【物理】8 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義(人教版選修3)

第八章氣體,第4節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義,.,單個分子的運動是無規(guī)則的,思路:,四枚硬幣,每投擲一次,正面朝上的硬幣數(shù)是不一定的,若投擲很多次后,正面朝上的硬幣數(shù)是否會存在某種規(guī)律性呢?,大量氣體分子的運動是否存在一定的規(guī)律,類比,.,實驗一:,每個人都把4枚硬幣握在手中,在桌面上隨意投擲10次,記錄每次投擲是正面朝上的硬幣數(shù),統(tǒng)計共10次投擲中有0,1,2,3,4枚硬幣正面朝上的次數(shù)各是多少,將結(jié)果填在以下表格中,統(tǒng)計對象,次數(shù),統(tǒng)計項目,.,.,單個氣體分子的運動是無規(guī)則的,思路:,四枚硬幣,每投擲一次,正面朝上的硬幣數(shù)是不確定的,投擲很多次后,正面朝上的硬幣數(shù)存在著一定的統(tǒng)計規(guī)律,大量氣體分子的運動也應(yīng)該存在一定的統(tǒng)計規(guī)律,類比,.,討論:上面的實驗給我們什么啟示?,1、個別事件的出現(xiàn)有其偶然性2、大量隨機事件的整體會表現(xiàn)出一定的規(guī)律-統(tǒng)計規(guī)律,你能例舉一些生活中運用統(tǒng)計規(guī)律的實例嗎？,.,分子的運動是無規(guī)則的，每個分子的運動都具有不確定性。但物體是由大量分子組成的，因而物體的熱現(xiàn)象的宏觀特性是由大量分子的集體行為決定的。所以看起來無規(guī)則的分子熱運動，也必定是有一定的規(guī)律的統(tǒng)計規(guī)律,.,二.氣體分子運動的特點,（1）氣體間的距離較大，分子間相互作用力十分微弱，可認(rèn)為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力作用而做勻速直線運動，所以一定質(zhì)量的氣體的分子可以充滿整個容器空間。,（2）氣體分子的運動雜亂無章，在某一時刻向著任何一個方向運動的分子都有，從總體上看氣體分子沿各個方向運動的機會均等，因此對大量分子而言，在任一時刻向容器各個方向運動的分子數(shù)是均等的。,.,（3）大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布，呈“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，且這個分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時，平均速率會增大。,盡管大量分子做無規(guī)則運動，速率有大有小，但分子的速率卻按一定的規(guī)律分布。,.,二、氣體溫度的微觀意義,1.氧氣分子的速率分布圖象特點：“中間多、兩頭少”溫度升高時，速率大的分子數(shù)增加速率小的分子數(shù)減少,2.微觀意義：溫度是分子平均動能的標(biāo)志,a為比例常數(shù),.,三、氣體壓強的微觀意義,密閉容器中的氣體對器壁有壓強，且對各個器壁的壓強相等。氣體壓強究竟是如何產(chǎn)生的呢？,.,1.氣體壓強的概念：就是氣體對于容器器壁的壓強2.氣體壓強的產(chǎn)生原因（微觀解釋）：大量分子頻繁地碰撞器壁，對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力，產(chǎn)生壓強3.氣體壓強的微觀意義：大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力,.,宏觀角度,思考：,微觀角度,4.影響氣體壓強的兩個因素:,你認(rèn)為氣體壓強的大小微觀上與什么有關(guān)?并類比說明原因。,.,玻意耳定律的微觀解釋：,T不變,分子平均動能不變，平均每個分子對器壁的撞擊力不變,V減小,分子密度增大,單位時間內(nèi)撞擊容器單位面積的分子數(shù)增多,氣體壓強增大。