1、2 分子的热运动 1.了解扩散现象是由于分子的热运动产生的。2.通过实验知道什么是布朗运动,理解布朗运动产生的原因。3.知道什么是热运动以及决定热运动激烈程度的因素。一 二 三 一、扩散现象 1.定义:不同的物质能够彼此进入对方的现象叫作扩散。2.特点:(1)从浓度大处向浓度小处扩散。(2)扩散快慢与物质的状态有关,与物质的温度有关,温度越高,扩散现象越明显。3.产生原因:是由物质分子的无规则运动产生的。4.意义:直接证明物质分子永不停息地做无规则运动。5.应用:在高温条件下,通过分子的扩散在纯净半导体中掺入其他元素,生产各种半导体器件。一 二 三 一碗小米倒入一碗大米中,小米进入大米的间隙之
2、中是否属于扩散现象?提示: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。一 二 三 二、布朗运动 1.定义:悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动叫作布朗运动。它首先是由英国植物学家布朗发现的。2.产生原因:大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性造成的。3.运动特点:(1)永不停息;(2)无规则。4.影响因素:微粒的大小和温度的高低。微粒越小,温度越高,布朗运动就越激烈。5.意义:布朗运动虽然不是分子的运动,但它间接反映了液体(或气体)分子运动的无规则性。一 二 三 冬天,当一缕阳光射入教室时,常常可以看到阳光下有悬浮在空气中的尘埃在做无规则运动。这些
3、尘埃的运动是布朗运动吗?为什么?提示:不是。首先,能用肉眼直接观察到的运动肯定不是布朗运动;其次,从布朗运动产生的原因上来考虑,肉眼看到的尘埃比较大,某时刻由于分子的运动而对它向各个方向的撞击几乎平衡抵消。也就是说,尘埃的运动不是由空气分子对它的撞击引起的,而是由气流的流动、重力作用等因素引起的,因此尘埃的运动不属于布朗运动。一 二 三 三、热运动 1.定义:我们把分子永不停息的无规则运动叫作热运动。2.特点:(1)永不停息;(2)运动无规则;(3)温度越高,分子的热运动越激烈。3.宏观表现:布朗运动和扩散现象。一 二 三 一、对扩散现象的理解 1.影响因素(1)双方的物态:物质处于固态、液态
4、和气态时均能发生扩散现象,只是气态物质的扩散现象最快、最显著,液态次之,而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,当进入对方的分子浓度较低时,扩散现象较为显著。四 一 二 三 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。温馨提示(1)扩散现象在任何情况下都可以发生,与外界因素无关。(2)当两部分的分子分布
5、浓度相同时,浓度不再变化,宏观上扩散停止,但分子运动并没有停止,因此这种状态是一种动态平衡。四 一 二 三 二、对布朗运动的理解 1.感悟布朗运动的条件 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的撞击很容易平衡。布朗运动研究的颗粒的直径数量级在10-710-6 m之间,人的肉眼是看不到的,只能借助显微镜观察。例如,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.明确布朗运动的主体 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10-10 m,因此布朗微粒中包含大量的分子,约为1021个
6、),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。四 一 二 三 3.了解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,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
7、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。四 一 二 三 4.领会布朗运动的意义 5.弄清布朗运动与热运动的关系 项目布朗运动热运动区别研究对象是固体颗粒,颗粒越小,布朗运动越明显,在液体、气体中发生研究对象是分子,任何物体的分子都做无规则运动相同点 无规则运动;永不停息;与温度有关联系周围液体(或气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因,布朗运动是热运动的宏观表现(1)布朗运动是无规则的分子运动是无规则的。(2)布朗运动是永不停息的分子运动是永不停息的。(3)温度越高,布朗运动越激烈温度越高,分子的热运动越激烈。四 一 二 三 温馨提示 布朗微粒的运动轨迹是
8、无规则的,它在下一个时刻向哪个方向运动是不确定的,也是不可预测的。四 一 二 三 三、布朗运动和扩散现象的对比分析 项目布朗运动扩散现象产生条件固体微(颗)粒悬浮在液体或气体中两物体相互接触,在固、液、气中都能发生产生原因液体或气体分子无规则运动,对固体微粒撞击的不平衡分子的无规则运动运动本质固体微粒的运动分子的运动是否会停止 不会会(最终达到动态平衡)影响因素温度高低,颗粒大小温度高低、物态或浓度差相同点(1)布朗运动和扩散现象都是分子运动的有力证据(2)都与温度有关,温度越高,现象越明显 四 一 二 三 温馨提示 布朗运动只能在气体、液体中发生,扩散现象可以发生在固体、液体、气体中任何两种
9、物质之间。四 一 二 三 四 四、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1 s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。注意:不能把布朗运动叫作热运动。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。类型一 类型二 类型三 类型一对布朗运动图象的理解【例1】用显微镜观察放在水中的花粉,追踪几粒花粉微粒,每隔30 s记下它们的位置,用折线分别依
10、次连接这些点,如图所示。图示折线是否为花粉微粒的运动轨迹?是否为水分子的运动轨迹?点拨由于液体分子运动的无规则性,做布朗运动的固体小颗粒的运动也没有一定的规律,采用闪光照相等形式可以确定颗粒在某时刻的位置,但不能描述其运动轨迹。类型一 类型二 类型三 解析:此图画出的是每隔30 s观察到的花粉微粒的位置用直线依次连接起来的图线,实际上在两位置间的短短30 s内,微粒的运动仍是极其复杂和无规则的,并非沿着两位置的连线运动。因此,图示折线并不是花粉微粒的运动轨迹,更不是水分子的运动轨迹,这是因为花粉微粒每秒受到约1021次液体分子的碰撞,微粒运动的路线是在许许多多液体分子撞击下的平均效果的体现。答
11、案:不是 不是 题后反思 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。类型一 类型二 类型三 触类旁通 在观察布朗运动时,从微粒在A点开始计时,每隔30 s记下微粒的一个位置,得B、C、D、E、F、G等点,然后用线段依次连接,如图所示,则微粒在75 s末时的位置()A.一定在CD的中点 B.在CD的连线上,但不一定在CD的中点 C.一定不在CD连线的中点 D.可能在CD连线以外的某一点 答案:D 类型一 类型二 类型三 类型二对布朗运动的理解【例2】关于悬浮在液体中的固体微粒的布朗运动,下列说法正确的是()A.
