氣體熱現象的微觀意義公開課

1、a1a2教學目標：一.理解氣體分子運動的特點及氣體分子運動速率的統計分布規(guī)律.二.能用氣體分子動理論解釋氣體壓強的微觀意義；知道氣體壓強、溫度、體積與所對應的微觀物理量間的相互聯系.三.能用氣體分子動理論解釋三個氣體實驗定律.教學重點：氣體分子運動的特點和氣體壓強的微觀意義.教學難點：氣體壓強的微觀意義.a3甲：我很怕坐飛機，我問過專家，每架飛機上甲：我很怕坐飛機，我問過專家，每架飛機上 有炸彈的概率是萬分之一萬分之一雖然有炸彈的概率是萬分之一萬分之一雖然 很小，但還沒小到可以忽略不計的程度，很小，但還沒小到可以忽略不計的程度， 所以我以前從來不坐飛機。所以我以前從來不坐飛機。乙：可是你今天為

2、什么來坐飛機了？乙：可是你今天為什么來坐飛機了？甲：我又問過專家，每架飛機上有一顆炸彈的概率是萬分之一，甲：我又問過專家，每架飛機上有一顆炸彈的概率是萬分之一， 但每架飛機上同時有兩顆炸彈的概率只有億分之一這已經但每架飛機上同時有兩顆炸彈的概率只有億分之一這已經 小到可以忽略不計了。小到可以忽略不計了。乙：但兩顆炸彈與你坐不坐飛機有什么關系？乙：但兩顆炸彈與你坐不坐飛機有什么關系？甲：當然有關系啦不是說同時有兩顆炸彈的概率很小嗎，我甲：當然有關系啦不是說同時有兩顆炸彈的概率很小嗎，我 現在自帶了一顆炸彈，飛機上再有一顆幾乎是不可能的，現在自帶了一顆炸彈，飛機上再有一顆幾乎是不可能的， 所以我才

3、放心地來坐飛機！所以我才放心地來坐飛機！乙：乙：#￥%&我和你想的一樣，我也帶了一顆！我和你想的一樣，我也帶了一顆！ a4一、隨機性與統計規(guī)律一、隨機性與統計規(guī)律1、在一定條件下，假設某事件必然出現，這個事件、在一定條件下，假設某事件必然出現，這個事件 叫做必然事件叫做必然事件2、假設某件事不可能出現，這個事件叫做、假設某件事不可能出現，這個事件叫做 不可能事件不可能事件3、假設在一定條件下某事件可能出現，也可能不出現，、假設在一定條件下某事件可能出現，也可能不出現， 這個事件叫做隨機事件這個事件叫做隨機事件思考：隨機事件的出現是不是就沒有什么規(guī)律思考：隨機事件的出現是不是就沒有什么規(guī)律呢？呢

4、？a5擲幣實驗擲幣實驗【實驗方法】【實驗方法】1、將、將4枚硬幣握在手中，在桌面上隨意投擲枚硬幣握在手中，在桌面上隨意投擲10次。次。2、記錄每次投擲時正面朝上的硬幣數。、記錄每次投擲時正面朝上的硬幣數。3、統計共、統計共10次投擲中有次投擲中有0、1、2、3、4枚硬幣正面朝上的枚硬幣正面朝上的 次數，并將結果填入表格中。次數，并將結果填入表格中?？偣餐稊S總共投擲的次數的次數 4 4枚硬幣中正面朝上的硬幣枚數枚硬幣中正面朝上的硬幣枚數0 01 12 23 34 4我所在小組數據我所在小組數據1010我所在大組的數據我所在大組的數據全班的數據全班的數據統計對象統計對象次數次數統計項目統計項目【實

5、驗目的】研究隨機事件的出現是否存在規(guī)律性【實驗目的】研究隨機事件的出現是否存在規(guī)律性注意：注意： 控制每次硬幣下落的高度相同，控制每次硬幣下落的高度相同，硬幣的大小材料相同，拋出方法相同。硬幣的大小材料相同，拋出方法相同。a6a7上面的實驗給我們什么啟示上面的實驗給我們什么啟示?1、個別隨機事件的出現具有、個別隨機事件的出現具有偶然性偶然性2、大量隨機事件的整體會表現出一定的、大量隨機事件的整體會表現出一定的 規(guī)律性規(guī)律性這種規(guī)律就是這種規(guī)律就是統計規(guī)律統計規(guī)律a8單個氣體分子的運單個氣體分子的運動是無規(guī)那么的動是無規(guī)那么的思路思路:四枚硬幣四枚硬幣,每投擲一次每投擲一次,正面朝上的硬幣數是正

