《人教版物理选修3-3知识点突破》7.2 分子的热运动（解析版）

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7.2 分子的热运动

学习目标

1．了解扩散现象，布朗运动以及热运动的定义。

2．掌握布朗运动的决定因素及成因。

3．知道分子热运动的激烈程度与温度的关系。

重点：1．思考、分析出布朗运动不是外界影响产生的，是液体分子撞击微粒不平衡性产生的。

2．布朗运动是永不停息的无规则运动，反映了液体分子的永不停息的无规则运动。

难点：布朗运动不是分子运动，但它又间接反映液体分子无规则运动的特点。

知识点一、扩散现象

1．定义：不同的物质彼此进入对方的现象。

2．产生原因——实质：物质分子的无规则运动。扩散现象并不是外界作用引起的，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反映。温度越高，扩散现象越明显。

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．发生环境：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。是分子无规则运动的宏观反映。

6．影响扩散现象是否明显的因素

（1）物态：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，

短时间内非常不明显。

（2）温度：在两种物质一定的前提下，扩散现象发生明显程度与物质的温度有关，温度越高，扩散

现象越显著。

（3）浓度差：总是从浓度大向浓度小处扩散，两边浓度相同时，保持动态平衡。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。

【特别提醒】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浓度相同时，浓度不再变化，宏观上扩散停止，但分子的运动并没有停止，因

此这种状态是一种动态平衡。

【题 1】下列四种现象中属于扩散现象的是

① 海绵状塑料可以吸水　②揉面团时，加入小苏打，小苏打可以揉进面团内　③放一匙食糖于一杯开

水中，水会变甜　④把盛开的腊梅放入室内，会满室生香

A．①②　　 B．③④　　　C．①④　　 D．②③

【答案】B

【解析】海绵状塑料吸水是水滴进入塑料间隙，不是扩散；小苏打揉进面团，是机械外力作用的结果；

食糖溶于开水中，腊梅香气释放是扩散现象。故 B正确。

【题 2】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。当抽去玻璃板后所发生的现象，（已知二氧化氮的密度比空气密度大）下列说法正确的是

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，所以上面瓶中不会出现淡红棕色

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

【答案】AD

【解析】气体分子做无规则运动，过一段时间上下均匀分布，故呈淡红棕色，A对；分子运动与密度

无关，B错；分子的热运动不是在重力的作用下进行的，C错；分子的热运动使上下气体分布均匀，D对。

【题 3】通常把萝卜腌成咸菜需要几十天，而把萝卜炒成熟菜，使之有相同的咸味，只需几分钟，造

成这种差别的主要原因是

A．盐的分子很少，容易进入萝卜中 B．盐分子有相互作用的斥力

C．萝卜分子间有空隙，易扩散 D．炒菜时温度高，分子热运动激烈

【答案】D

【解析】萝卜变咸的原因是盐分子扩散到萝卜中去，温度越高，分子运动越激烈，扩散现象越显著，

萝卜变咸也就越快。

知识点二、布朗运动

1．定义：悬浮在液体（或气体）中的固体小微粒的永不停息的无规则运动。

（1）它首先是由英国植物学家布朗在 1827 年用显微镜观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的。

（2）研究对象：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒，不是固体颗粒中的单个分子，也不是液体分子。

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（一个布朗微粒中含

有约1021 个分子），在显微镜下（光学显微镜）是观察不到分子的。从布朗运动的成因上分析，是小颗粒

受到分子撞击的不平衡性造成的，故布朗运动不是分子运动，但却是分子运动的间接反映。

（3）布朗微粒：微粒（小，小到肉眼看不见。在显微镜下能看到）。凡是能用肉眼直接看到的粒子

所做的运动，都不能称为布朗运动。布朗微粒的大小约10－6 m，分子直径约 10－10 m。说明布朗微粒中包

含大量的分子（约1021 个分子）。三个相同概念：“小颗粒”“微粒”“布朗微粒”。

2．特点：（1）永不停息、无规则运动。

（2）颗粒越小，运动越明显。

（3）温度越高，运动越激烈。

（4）运动轨迹不确定，只能用不同时刻的位置连线确定微粒做无规则运动。

（5）不能直接观察分子的无规则运动，而是用悬浮的固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无

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