12、小颗粒的无规则运动就是分子的运动 B.小颗粒的无规则运动是固体颗粒分子无规则运动的反映 C.小颗粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映 D.因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关,所以布朗运动也可以叫作热运动 点拨弄清布朗运动的实质、意义及它与热运动的关系是分析问题的关键。类型一 类型二 类型三 解析:悬浮在液体中的固体颗粒虽然很小,需要用显微镜来观察,但它并不是固体分子,而是千万个固体分子组成的分子团,布朗运动是这千万个分子的一致行动,不能看作分子的运动。产生布朗运动的原因是固体微粒受到周围液体分子的撞击,由于液体分子运动的无规则性,固体微粒受到撞击力的合力也是无规则的,因此固体微粒的运动也是无
13、规则的。组成微粒的固体分子既有各自特有的无规则运动,又有我们通过显微镜看到的分子团的布朗运动。可见,小颗粒的无规则运动不能证明固体微粒分子做无规则运动,而只能说明液体分子在做无规则运动。热运动是指分子的无规则运动,由于布朗运动不是分子的运动,因此不能说布朗运动是热运动。答案:C 类型一 类型二 类型三 题后反思 1.布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动,它不是液体分子的无规则运动,更不是悬浮颗粒内分子的无规则运动。2.布朗运动不是分子的运动,但它是液体分子无规则运动的反映。类型一 类型二 类型三 类型三对分子热运动的理解【例3】下列说法正确的是()A.热的物体中的分子有热运动,冷的物体中的分子无热运
14、动 B.气体分子有热运动,固体分子无热运动 C.高温物体的分子热运动比低温物体的分子热运动激烈 D.运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈 点拨热运动是指大量分子的无规则运动,而不是受热后物体分子的运动,它有两个特点:一是永不停息,二是剧烈程度与温度有关。解析:不论物体处于何种状态以及温度高低,分子都在不停地做无规则运动,只是剧烈程度与温度有关,而与宏观物体的运动无关。答案:C 类型一 类型二 类型三 题后反思 分子热运动的“热”字,应该赋予其两层含义:(1)指分子的无规则运动,不是宏观物体的机械运动;(2)温度越高,分子运动越激烈,与何种分子无关。123451.扩散现象说明了()
15、A.物质是由大量分子组成的 B.物质内部分子间存在着相互作用力 C.分子间存在着空隙 D.分子在做无规则运动 解析:扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质内部的现象,因而说明了分子间存在着空隙;而不同物质混合达到均匀,则表明分子的运动是无规则的。答案:CD 123452.某同学做布朗运动实验,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小颗粒的无规则运动,而非分子的运动,故选项A错误;既然无规则,所以微粒没有固定的运动轨迹,
16、故选项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个时刻的速度,故也就无法描绘其速度时间图线,故选项C错误;只有选项D正确。答案:D 123453.下列关于热运动的说法中,正确的是()A.热运动是物体受热后所做的运动 B.温度高的物体中的分子做无规则运动 C.单个分子做永不停息的无规则运动 D.大量分子做永不停息的无规则运动 解析:热运动是指物体内大量分子做无规则运动,不是单个分子做无规则运动,故选项A、C错误,选项D正确。不仅高温物体中的分子在做无规则运动,低温物体内的分子也同样做无规则运动,只是分子运动的激烈程度不同而已,故选项B错误。答案:D 12
17、3454.每年的5月31日是“世界无烟日”,统计表明,我国每年有7.4亿人正在遭受二手烟的危害。我们能闻到二手烟是由于 现象。请你给右图添加一句宣传语:。答案:扩散(或分子做无规则运动或分子热运动)为了他人和自己的健康请戒烟吧!(其他合理的答案均可)123455.下面两种关于布朗运动的说法都是错误的,试分析它们各错在哪里。(1)大风天常常看到风沙弥漫、尘土飞扬,这就是布朗运动。(2)布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的,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。12345解析:(1)能在液体或气体中做布朗运动的微粒都是很小的,一般数量级是10-6 m,这种微粒肉眼是看不到的,必须借助显微镜。大风天看到的风沙、尘土都是较大的颗粒,它们的运动不能称为布朗运动,而是由空气对流和重力作用引起的宏观运动。(2)布朗运动的确是由于液体(或气体)分子对固体微粒的碰撞引起的,但只有在固体微粒很小、各个方向的液体分子对它的碰撞不均匀时才引起它做布朗运动。因此正确的说法是固体微粒体积越小,布朗运动越显著,如果固体微粒过大,液体分子对它的碰撞在各个方向上是均匀的,就不会做布朗运动了。答案:见解析