《高二物理同步课堂帮帮帮（新教材人教版选择性必修第三册）》1.3分子运动速率分布规律

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第一章分子动理论

第3节分子运动速率分布规律

一、气体分子运动的特点

1．气体的微观结构特点

(1)气体分子之间的距离很大，大约是分子直径的 10

倍左右．

(2)气体分子间的相互作用力十分微弱．

2．气体分子运动的特点

对个别分子，在某一时刻速度的大小与方向有偶然性，因大量分子频繁碰撞，对大量分子来说，它们向各

个方向运动的几率是相等的，分子速率呈现“中间多、两头少”．当温度升高时，对某一分子在某一时刻

它的速率不一定增加，但大量分子的平均速率一定增加，而且“中间多”的分子速率值在增加(如图所示)．

3.气体分子的热运动与温度的关系

(1)温度越高，分子的热运动越激烈．

(2)理想气体的热力学温度 T与分子的平均动能 k成正比，即：T＝ak(式中 a是比例常数)，这表明，温度是

分子平均动能的标志．

4．气体分子运动特点的理解

(1)气体分子之间的距离很大，大约是分子直径的 10 倍，因此除相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不

受力而做匀速直线运动，因而气体会充满它能达到的整个空间．

(2)分子的运动永不停息，杂乱无章，在某一时刻，向着任何一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．

(3)每个气体分子都在做永不停息的运动，常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相

当于子弹的速率．

二、气体压强的微观意义

1．气体压强的产生

单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力．所

以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．

2．决定气体压强大小的因素

(1)微观因素

① 气体分子的密集程度：气体分子密集程度(即单位体积内气体分子的数目)大，在单位时间内，与单位面

积器壁碰撞的分子数就多，气体压强就越大；

② 气体分子的平均动能：气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁的碰撞给器壁的

冲力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就多，累计冲力

就大，气体压强就越大．

(2)宏观因素

① 与温度有关：温度越高，气体的压强越大；

② 与体积有关：体积越小，气体的压强越大．

3．大气压强的理解

大气压强可以从宏观和微观两个方面理解：宏观上，可以看作由大气的重力引起的；微观上，可以认为是

大气分子对地面或对某一平面无规则的碰撞引起的．

【例题 1】(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

【答案】BC

【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是错误的，

该题的正确选项为 B、C.

【例题 2】密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大，从分子动理论的角度分析，这是由于分子热

运动的________增大了．该气体在温度 T1、T2时的分子速率分布图象如图 8413 所示，则 T1________(填

“大于”或“小于”)T2

【答案】　平均动能　小于

【解析】　温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子热运动的平均动能增大，气体温度升高时气

体分子的平均速率增大，分子速率分布曲线的峰值向速率大的一方移动，可知 T1＜T2.

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