鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第3节 气体分子速率分布的统计规律完整版课件ppt

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初步了解什么是“统计规律”．　理解气体分子速率分布规律．
伽尔顿板的上部规则地钉有铁钉，下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽，从顶部入口投入一个小球时，小球落入某个狭槽是偶然的。如果投入大量的小球，就可以看到，最后落入各狭槽的小球数目是不相等的。靠近入口的狭槽内的小球数目多，远离入口的狭槽内小球的数目少。重复几次实验你会发现，其分布情况遵从一定的规律。由此你能得到什么启发吗？
实验二:用伽尔顿板模拟分子的无规则运动实验过程与现象:(1)从伽尔顿板的入口投入一个小球,该小球在下落过程中先后与许多小钉发生碰撞,最后落入某一个狭槽内,重复几次实验,可以发现小球每次落入的狭槽不完全相同。这表明,在每一次实验中,小球落入某个狭槽内的机会是偶然的。
(2)如果一次投入大量的小球,可以看到,落入每个狭槽内的小球数目是不相同的,在中央处的狭槽内小球分布的最多,离中央越远的狭槽内小球分布得越少,呈现一种“中间多,两头少”的分布规律(如图)。
这些数据说明,某一事件的出现纯粹是偶然的,但大量的偶然事件却会表现出一定的规律。这种大量偶然事件表现出来的整体规律,叫作统计规律。
1.规律内容: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.温度升高时,“中间多、两头少”的分布规律不变,速率大的分子数量增多,分布曲线的峰值向速率大的一方移动(如图)。
二、气体分子速率分布规律
【思考•讨论】　为什么说分子的运动是杂乱无章的,但大量分子的运动会表现出一定的规律性?
提示:气体分子的密度很大,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,所以分子的运动杂乱无章,在某一时刻,向着各个方向运动的分子都有,而且向各个方向运动的气体分子数目都相等,所以说大量分子的运动会表现出一定的规律性。
例　(多选)关于气体分子的运动情况,下列说法中正确的是(　　)A.某一时刻,具有任一速率的分子数目是相等的B.某一时刻,一个分子速度的大小和方向是偶然的C.某一时刻,向任意一个方向运动的分子数目相等D.某一温度下,大多数气体分子的速率不会发生变化
【解析】具有某一速率的分子数目并不是相等的,呈“中间多、两头少”的统计分布规律,选项A错误;由于分子之间频繁地碰撞,分子随时都会改变自己运动速度的大小和方向,因此在某一时刻一个分子速度的大小和方向完全是偶然的,选项B正确;虽然每个分子的速度瞬息万变,但是大量分子的整体运动存在着统计规律。由于分子数目巨大,某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别,可以认为是相等的,选项C正确;某一温度下,每个分子的速率仍然是瞬息万变的,只是分子运动的平均速率相同,选项D错误。
1.［多选］大量气体分子运动的特点是（ 　　）A.分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，还可在空间内自由移动B.分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的运动C.分子沿各方向运动的机会均等D.分子的速率分布毫无规律
【解析】A对：因气体分子间的距离较大，分子力可以忽略，分子除碰撞外不受其他力的作用，故可在空间内自由移动。B、C对：分子间的频繁碰撞使分子的运动杂乱无章，且向各方向运动的机会均等。D错：气体分子速率按“中间多、两头少”的规律分布。
2.如图描绘一定质量的氧气分子分别在0 ℃和100 ℃两种情况下的速率分布情况,符合统计规律的是(　　)
解析：A对,B错：温度越高,分子的平均速率越大,峰值向速率大的一方移动;C、D错：由于分子总数目是一定的,所以图线与横轴包围的面积是100%,故两个图线与横轴包围的面积应是相等的。
3.如图所示是氧气分子在不同温度（T1和T2）下的速率分布，由图可确定（　　）A.温度T1高于温度T2B.两条曲线与横轴所围成的面积不相等C.随着温度的升高，每个氧气分子的速率都增大D.同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律
解析：A错：与温度T1相比，T2温度下曲线的峰值右移，说明平均速率变大，T2>T1。B错：由题图可知，在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，即两条曲线与横轴所围成的面积相等。C错：随着温度的升高，分子的平均速率增大，但并不是每个氧气分子的速率都增大。D对：由速率分布图可知，同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律。