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正确理解布朗运动

2008-06-17蔡熙永

中学生数理化·高二版 2008年10期
关键词:微粒液体气体

蔡熙永

布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体微粒,由于受到液体或气体分子无规则地撞击,受力不平衡所做的无规则运动。布朗运动不是分子的热运动,只是分子无规则运动的间接反映。理解布朗运动要注意下面几点。

一、布朗运动观察的对象

液体中悬浮的固体微粒,如花粉、炭粒等,微粒很小,所以需用显微镜来观察。

例1冬天的大风天里,常常看到风沙弥漫、尘土飞扬,这是布朗运动,对吗?

能在液体或气体中做布朗运动的微粒都是很小的,这种微粒肉眼是看不到的,必须借助于显微镜,冬天的大风天里看到的灰沙、尘土都是较大的颗粒,它们的运动不是布朗运动。它们的运动属于在气流作用下的定向移动;而布朗运动是无规则的运动。

二、布朗运动观察的现象

固体微粒永不停息地做无规则的运动。

三、布朗运动产生的原因

包围固体微粒的液体分子无规则地撞击小微粒,在不同时刻撞击的合力大小、方向不同。较大的颗粒,不做布朗运动。

四、影响布朗运动的因素

1、悬浮在液体或气体中的固体微粒的大小。固体微粒越小,液体或气体分子对它各部分碰撞的不平衡越明显;质量越小,它的惯性越小,越容易改变运动状态,所以运动越剧烈。

2、液体或气体的温度。温度越高,固体微粒周围的液体或气体分子运动越剧烈,对微粒碰撞的不平衡越明显,布朗运动越激烈。

五、布朗运动得到的结论

布朗运动说明了液体分子在永不停息地做无规则运动,是液体分子无规则运动的间接反映。

例2关于布朗运动,下列说法中正确的是()。

A、布朗运动就是分子的运动

B、布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映

C、布朗运动是液体或气体分子无规则运动的反映

D、观察时间越长,布朗运动就越明显

布朗运动指的是悬浮在液体或气体里的固体微粒的运动,不是分子本身的运动,选项A错误。布朗运动是由于液体或气体分子无规则运动碰撞固体微粒产生的,因此可以从布朗运动间接反映液体或气体分子的无规则运动,所以选项B错误,选项C正确。布朗运动的激烈程度与固体微粒的大小及液体或气体的温度有关,与观察时间长短无关,所以选项D错误。

六、布朗运动与扩散现象的区别

(1)产生的条件:布朗运动是固体微粒(足够小)悬浮在液体或气体中发生;扩散现象是两物质相互接触,在气体、液体、固体中都可以发生。

(2)影响快慢的因素:布朗运动的激烈程度与微粒的大小和液体或气体的温度高低有关;扩散现象的快慢只与相互接触的两物质的温度高低有关。

(3)现象的本质:布朗运动是固体微粒的运动,是液体或气体分子无规则运动的体现;扩散现象是分子的运动。

例3关于扩散现象和布朗运动,下列说法中正确的是()。

A、扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动

B、扩散现象和布朗运动没有本质的区别

C、扩散现象突出说明了物质的迁移规律,布朗运动突出说明了分子运动的无规则性

D、扩散现象和布朗运动都与温度有关

扩散现象是由于分子的无规则热运动而导致物质的群体迁移,当物体在某一能到达的空间内达到均匀分布时,这种宏观的迁移现象就结束了,但分子的无规则热运动依然存在。布朗运动是由于分子热运动对悬浮微粒的不均匀撞击所致,它不会停止。这两种现象都与温度有关,温度越高,现象越明显。所以选项C、D正确,选项A、B错误。

七、布朗运动与热运动的区别

布朗运动和热运动有共同之处,它们的运动都是永不停息的无规则运动,并且都与温度有关,随温度的升高运动加剧。但热运动的主体是分子,而布朗运动的主体是由成千上万个分子组成的固体微粒,是液体或气体分子的热运动导致了固体微粒的布朗运动。热运动是分子的无规则运动,布朗运动是悬浮在液体或气体中固体微粒的无规则运动,是分子热运动的反映。

例4下列叙述中,正确的是()。

A、布朗运动就是液体分子的热运动

B、布朗运动间接反映了液体分子的热运动

C、分子的热运动是指物体整体运动和物体内部分子无规则运动的总和

D、液体的温度越高,分子的热运动越激烈,布朗运动也越激烈

布朗运动是由分子的热运动引起的,它间接地反映了液体分子的热运动,但并不是液体分子的热运动,所以选项A错误,选项B正确。分子的热运动是物体内部分子的运动,与物体整体的宏观运动无关,所以选项C错误。液体的温度越高,分子热运动就越激烈,从而导致布朗运动越激烈,所以选项D正确。

(责任编辑赵平)

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