2019-2020年高中物理第一章分子動理論第三節(jié)分子的熱運(yùn)動教學(xué)案粵教版選修3-3.doc

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2019-2020年高中物理第一章分子動理論第三節(jié)分子的熱運(yùn)動教學(xué)案粵教版選修3-3 [目標(biāo)定位] 1.了解擴(kuò)散現(xiàn)象及產(chǎn)生原因.2.知道什么是布朗運(yùn)動，理解布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因.3.知道什么是分子的熱運(yùn)動，理解分子熱運(yùn)動與溫度的關(guān)系． 一、擴(kuò)散現(xiàn)象 [導(dǎo)學(xué)探究] 1．生活中常會見到下列幾種現(xiàn)象： (1)在墻角打開一瓶香水，很快整個(gè)房間都會彌漫著香氣． (2)滴一滴紅色墨水在一盆清水中，過一段時(shí)間整盆水會變成濃度相同的紅色． (3)炒菜時(shí)，在鍋里放一撮鹽，整鍋菜都會具有咸味． 以上現(xiàn)象說明什么問題？它們屬于什么現(xiàn)象？ 答案　說明不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對方．它們屬于擴(kuò)散現(xiàn)象． 2．在上述(2)中，整盆水變?yōu)榫鶆虻募t色時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象停止了嗎？ 答案　擴(kuò)散現(xiàn)象不會停止． [知識梳理] 1．?dāng)U散現(xiàn)象：由于分子的無規(guī)則運(yùn)動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象． 2．影響擴(kuò)散現(xiàn)象的因素： (1)物態(tài)：氣態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象最容易發(fā)生，液態(tài)物質(zhì)次之，固態(tài)物質(zhì)的擴(kuò)散現(xiàn)象在常溫下短時(shí)間內(nèi)不明顯． (2)溫度：溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著． (3)濃度差：當(dāng)濃度差大(填“大”或“小”)時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象較為顯著． 3．產(chǎn)生擴(kuò)散現(xiàn)象的原因：擴(kuò)散現(xiàn)象是分子無規(guī)則運(yùn)動的直接結(jié)果，是分子無規(guī)則運(yùn)動的宏觀反映． 二、布朗運(yùn)動 [導(dǎo)學(xué)探究]　用顯微鏡觀察放在水中的花粉，追蹤幾?；ǚ郏扛?0 s記下它們的位置，用折線分別依次連接這些點(diǎn)，如圖1所示．(1)從圖中可看出花粉微粒運(yùn)動的特點(diǎn)是什么？(2)花粉微粒為什么會做這樣的運(yùn)動？(3)這種運(yùn)動反映了什么？ 圖1 答案　(1)花粉微粒的運(yùn)動是無規(guī)則的．(2)花粉微粒受到液體分子不平衡的撞擊作用，在某一瞬間，微粒在某個(gè)方向受到的撞擊作用較強(qiáng)，在下一瞬間，微粒受到另一方向的撞擊作用較強(qiáng)，這樣就引起了花粉微粒的無規(guī)則運(yùn)動．(3)這種運(yùn)動反映了液體分子運(yùn)動的無規(guī)則性． [知識梳理] 1．布朗運(yùn)動：懸浮在液體或氣體中的微粒的無規(guī)則運(yùn)動． 2．產(chǎn)生布朗運(yùn)動的原因： 懸浮微粒受到液體或氣體分子不平衡撞擊． 3．影響布朗運(yùn)動的因素： (1)懸浮的微粒越小，布朗運(yùn)動越明顯． (2)溫度越高，布朗運(yùn)動越激烈． 4．注意：(1)布朗運(yùn)動是懸浮在液體或氣體中固體顆粒的運(yùn)動，而不是固體分子的運(yùn)動，也不是液體或氣體分子的運(yùn)動，但它反映了液體或氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動．(2)布朗運(yùn)動是永不停息的，說明液體或氣體分子的運(yùn)動是永不停息的． [延伸思考] 1．陽光從狹縫中射入教室，透過陽光看到飛舞的塵埃，這些塵埃顆粒的運(yùn)動是布朗運(yùn)動嗎？ 答案　不是．布朗顆粒很小，只能在顯微鏡下觀察，無法用肉眼直接看到． 2．圖1中的折線是微粒的運(yùn)動軌跡嗎？ 答案　折線是微粒每隔30 s所處位置的連線．在每個(gè)30 s內(nèi)，微粒的運(yùn)動軌跡都是無規(guī)則的，不一定和線段重合． 三、熱運(yùn)動 [導(dǎo)學(xué)探究]　在擴(kuò)散現(xiàn)象中，溫度越高，擴(kuò)散越快；在布朗運(yùn)動中，溫度越高，布朗運(yùn)動越明顯．