,四、對氣體實驗定律的微觀解釋,.,四、對氣體實驗定律的微觀解釋,1.玻意耳定律(等溫變化)p1V1=p2V2,溫度不變,-分子的平均動能不變,體積減小，,分子的密集程度越大，,壓強越大,體積不變,-分子的密集程度不變,溫度升高時，,分子的平均動能增加，,壓強越大,一定質(zhì)量的氣體，,一定質(zhì)量的氣體，,2.查理定律(等容變化),.,溫度升高,分子的平均動能增大,壓強有增大的趨勢;,體積增大,分子的密集程度減少,壓強有減小的趨勢.,當(dāng)兩個相反的趨勢相互抵消時,一定質(zhì)量的氣體,則保持壓強不變,3.蓋-呂薩克定律(等壓變化),.,例1、在一定溫度下，某種理想氣體的分子速率分布應(yīng)該是（）A、每個氣體分子速率都相等B、每個氣體分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子數(shù)目很少C、每個氣體分子速率一般都不相等，但在不同速率范圍內(nèi)，分子數(shù)的分布是均勻的D、每個氣體分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子數(shù)目很多,B,課堂練習(xí),.,例2.下列關(guān)于氣體的說法中，正確的是（）A、由于氣體分子運動的無規(guī)則性，所以密閉容器的器壁在各個方向上的壓強可能會不相等B、氣體的溫度升高時，所有的氣體分子的速率都增大C、一定體積的氣體，氣體分子的平均動能越大，氣體的壓強就越大D、氣體的分子數(shù)越多，氣體的壓強就越大,C,.,例3.對于一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體的體積不變，溫度升高，那么下列說法中正確的是（）A氣體的壓強增大B單位時間內(nèi)氣體分子對器壁碰撞的次數(shù)增多C每個分子的速率都增大D氣體分子的密度增大,AB,.,例4.對于一定量的理想氣體，下列四個論述中正確的是（）A當(dāng)分子熱運動變劇烈時，壓強必變大B當(dāng)分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變C當(dāng)分子間的平均距離變大時，壓強必變小D當(dāng)分子間的平均距離變大時，壓強必變大,B,.,小結(jié)：,一.氣體分子運動的特點,1、氣體分子可以在自由移動，從而可以充滿任何容器,2、從總體上看氣體分子沿各個方向運動的機會均等，因此對大量分子而言，在任一時刻向容器各個方向運動的分子數(shù)是均等的。,3.氧氣分子的速率分布圖象特點：“中間多、兩頭少”,二、氣體溫度的微觀意義,-溫度是分子平均動能的標(biāo)志,三、氣體壓強的微觀意義,1.氣體的壓強是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的,2.影響氣體壓強的兩個因素:,四、對氣體實驗定律的微觀解釋,氣體分子的平均動能,氣體分子的密集程度,-溫度,-體積,.,1、下列說法正確的是（）A、氣體體積就是每個氣體分子體積之和B、氣體壓強的大小，只取決于分子平均速率C、溫度升高，氣體分子中速率小的分子數(shù)減少，速率大的分子數(shù)增多，分子平均速率增大D、一定量的氣體，溫度一定，體積減小，分子密度增大,CD,練習(xí)：,.,2、氣體的壓強是由下列那種原因造成的（）A、氣體分子對器壁的吸引力B、氣體分子對器壁的碰撞力C、氣體分子對器壁的排斥力D、氣體的重力,B,.,3.對一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是（）A壓強增大，體積增大，分子的平均動能一定增大B壓強減小，體積減小，分子的平均動能一定增大C壓強減小，體積增大，分子的平均動能一定增大D壓強增大，體積減小，分子的平均動能一定增大,A,.,4、在一定溫度下，當(dāng)一定量氣體的體積減小時，氣體的壓強增大，這是因為（）A、單位體積內(nèi)的分子數(shù)變大，單位時間內(nèi)對器壁碰撞的次數(shù)增大B、氣體分子密度變大，分子對器壁的吸引力變大C、每個分子對器壁的平均碰撞力變大D、氣體分子