)下列說法不正確的是(　　) 圖131 A．當(dāng)過一段時(shí)間可以發(fā)現(xiàn)上面瓶中的氣體也變成了淡紅棕色 B．由于二氧化氮密度較大，不會(huì)跑到上面的瓶中，所以上面瓶不會(huì)出現(xiàn)淡紅棕色 C．由于下面二氧化氮的摩爾質(zhì)量大于上面空氣的平均摩爾質(zhì)量，二氧化氮不會(huì)跑到上面的瓶中，所以上面瓶不會(huì)出現(xiàn)淡紅棕色 D．上面的空氣由于重力作用會(huì)到下面的瓶中，于是將下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以會(huì)發(fā)現(xiàn)上面瓶中的瓶口處顯淡紅棕色，但在瓶底處不會(huì)出現(xiàn)淡紅綜色 E．由于氣體分子在運(yùn)動(dòng)著，所以上面的空氣會(huì)運(yùn)動(dòng)到下面的瓶中，下面的二氧化氮也會(huì)自發(fā)地運(yùn)動(dòng)到上面的瓶中，所以最后上下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致 【解析】　因?yàn)榉肿舆\(yùn)動(dòng)是永不停息的，所以相互接觸的兩種物質(zhì)分子會(huì)彼此進(jìn)入對(duì)方，也就是擴(kuò)散，最終空氣和二氧化氮分子均勻混合，整體是淡紅棕色． 【答案】　BCD 2．?dāng)U散現(xiàn)象不能說明(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：74320007】 A．物質(zhì)是由大量分子組成的 B．物質(zhì)內(nèi)部分子間存在著引力 C．物體內(nèi)部分子間存在著斥力 D．分子間存在著空隙 E．分子在做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng) 【解析】　擴(kuò)散現(xiàn)象是一種物質(zhì)的分子進(jìn)入另一種物質(zhì)內(nèi)部的現(xiàn)象，因而說明了分子間存在著空隙；擴(kuò)散現(xiàn)象不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的． 【答案】　ABC 3．下列四種現(xiàn)象中，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象的有(　　) A．雨后的天空中懸浮著很多的小水滴 B．海綿吸水 C．在一杯開水中放幾粒鹽，整杯水很快就會(huì)變咸 D．把一塊煤貼在白墻上，幾年后鏟下煤后發(fā)現(xiàn)墻中有煤 E．春天在公園里散步，隨處都能聞到花香味 【解析】　擴(kuò)散現(xiàn)象是指兩種不同的分子互相滲透到對(duì)方中去的現(xiàn)象，它是由分子運(yùn)動(dòng)引起的．天空中的小水滴不是分子，小水滴是由大量水分子組成的，這里小水滴懸浮于空氣中并非分子運(yùn)動(dòng)所為，故A項(xiàng)不對(duì)．同樣海綿吸水也不是分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，故B項(xiàng)也不對(duì)．而整杯水變咸是鹽分子滲透到水分子之間所致，墻中有煤也是煤分子滲透的結(jié)果，春天各種花的芳香分子擴(kuò)散到空氣中傳得很遠(yuǎn)，故C、D、E項(xiàng)正確． 【答案】　CDE 擴(kuò)散現(xiàn)象不是外界作用引起的，而是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的直接結(jié)果，是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的宏觀反映. 布朗運(yùn)動(dòng)、熱運(yùn)動(dòng) 1．概念：是懸浮在液體(氣體)中的微粒不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 2．產(chǎn)生的原因：大量液體(氣體)分子對(duì)懸浮微粒撞擊的不平衡造成的 3．影響布朗運(yùn)動(dòng)的因素 (1)顆粒大?。侯w粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯． (2)溫度高低：溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈． 4．意義：反映了分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)． 5．熱運(yùn)動(dòng) (1)定義：分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)． (2)特點(diǎn)：①永不停息；②運(yùn)動(dòng)無規(guī)則；③溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈． 1．懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)．(√) 2．微粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈．(√) 3．布朗運(yùn)動(dòng)可以用肉眼直接觀察．() 4．布朗運(yùn)動(dòng)反映了分子做永不停息的熱運(yùn)動(dòng)．(√) 冬天，一縷陽光射入教室內(nèi)，我們看到教室內(nèi)塵埃上下流動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)嗎？將布朗運(yùn)動(dòng)的裝置由實(shí)驗(yàn)室移到運(yùn)動(dòng)的電梯內(nèi)，小顆粒的運(yùn)動(dòng)是否更明顯？ 【提示】　做布朗運(yùn)動(dòng)的顆粒直徑大約在10－6m左右，人直接用肉眼是看不見的，需借助顯微鏡觀察，所以教室內(nèi)看到塵埃的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)． 布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊懸浮顆粒引起的，運(yùn)動(dòng)的劇烈程度只與溫度和顆粒大小有關(guān)，與外界其他因素如實(shí)驗(yàn)裝置是否移動(dòng)無關(guān)． 1．布朗運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生原因及影響因素 (1)布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性．懸浮微粒受到液體分子撞擊的不平衡是形成布朗運(yùn)動(dòng)的原因，由于液體分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，使微粒受到較強(qiáng)撞擊的方向也不確定，所以布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的． (2)微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯．懸浮微粒越小，某時(shí)刻與它相撞的分子數(shù)越少，它來自各方向的沖擊力越不平衡；另外，微粒越小，其質(zhì)量也就越小，相同沖擊力下產(chǎn)生的加速度越大，因此微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯． (3)溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈．溫度越高，液體分子的運(yùn)動(dòng)(平均)速率越大，對(duì)懸浮于其中的微粒的撞擊作用也越大，微粒越不易平衡，產(chǎn)生的加速度也越大，因此溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈． 2．布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì) 布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，而是固體微粒的運(yùn)動(dòng)．布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性；布朗運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，表明液體分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān)． 3．