而這兩種現(xiàn)象又都反映了分子的運(yùn)動，那么分子的運(yùn)動與溫度有什么關(guān)系呢？分子的運(yùn)動又有哪些特點(diǎn)？ 答案　溫度越高，分子的運(yùn)動越激烈． 特點(diǎn)：(1)永不停息；(2)無規(guī)則． [知識梳理] 1．溫度越高，分子的運(yùn)動越激烈．物理學(xué)中把物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運(yùn)動叫熱運(yùn)動． 2．熱運(yùn)動的特點(diǎn)是：(1)永不停息；(2)無規(guī)則． 3．布朗運(yùn)動和熱運(yùn)動的區(qū)別與聯(lián)系： 區(qū)別：布朗運(yùn)動是懸浮微粒的運(yùn)動，而懸浮微粒是很多固體分子組成的一個(gè)“集體”，雖然肉眼看不到，但可以在顯微鏡下看到；熱運(yùn)動即使在顯微鏡下也看不到． 聯(lián)系：(1)都在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，都是溫度越高運(yùn)動越激烈． (2)周圍液體或氣體分子的熱運(yùn)動是布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因，布朗運(yùn)動反映了液體或氣體分子的熱運(yùn)動． [延伸思考]　高速運(yùn)動的物體，其內(nèi)部分子的熱運(yùn)動一定更激烈，對嗎？ 答案　不對．物體宏觀運(yùn)動的速度大小與分子的熱運(yùn)動無關(guān). 一、擴(kuò)散現(xiàn)象 例1　 (多選)如圖2所示，一個(gè)裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮?dú)怏w的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開，當(dāng)抽去玻璃板后所發(fā)生的現(xiàn)象(已知二氧化氮的密度比空氣的密度大)，下列說法正確的是(　　) 圖2 A．過一段時(shí)間可以發(fā)現(xiàn)上面瓶中的氣體變成了淡紅棕色 B．二氧化氮由于密度較大，不會跑到上面的瓶中，所以上面瓶不會出現(xiàn)淡紅棕色 C．上面的空氣由于重力作用會到下面的瓶中，于是將下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以會發(fā)現(xiàn)上面瓶中的瓶口處顯淡紅棕色，但在瓶底處不會出現(xiàn)淡紅棕色 D．由于氣體分子在運(yùn)動著，所以上面的空氣會運(yùn)動到下面的瓶中，下面的二氧化氮也會自發(fā)地運(yùn)動到上面的瓶中，所以最后上下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致 答案　AD 解析　由于擴(kuò)散現(xiàn)象，上面的空氣分子與下面的二氧化氮分子會彼此進(jìn)入對方，直到最后混合均勻，顏色變得一致，應(yīng)選A、D. 二、布朗運(yùn)動 例2　關(guān)于布朗運(yùn)動，下列說法中正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動就是分子的無規(guī)則運(yùn)動 B．懸浮微粒在水中的無規(guī)則運(yùn)動是由于水分子對它無規(guī)則的撞擊引起的 C．懸浮微粒在水中的無規(guī)則運(yùn)動是由于微粒內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動引起的 D．懸浮微粒在水中的無規(guī)則運(yùn)動是由于水的流動引起的 答案　B 解析　布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的微粒做的無規(guī)則運(yùn)動，是液體分子無規(guī)則運(yùn)動的反映，故A錯誤；懸浮微粒周圍有大量的水分子，水分子在做無規(guī)則的運(yùn)動，會撞擊微粒，撞擊的力不平衡時(shí)會引起微粒的運(yùn)動，故B正確，C、D錯誤． 三、熱運(yùn)動 例3　下列關(guān)于熱運(yùn)動的說法中，正確的是(　　) A．分子熱運(yùn)動是指擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動 B．分子熱運(yùn)動是物體被加熱后的分子運(yùn)動 C．分子熱運(yùn)動是單個(gè)分子做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動 D．分子熱運(yùn)動是大量分子做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動 E．熱運(yùn)動與物體的宏觀運(yùn)動實(shí)質(zhì)是相同的 答案　D 解析　分子熱運(yùn)動是指大量分子做無規(guī)則運(yùn)動，不是單個(gè)分子做無規(guī)則運(yùn)動，物體被加熱、不被加熱，其分子都在進(jìn)行著熱運(yùn)動，故B、C錯誤，D正確．