高中物理 第八章 气体 第5讲 气体热现象的微观意义课件 新人教选修33.ppt

第5讲气体热现象的微观意义目标定位1.初步了解统计规律.2.知道气体分子运动的特点.3.理解气体压强的微观意义.4.能对气体实验定律进行微观解释，并能用微观观点解释气体状态变化.1 预习导学 梳理识记点拨 2 课堂讲义 理解深化探究3对点练习 巩固应用反馈预习导学 梳理识记点拨 1.随机事件：在一定条件下 出现，也 不出现的事件.2.统计规律：大量 整体表现出的规律.一、随机性与统计规律可能可能随机事件二、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 倍左右.(2)气体分子间的相互作用力十分微弱.102.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 ，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 的，分子速率呈现“”.当温度升高时，对某一分子在某一时刻它的速率 增加，但大量分子的平均速率 增加，而且“中间多”的分子速率值在增加(如图1所示).偶然性相等中间多、两头少不一定一定图13.气体分子的热运动与温度的关系(1)，分子的热运动越激烈.温度越高正比温度三、气体压强的微观意义1.气体的压强是大量气体分子频繁地对 引起的.2.影响气体压强的两个因素：(1)气体分子的 ；(2)分子的.容器的碰撞平均动能密集程度课堂讲义 理解深化探究一、气体分子运动与统计规律1.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.(4)温度是分子平均动能的标志.2.统计规律的理解(1)个别事物的出现具有偶然性，但大量事物出现的机会，却遵从一定的统计规律.(2)从微观角度看，由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子并没有统一的运动步调，单独来看，各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律.例1图2(a)为测量分子速率分布的装置示意图.圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的位置.从原子炉R中射出的银原子蒸汽穿过屏上S缝后进入狭缝N，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上.展开的薄膜如图(b)所示，NP和PQ间距相等.则()图2A.到达M附近的银原子速率较大B.到达Q附近的银原子速率较大C.位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率D.位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率解析根据分子速率分布规律“中间多、两头少”的特征可知：M附近的银原子速率较大，故选项A正确，B错误.PQ区间的分子百分率最大，故选项D错误，C正确.答案AC借题发挥气体分子的运动特点：一是统计规律上看是大量分子的表现出来的“中间多、两头少”的速率分布规律，每个分子因频繁的碰撞，速度的大小和方向不断的改变；二是从温度上看温度是分子平均动能标志，温度升高使分子的平均速率变大，或说速率大的分子占的比例增大，速率小的分子占的比例减少，而不是大部分分子的速率增大了，少数分子的速率减小了.二、正确理解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；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)宏观因素与温度有关：温度越高，气体的压强越大；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2下列说法正确的是()A.气体对器壁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B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器 壁上的平均作用力C.气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小D.单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大解析气体压强为气体分子对器壁单位面积的撞击力，故A正确；平均作用力不是压强，B错误；气体压强的大小与气体分子的平均动能和气体分子密集程度有关，故C、D错.答案A三、三个气体实验定律的微观解释1.玻意耳定律(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大，体积增大，压强减小.(2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变.体积越小，分子越密集，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大.2.查理定律(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大，温度降低，压强减小.(2)微观解释：体积不变，则分子密集程度不变.温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大.3.盖吕萨克定律(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小.(2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素分子密度减小，所以气体的体积增大.例3对一定质量的理想气体，下列说法正确的是()A.体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大B.温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小C.压强不变，温度降低时，气体的密度一定减小D.温度升高，压强和体积都可能不变解析根据气体压强、体积、温度的关系可知，体积不变，压强增大时，温度升高，气体分子的平均动能一定增大，选项A正确；温度不变，压强减小时，气体体积增大，气体的密度减小.压强不变，温度降低时，体积减小，气体密度增大.温度升高，压强、体积中至少有一个发生改变.综上所述，正确答案为A、B.答案AB针对训练对于一定质量的气体，当它的压强和体积发生变化时，以下说法正确的是()A.压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变B.压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小C.压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变D.压强减小，体积增大时，其分子平均动能可能增大AD对点练习 巩固应用反馈气体分子运动的特点1.1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律.若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比.如图所示的四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是()1 1 2 2 3 3 4 4解析气体分子速率分布规律是中间多、两头少，且分子不停地做无规则运动，没有速度为零的分子，故选D.答案D1 1 2 2 3 3 4 42.封闭在汽缸内一定质量的理想气体，如果保持体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是()A.气体的密度增大B.气体的压强增大C.气体分子的平均动能减小D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多1 1 2 2 3 3 4 4气体压强的微观解释1 1 2 2 3 3 4 4由于质量不变，体积不变，分子密度不变，而温度升高，分子的平均动能增加，所以单位时间内气体分子对容器壁碰撞次数增多，D正确，A、C错误.答案BD气体实验定律的微观解释3.对于一定质量的某种理想气体，若用N表示单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数，则()A.当体积减小时，N必定增加B.当温度升高时，N必定增加C.当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化D.当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变1 1 2 2 3 3 4 4解析由于气体压强是由大量气体分子对器壁的碰撞作用而产生的，其值与分子密度及分子平均速率有关；对于一定质量的气体，压强与温度和体积有关.若压强不变而温度和体积发生变化(即分子密度发生变化时)，N一定变化，故C正确，D错误；若体积减小且温度也减小，N不一定增加，A错误；当温度升高，同时体积增大时，N也不一定增加，故B错误.答案C1 1 2 2 3 3 4 44.如图3所示，c、d表示一定质量的某种气体的两个状态，则关于c、d两状态的下列说法中正确的是()A.压强pdpcB.温度TdVcD.d状态时分子运动剧烈，分子密度大1 1 2 2 3 3 4 4图3解析由题中图象可直观看出pdpc，TdVd，分子密度增大，C、D错.答案AB1 1 2 2 3 3 4 4