布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的比較 項(xiàng)目 擴(kuò)散現(xiàn)象 布朗運(yùn)動(dòng) 不 同 點(diǎn) (1)兩種不同物質(zhì)相互接觸而彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，沒有受到外力作用 (2)擴(kuò)散快慢，除與溫度有關(guān)外，還與物體的密度、溶液的濃度有關(guān) (3)由于固體、液體、氣體在任何狀態(tài)下都能發(fā)生擴(kuò)散，從而證明任何物體的分子不論在什么狀態(tài)下都在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) (1)布朗運(yùn)動(dòng)指懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而不是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，并且是在周圍液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的撞擊下運(yùn)動(dòng)的 (2)布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度除與液體的溫度有關(guān)，還與微粒的大小有關(guān) 相 同 點(diǎn) (1)布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都隨溫度的升高而表現(xiàn)的越明顯 (2)它們產(chǎn)生的根本原因相同，都是由于分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因而都能證明分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)這一事實(shí) 4.布朗運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)的比較 布朗運(yùn)動(dòng) 熱運(yùn)動(dòng) 區(qū)別 運(yùn)動(dòng)對(duì)象是固體顆粒，顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯 運(yùn)動(dòng)對(duì)象是分子，任何物體的分子都做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 相同點(diǎn) (1)無規(guī)則運(yùn)動(dòng)　(2)永不停息　(3)與溫度有關(guān) 聯(lián)系 周圍液體(或氣體)分子的熱運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因，布朗運(yùn)動(dòng)是熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn) 4．用顯微鏡觀察懸浮在液體中的花粉的運(yùn)動(dòng)，下面的哪些說法與觀察到的結(jié)果相符(　　) A．花粉在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這就是所說的布朗運(yùn)動(dòng) B．制成的懸浮液體靜置的時(shí)間越長(zhǎng)，花粉微粒的運(yùn)動(dòng)越微弱 C．花粉的顆粒越大，運(yùn)動(dòng)越明顯 D．環(huán)境的溫度越高，花粉的運(yùn)動(dòng)越明顯 E．跟蹤某個(gè)具體的花粉顆粒，它的運(yùn)動(dòng)總是沒有規(guī)則 【解析】　布朗運(yùn)動(dòng)總是無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，無論靜置多久都是如此．懸浮微粒越小，溫度越高，無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越明顯． 【答案】　ADE 5．(2016大連高二檢測(cè))下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的敘述，正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：74320008】 A．懸浮小顆粒的運(yùn)動(dòng)是雜亂無章的 B．液體的溫度越低，懸浮小顆粒的運(yùn)動(dòng)越緩慢．當(dāng)液體的溫度降到零攝氏度時(shí)，固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止 C．被凍結(jié)的冰塊中的小碳粒不能做布朗運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)樵诠腆w中不能發(fā)生布朗運(yùn)動(dòng) D．做布朗運(yùn)動(dòng)的固體顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯 E．因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)的劇烈程度跟溫度有關(guān)，所以布朗運(yùn)動(dòng)也叫熱運(yùn)動(dòng) 【解析】　布朗運(yùn)動(dòng)的特征之一就是無規(guī)則性，故A對(duì)；布朗運(yùn)動(dòng)只能發(fā)生在液體或氣體中，在固體中不能發(fā)生，并不是因?yàn)楣腆w分子不運(yùn)動(dòng)，任何物質(zhì)的分子都在永不停息地運(yùn)動(dòng)；布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān)，當(dāng)溫度越低時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯，但不會(huì)停止，故B錯(cuò)，C對(duì)；布朗運(yùn)動(dòng)的明顯程度受顆粒大小的影響，顆粒越小，受力越不容易平衡，運(yùn)動(dòng)越劇烈，故D對(duì)；熱運(yùn)動(dòng)是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，由于布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，所以不能說布朗運(yùn)動(dòng)是熱運(yùn)動(dòng)，E錯(cuò)． 【答案】　ACD 6．如圖132所示是做布朗運(yùn)動(dòng)的小顆粒的運(yùn)動(dòng)路線記錄的放大圖，以小顆粒在A點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，每隔30 s記下小顆粒的一個(gè)位置，得到B、C、D、E、F、G等點(diǎn)，則小顆粒在經(jīng)75 s末時(shí)的位置，以下敘述中正確的是(　　) 圖132 A．一定在CD連線的中點(diǎn) B．一定不在CD連線的中點(diǎn) C．可能在CD連線靠近C的位置 D．可能在CD連線上，但不一定是CD連線的中點(diǎn) E．可能在CD連線以外的某點(diǎn)上 【解析】　布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，從顆粒運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)計(jì)時(shí)，每隔30 s，記下顆粒的一個(gè)位置，其連線并不是小顆粒運(yùn)動(dòng)的軌跡，所以在75 s末時(shí)，其所在位置不能在圖中確定，故選C、D、E. 【答案】　CDE 布朗運(yùn)動(dòng)中的“顆?！? 1．布朗運(yùn)動(dòng)的研究對(duì)象是小顆粒，而不是分子，屬于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)． 2．布朗小顆粒中含有大量的分子，它們也在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)． 3．液體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率比我們所觀察到的布朗運(yùn)動(dòng)的速率大許多倍． 4．導(dǎo)致布朗運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)原因是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)．