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動證實(shí)了分子的熱運(yùn)動，但熱運(yùn)動不是指擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動，A錯誤．熱運(yùn)動描述的是組成物質(zhì)的分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，這種運(yùn)動具有無規(guī)則性，與溫度有關(guān)，溫度升高，分子熱運(yùn)動的劇熱程度加劇，而物體的宏觀運(yùn)動描述的是組成物體的分子集體的宏觀運(yùn)動情況，描述的是物體的機(jī)械運(yùn)動，與熱運(yùn)動無關(guān)，E錯誤．  1．(擴(kuò)散現(xiàn)象)在下列給出的四種現(xiàn)象中，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象的有(　　) A．雨后的天空中懸浮著許多小水珠 B．海綿吸水 C．把一塊鉛和一塊金的接觸面磨平、磨光后，緊緊地壓在一起，幾年后會發(fā)現(xiàn)鉛中有金 D．將大米與玉米混合均勻，大米與玉米“你中有我，我中有你” 答案　C 2．(布朗運(yùn)動)在觀察布朗運(yùn)動時(shí)，從微粒在a點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，每隔30 s記下微粒的一個(gè)位置，得到b、c、d、e、f、g等點(diǎn)，然后用直線依次連接．如圖3所示，則(　　) 圖3 A．圖中記錄的是分子無規(guī)則運(yùn)動的情況 B．圖中記錄的是微粒做布朗運(yùn)動的軌跡 C．微粒在75 s末時(shí)的位置一定在cd的中點(diǎn) D．微粒在75 s末時(shí)的位置可能在cd連接以外的某一點(diǎn) 答案　D 解析　圖中記錄的是每隔30 s微粒位置的連線，不是微粒運(yùn)動的軌跡，也不是分子的無規(guī)則運(yùn)動，而是微粒的無規(guī)則運(yùn)動，故選項(xiàng)A、B錯誤；微粒做布朗運(yùn)動，它在任意一小段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動都是無規(guī)則的，題中觀察到的各點(diǎn)，只是某一時(shí)刻微粒所在的位置，在兩個(gè)位置所對應(yīng)的時(shí)間間隔內(nèi)微粒并不一定沿直線運(yùn)動，故D正確，C錯誤． 3．(熱運(yùn)動)對分子的熱運(yùn)動，以下敘述中正確的是(　　) A．分子的熱運(yùn)動就是布朗運(yùn)動 B．熱運(yùn)動是分子的無規(guī)則運(yùn)動，同種物質(zhì)的分子的熱運(yùn)動激烈程度相同 C．氣體分子的熱運(yùn)動不一定比液體分子激烈 D．物體運(yùn)動的速度越大，其內(nèi)部分子的熱運(yùn)動就越激烈 答案　C 解析　分子的熱運(yùn)動是分子的無規(guī)則運(yùn)動，而布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，不是分子的運(yùn)動，故A錯．分子無規(guī)則運(yùn)動的激烈程度只與物體溫度有關(guān)，物體溫度越高，分子的熱運(yùn)動就越激烈，這種運(yùn)動是物體內(nèi)部分子的運(yùn)動，屬微觀的范疇，與物體的宏觀運(yùn)動沒有關(guān)系，也與物體的物態(tài)沒有關(guān)系，故B、D錯． 4．(分子熱運(yùn)動的綜合理解)對下列相關(guān)物理現(xiàn)象的解釋正確的是(　　) A．放入菜湯的胡椒粉末最后會沉到碗底，胡椒粉末在未沉之前做的是布朗運(yùn)動 B．液體中較大的懸浮顆粒不做布朗運(yùn)動，而較小的顆粒做布朗運(yùn)動，說明分子的體積很小 C．存放過煤的混凝土地面下一段深度內(nèi)都有黑色顆粒，說明煤分子、混凝土分子都在做無規(guī)則的熱運(yùn)動 D．高壓下的油會透過鋼壁滲出，說明分子是不停運(yùn)動著的 答案　C 解析　做布朗運(yùn)動的微粒肉眼看不到，也不會停下來，A項(xiàng)錯誤；做布朗運(yùn)動的不是分子而是固體顆粒，布朗運(yùn)動反映了分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，不能說明分子體積很小，B項(xiàng)錯誤；C項(xiàng)屬于擴(kuò)散現(xiàn)象，說明分子都在做無規(guī)則的熱運(yùn)動，C項(xiàng)正確；高壓下的油會透過鋼壁滲出，這屬于物體在外力作用下的機(jī)械運(yùn)動，不能說明分子是不停運(yùn)動著的，D項(xiàng)錯誤． 題組一　擴(kuò)散現(xiàn)象 1．