高中物理 第1章 第6节 气体分子运动的统计规律课件 粤教版选修3-3.ppt

第六节气体分子运动的统计规律 考点一统计规律与气体分子的运动 栏目链接 什么是统计规律 提示 在大量的偶然事件背后 隐藏着一种规律 这种规律要通过搜集大量资料并加以整理分析后才能显示出来 这种规律叫做统计规律 栏目链接 1 统计规律 1 掷硬币实验 实验过程 把一枚硬币多次抛出落到地面 要注意每次抛出的高度 方法要相同 实验现象 硬币每次落地时出现正面或反面的机会具有偶然性 但多次抛币落地时正面向上和反面向上的次数总是分别接近抛币总次数的二分之一 栏目链接 2 统计规律 大量个别偶然事件整体表现出来的规律 2 气体分子及其运动特点 1 分子很小 间距很大 通常认为除碰撞外不受力的作用 做匀速直线运动 因此气体能充满它能达到的整个空间 2 分子密度大 碰撞频繁 分子的运动杂乱无章 栏目链接 3 由于气体是由数量极多的分子组成 这些分子并没有统一的步调 单独看来 各个分子的运动都是不规则的 带有偶然性 但总体来看 大量分子的运动遵守统计规律 4 分子沿各个方向运动的机会相等 注意 单个或少量分子的运动是 个性行为 具有不确定性 大量分子运动是 集体行为 具有规律性即遵守统计规律 栏目链接 例1在投掷硬币的实验中 硬币的每一次投掷 都是一个独立事件 即某一次的投掷结果同其他各次的投掷结果都没有关系 投掷次数较少时 结果是正面朝上还是反面朝上 都是偶然的 但如果投掷的次数很多 就可以发现 正面朝上和反而朝上的概率都在50 左右 此事例说明了统计规律的适用条件是怎样呢 栏目链接 答案 统计规律只适用于大量统计的规律 对于少量统计不适用 反映的是物体整体所呈现的一种可能情况 方法总结 1 统计规律必须是大量的随机事件的规律 2 是有规律的是对可能性的定量描述 对于个别或少数事件是无规律的 偶然的 课堂训练1 多选 大量气体分子运动的特点是 AB A 分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外 可在空间里自由移动B 分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动C 分子沿各方向的运动具有偶然性D 某个分子在某一时刻的运动方向遵从一定的规律 解析 气体分子除碰撞外可以认为是在空间内自由移动的 因而气体分子沿各方向的运动机会相等 个别分子的运动具有偶然性 大量分子的运动遵守统计规律 综上所述 选项A B正确 考点二气体分子的速率分布 栏目链接 气体分子运动的速率分布有哪些特点 提示 从麦克斯韦速率分布规律图可以看出 气体分子运动的速率分布呈现 中间多 两头少 的分布规律 栏目链接 1 气体分子速率分布规律 1 规律内容 在一定状态下 气体的大多数分子的速率都在某个数值附近 速率离这个数值越远 具有这种速率的分子就越少 即气体分子速率总体上呈现出 中间多 两头少 的分布特征 很像伽耳顿板实验中狭槽中落入小球数目的分布 a 从以上的图线可以看出 在一定的温度下 速率在中间的比率最大 分子数最多 速率很大和速率很小的占的比率较小 分子数较少 b 比较两温度下的图线可知 温度升高时 氧分子速率大的占的比例增多 分子的平均动能会随温度的升高而增大 注意 1 以上是以氧分子的速率分布为例得到的规律 不要认为只有氧分子的速率分布规律如此 其他种类的气体分子都满足相同的规律 2 分子速率分布取决于两个因素 温度与分子质量 当温度升高时 分子速率增大的概率增大 分子平均速率增大 当温度降低时 分子平均速率减小 分子质量较大 则分子平均速率较小 分子质量较小 则分子平均速率较大 如果把速率区间取得足够小 直方图边界就变成一条平滑的曲线 即气体分子速率分布曲线 它能精确反映分子的速率分布情况 氧气分子在0 和100 不同温度下的速率分布曲线如图所示 例2如图所示是氧气分子在不同温度 0 和100 下的速率分布 由图可得信息是 A 随着温度的升高 氧气分子的平均速率变小B 随着温度的升高 每一个氧气分子的速率都增大C 随着温度的升高 氧气分子中速率小的分子所占的比例高D 同一温度下 氧气分子呈现出 中间多 两头少 的分布规律 解析 随着温度升高 氧气分子的平均速率变大 且呈现 中间多 两头少 的分布规律 A错 D对 温度升高时 分子平均速率增大 但并不意味着每一个氧分子的速率都增大 B错 温度升高时 氧气分子中速率小的分子所占比例将减小 C错 答案 D 课堂训练2 关于温度较高的密闭的气体 下列说法正确的是 D A 每个气体分子的速率都比较大B 不可能存在很小速率的分子C 绝大多数分子的速率都很大D 各种速率的分子都存在 但中间区域的分子占大多数 解析 由气体速率的分布特点可知 无论温度高低 气体分子速率的 中间多 两头少 的分布规律不变 既有速率很小的分子 又有速率很大的分子 但中等速率的分子占绝大多数 由此可知A B C错误 D正确