2016新课标创新人教物理选修3-2 第七章 第2节 分子的热运动

一、扩散现象┄┄┄┄┄┄┄┄①

1．定义：不同物质能够彼此进入对方的现象。 2．产生原因：物质分子的无规则运动。

3．应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的扩散在纯净半导体材料中掺入其他元素。

4．物态：物质处于固态、液态、气态时都能发生扩散现象。 5．意义：反映分子在做永不停息的无规则运动。 [说明]

1．扩散现象是分子运动的结果，不是两种物质的简单混合。 2．扩散现象的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快。 ①[判一判]

1．香水的香味可以传得很远，这属于扩散现象(√)

2．将沙子倒入石块中，沙子要进入石块的空隙，这属于扩散现象(×) 3．蔬菜被腌制后盐进入蔬菜中，这属于扩散现象(√) 二、布朗运动┄┄┄┄┄┄┄┄②

1．概念：悬浮微粒在液体(或气体)中的无规则运动。

2．产生原因：大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的。 3．运动特点：(1)永不停息。(2)运动无规则。

4．影响因素：微粒越小、温度越高，布朗运动越激烈。 5．意义：间接反映了液体(或气体)分子运动的无规则性。 [注意]

布朗运动不是分子运动，是固体悬浮微粒在液体中的无规则运动。 ②[选一选]

在显微镜下观察稀释了的碳素墨水，将会看到( ) A．水分子的运动情况 B．碳分子的运动情况 C．水分子对炭粒的作用 D．炭粒的无规则运动

解析：选D 在显微镜下只能看到大量分子的集合体——炭粒的无规则运动，而观察不到水分子和碳分子的运动，D正确，A、B、C错误。

三、热运动┄┄┄┄┄┄┄┄③

1．定义：大量分子永不停息的无规则运动。 2．宏观表现：扩散现象和布朗运动。

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3．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。 [说明]

分子的热运动是指大量分子的无规则运动，不同于一般物体的机械运动。 ③[判一判]

1．分子热运动是大量分子永不停息的无规则运动(√) 2．布朗运动是液体中小颗粒的热运动(×) 3．当扩散现象停止时，热运动也停止(×)

1.影响扩散的因素

(1)扩散现象发生时，气态物质的扩散现象最快最显著，液态次之，固态物质的扩散现象最慢，短时间内不明显。

(2)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)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，当浓度低时，扩散现象较为显著。

2．扩散现象的成因

扩散现象不是外界作用引起的，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反映。

3．分子热运动两个特点的理解

(1)永不停息：即分子不分白天和黑夜，不分季节，永远在运动。

(2)无规则：是指单个分子运动无规则，但大量分子运动又具有统计性规律，如总体上分子由浓度大的地方向浓度小的方向运动。

[典型例题]

例1.[多选]如图所示，一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开。对于抽去玻璃板后所发生的现象，(已知二氧化氮的密度比空气的密度大)下列说法正确的是( )

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A．过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色

B．二氧化氮由于密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色

C．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色

D．由于气体分子在运动着，所以上面的空气会到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致

[解析] 抽去玻璃板后，空气与二氧化氮两种气体接触，由于气体分子的运动，过一段时间空气、二氧化氮气体会均匀分布在上下两广口瓶当中，颜色均匀一致，都呈淡红棕色，A、D正确，B、C错误。

[答案] AD

[点评] 扩散现象认识的两个误区 1．误认为温度低时扩散现象会停止

实际上，分子运动激烈程度虽然受到温度影响，但分子的运动永远不会停止。 2．误认为扩散现象只能在气体与气体之间才会产生

实际上，扩散现象可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。

[即时巩固]

1．(2016·济南高二月考)通常萝卜腌成咸菜需要几天，而把萝卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味只需几分钟，那么造成这种差别的主要原因是( )

A．加热后分子变小了，很容易进入萝卜中 B．炒菜时萝卜翻动地快，盐和萝卜接触多 C．加热后萝卜分子间空隙变大，易扩散 D．炒菜时温度高，分子热运动激烈

解析：选D 在扩散现象中，温度越高，扩散得越快。在腌萝卜时，是盐分子在常温下的扩散现象，炒菜时，是盐分子在高温下的扩散现象，因此，炒菜时萝卜咸得快，腌菜时萝卜咸得慢，故A、B、C错误，D正确。

1.布朗运动的特点

(1)布朗运动无规则。悬浮微粒受到液体分子撞击不平衡是形成布朗运动的原因，由于液体分子的运动是无规则的，使微粒受到较强撞击的方向也不确定，所以布朗运动是无规则的。

(2)微粒越小，布朗运动越明显。悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的撞击力越不平衡；另外，微粒越小，其质量也就越小，相同撞击力下产生的加速度越大。因此，微粒越小，布朗运动越明显。

(3)温度越高，布朗运动越激烈。温度越高，液体分子的运动(平均)速率越大，对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大，产生的加速度也越大。因此，温度越高，布朗运动越激烈。

(4)布朗运动不是液体分子的运动，而是固体微粒的运动。布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性；布朗运动与温度有关，表明液体分子的运动与温度有关。

2．布朗运动与热运动

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[典型例题]

例2.[多选](2016·泉州高二检测)在观察布朗运动的实验过程中，每隔5 s记录下颗粒的位置，最后将这些位置用直线依次连接，如图所示，则下列说法正确的是( )

A．由图可以看出布朗运动是无规则的 B．图中轨迹就是颗粒无规则运动的轨迹

C．若对比不同温度下的轨迹，可以看出温度越高布朗运动越显著 D．若对比不同颗粒大小时的轨迹，可以看出颗粒小时布朗运动显著

[解析] 由于是每隔5 s记录下颗粒的位置，最后将这些位置用直线依次连接，并不知道这5 s时间内颗粒的运动轨迹(其实这5 s内的轨迹也是无规则的)，所以记录下的并不是颗粒的实际运动轨迹。选项A、C、D正确，选项B错误。

[答案] ACD

[点评] 布朗运动示意图的分析方法

1．布朗运动示意图中每个拐点记录的是微粒每隔一段时间(如30 s)的位置，可采用频闪照相的办法记录。

2．两位置所画直线是人为画的，在30 s内，微粒仍做无规则运动。

3．不能将示意图中的折线当成运动轨迹，每一段直线也不可认为是对应这段时间内的匀速直线运动轨迹，在这段时间内微粒的运动仍然是很复杂的。

[即时巩固]

2．(2016·杭州高二检测)A、B两杯水，水中均有微粒在做布朗运动，经显微镜观察后，发现A杯中微粒的布朗运动比B杯中微粒的布朗运动激烈，则下列判断中，正确的是( )

A．A杯中的水温高于B杯中的水温 B．A杯中的水温等于B杯中的水温 C．A杯中的水温低于B杯中的水温 D．条件不足，无法判断两杯水温的高低

解析：选D 布朗运动的激烈程度，跟液体的温度和微粒的大小两个因素都有关，因此只根

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