(多選)關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法中正確的是(　　) A．?dāng)U散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則運(yùn)動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象 B．?dāng)U散現(xiàn)象只能在液體中進(jìn)行 C．?dāng)U散現(xiàn)象說明分子在做無規(guī)則運(yùn)動且分子之間是有空隙的 D．?dāng)U散的快慢與溫度無關(guān) 答案　AC 解析　擴(kuò)散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則運(yùn)動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象，且溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快，擴(kuò)散現(xiàn)象說明了分子在做無規(guī)則運(yùn)動，且分子之間是有空隙的． 2．通常把蘿卜腌成咸菜需要幾天，而把蘿卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味，只需幾分鐘．造成這種差別的主要原因是(　　) A．加熱后鹽分子變小，很容易進(jìn)入蘿卜中 B．炒菜時(shí)蘿卜翻動的快，鹽和蘿卜接觸多 C．加熱后蘿卜分子間空隙變大，易擴(kuò)散 D．炒菜時(shí)溫度高，分子熱運(yùn)動劇烈 答案　D 解析　蘿卜變咸的原因是鹽分子擴(kuò)散到蘿卜中去，溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈，擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著，蘿卜變咸也就越快，這是造成差別的主要原因，所以答案選D. 3．(多選)同學(xué)們一定都吃過味道鮮美的烤鴨，烤鴨的烤制過程沒有添加任何調(diào)料，只是在烤制之前，把烤鴨放在腌制湯中腌制一定時(shí)間，鹽就會進(jìn)入肉里．則下列說法正確的是(　　) A．如果讓腌制湯溫度升高，鹽分子進(jìn)入鴨肉的速度就會加快 B．烤鴨的腌制過程說明分子之間有萬有引力，把鹽分子吸進(jìn)鴨肉里 C．在腌制湯中，有的鹽分子進(jìn)入鴨肉，有的鹽分子從鴨肉里面出來 D．把鴨肉放入腌制湯后立刻冷凍，將不會有鹽分子進(jìn)入鴨肉 答案　AC 解析　鹽分子進(jìn)入鴨肉是因?yàn)辂}分子的擴(kuò)散，溫度越高擴(kuò)散得越快，A正確；鹽分子進(jìn)入鴨肉是因?yàn)辂}分子的無規(guī)則運(yùn)動，并不是因?yàn)槿f有引力，B錯誤；鹽分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，有的進(jìn)入鴨肉，有的離開鴨肉，C正確；冷凍后，仍然會有鹽分子進(jìn)入鴨肉，只不過速度慢一些，D錯誤． 4．(多選)下列是小明吃砂鍋粥時(shí)碰到的現(xiàn)象，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象的是(　　) A．米粒在水中上下翻滾 B．粥滾時(shí)，香味四處飄逸 C．鹽塊放入水中，水變味道 D．石油氣被風(fēng)吹散時(shí)，周圍可聞到石油氣味 答案　BCD 解析　米粒在水中翻滾是米粒的運(yùn)動，不是分子運(yùn)動，不屬于擴(kuò)散現(xiàn)象；香味四處飄逸，是分子擴(kuò)散到空氣中的結(jié)果，是擴(kuò)散現(xiàn)象；鹽塊放入水中，水變味道是鹽分子運(yùn)動到水中，是擴(kuò)散現(xiàn)象；石油氣被風(fēng)吹散時(shí)，是石油分子運(yùn)動到空氣中，使周圍可聞到石油氣味，這是擴(kuò)散現(xiàn)象，B、C、D正確． 題組二　布朗運(yùn)動 5．(多選)下列關(guān)于布朗運(yùn)動的敘述，正確的是(　　) A．懸浮小顆粒的運(yùn)動是雜亂無章的 B．液體的溫度越低，懸浮小顆粒的運(yùn)動越緩慢，當(dāng)液體的溫度降到0 ℃時(shí)，固體小顆粒的運(yùn)動就會停止 C．被凍結(jié)在冰塊中的小炭粒不能做布朗運(yùn)動，是因?yàn)楸械乃肿硬贿\(yùn)動 D．做布朗運(yùn)動的小顆粒越小，布朗運(yùn)動越明顯 答案　AD 解析　做布朗運(yùn)動的小顆粒的運(yùn)動是無規(guī)則的，小顆粒在0 ℃的液體中也要做布朗運(yùn)動，布朗運(yùn)動不能在固體中發(fā)生，原因不是固體分子不運(yùn)動，而是小顆粒被固定在固體中不能移動，但是固體分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，小顆粒越小，布朗運(yùn)動越明顯，故A、D正確． 6．(多選)較大的顆粒不做布朗運(yùn)動是因?yàn)?　　) A．液體分子停止運(yùn)動 B．液體溫度太低 C．跟顆粒碰撞的分子數(shù)較多，多方面的撞擊導(dǎo)致平衡 D．分子沖擊力小，不易改變大顆粒的運(yùn)動狀態(tài) 答案　CD 解析　當(dāng)懸浮微粒比較大時(shí)，由于同時(shí)跟它碰撞的分子數(shù)比較多，來自各個(gè)方向的沖擊力的效果可以是相互平衡的，且顆粒比較大時(shí)，受到較小的沖擊力，很難改變原有的運(yùn)動狀態(tài)． 7．甲、乙兩杯水，水中均有顆粒在做布朗運(yùn)動，經(jīng)顯微鏡觀察后，發(fā)現(xiàn)甲杯中的布朗運(yùn)動比乙杯中的布朗運(yùn)動激烈，則下列說法中正確的是(　　) A．甲杯中的水溫高于乙杯中的水溫 B．甲杯中的水溫等于乙杯中的水溫 C．甲杯中的水溫低于乙杯中的水溫 D．條件不足，無法確定 答案　D 解析　布朗運(yùn)動的激烈程度跟溫度大小和顆粒大小有關(guān)系，而顆粒哪個(gè)大未知，故無法判斷． 題組三　分子熱運(yùn)動的理解 8．下列事例中，屬于分子不停地做無規(guī)則運(yùn)動的是(　　) A．秋風(fēng)吹拂，樹葉紛紛落下 B．在箱子里放幾塊樟腦丸，過些日子一開箱就能聞到樟腦的氣味 C．煙囪里冒出的黑煙在空中飄蕩 D．室內(nèi)掃地時(shí)，在陽光照射下看見灰塵飛揚(yáng) 答案　B 解析　灰塵、黑煙(顆粒)都是由若干分子組成的固體微粒，它們的運(yùn)動都不是分子運(yùn)動，A、C、D錯，B對． 9．關(guān)于布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象都是分子的運(yùn)動 B．布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象都是永不停息的 C．布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象都與溫度無關(guān) D．布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象都能在氣體、液體、固體中發(fā)生 答案　B 解析　擴(kuò)散現(xiàn)象指由于分子的無規(guī)則運(yùn)動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象；布朗運(yùn)動是懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動，不是分子的無規(guī)則運(yùn)動，故A錯誤；由于分子運(yùn)動是永不停息的，故布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象都是永不停息的，B正確；溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈，故布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象都與溫度有關(guān)，故C錯誤；擴(kuò)散現(xiàn)象能在氣體、液體、固體中發(fā)生；而布朗運(yùn)動不能在固體中發(fā)生，故D錯誤． 10．(多選)對以下物理現(xiàn)象的正確分析是(　　) ①從窗外射來的陽光中，可以看到空氣中的微粒在上下飛舞?、谏仙乃魵獾倪\(yùn)動?、塾蔑@微鏡觀察懸浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做無規(guī)則運(yùn)動?、芟蛞槐逅械稳霂椎渭t墨水，紅墨水向周圍運(yùn)動 A．①②③屬于布朗運(yùn)動 B．④屬于擴(kuò)散現(xiàn)象 C．只有③屬于布朗運(yùn)動 D．以上結(jié)論均不正確 答案　BC 解析　擴(kuò)散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則運(yùn)動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象，而布朗運(yùn)動是指固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動．觀察布朗運(yùn)動必須在高倍顯微鏡下，肉眼看到的顆粒的運(yùn)動不屬于布朗運(yùn)動．由以上分析可判斷B、C選項(xiàng)正確． 11．“花氣襲人知驟暖，鵲聲穿樹喜新晴．”這是南宋詩人陸游《村居書喜》中的兩句詩，描寫春季天暖、鳥語花香的山村美景．對于前一句，從物理學(xué)的角度可以理解為花朵分泌出的芳香分子運(yùn)動速度加快，說明當(dāng)時(shí)周邊的氣溫突然__________，屬于__________現(xiàn)象． 答案　升高　擴(kuò)散 解析　詩句中“花氣襲人”說明發(fā)生了擴(kuò)散現(xiàn)象，而造成擴(kuò)散加快的直接原因是“驟暖”，即氣溫突然升高造成的，從物理學(xué)的角度看就是當(dāng)周圍氣溫升高時(shí)，花香擴(kuò)散加?。?