6、面朝上的硬幣數是不確定的不確定的投擲很屢次后投擲很屢次后,正面朝正面朝上的硬幣數存在著一上的硬幣數存在著一定的統計規(guī)律定的統計規(guī)律大量氣體分子的運大量氣體分子的運動也應該存在一定動也應該存在一定的統計規(guī)律的統計規(guī)律(微觀微觀 宏觀宏觀)類比類比(微觀微觀 宏觀宏觀)類比類比a9二、氣體分子運動的特點二、氣體分子運動的特點標況下氣體分子平均距離約為：標況下氣體分子平均距離約為：10 10-10m1、理想性：氣體分子距離比較大，、理想性：氣體分子距離比較大， 分子間作分子間作用力很弱，分子除了相互碰撞或跟器壁碰撞外用力很弱，分子除了相互碰撞或跟器壁碰撞外不受力而做勻速直線運動，因而會充滿不受力而做

7、勻速直線運動，因而會充滿 它能到它能到達的整個空間。達的整個空間。a10標準狀態(tài)下標準狀態(tài)下1cm3氣體中的分子數的數量級約為氣體中的分子數的數量級約為10182、現實性：氣體分子數量巨大，分子之間頻繁、現實性：氣體分子數量巨大，分子之間頻繁地碰撞，分子速度大小和方向頻繁改變地碰撞，分子速度大小和方向頻繁改變 ，3、規(guī)律性、規(guī)律性:(1)運動雜亂無章，任何一個方向運動的氣體分運動雜亂無章，任何一個方向運動的氣體分子都有，各個方向運動的分子數目根本相等。子都有，各個方向運動的分子數目根本相等。a112 2大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布，呈大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布，呈“中中間多，兩頭

8、少的分布規(guī)律間多，兩頭少的分布規(guī)律. .a12觀察與思考觀察與思考 比照比照0和和100氧氣分子速氧氣分子速率分布圖象，有什么不同？率分布圖象，有什么不同？溫度越高，分子平均溫度越高，分子平均速率越大速率越大 三：三： 氣體氣體 的微觀意義的微觀意義a13 氣體溫度的微觀意義氣體溫度的微觀意義1 1：溫度升高時，速率大的分子數增加：溫度升高時，速率大的分子數增加 速率小的分子數減少速率小的分子數減少3.3.微觀意義：微觀意義：溫度是分子平均動能的標志溫度是分子平均動能的標志kEaT a a為比例常數為比例常數2:2:溫度越高，分子平均速率越大溫度越高，分子平均速率越大通過定量分析得出：理想氣體

9、的熱力學溫度T與分子的平均動能 成正比，即a14例例1 1、在一定溫度下，某種理想氣體的分子速率、在一定溫度下，某種理想氣體的分子速率分布應該是分布應該是 A A、每個氣體分子速率都相等、每個氣體分子速率都相等B B、每個氣體分子速率一般都不相等，速率很大、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目很少和速率很小的分子數目很少C C、每個氣體分子速率一般都不相等，但在不同、每個氣體分子速率一般都不相等，但在不同速率范圍內，分子數的分布是均勻的速率范圍內，分子數的分布是均勻的D D、每個氣體分子速率一般都不相等，速率很大、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目

10、很多和速率很小的分子數目很多Ba15 從微觀角度看從微觀角度看氣體對容器的壓強氣體對容器的壓強 是如何產生的？是如何產生的？壓強的大小可能和壓強的大小可能和什么因素有關？什么因素有關？是大量氣體分子頻繁地碰撞是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產生的器壁而產生的四、氣體壓強的微觀意義四、氣體壓強的微觀意義a16“鐵珠模擬實驗鐵珠模擬實驗在某高度， 將鐵珠連續(xù)倒在秤盤上，觀察示數在更高的位置，將鐵珠連續(xù)倒在秤盤上，觀察示數實驗現象：實驗現象：【實驗一】【實驗一】位置越高，臺秤的示數越大位置越高，臺秤的示數越大類比：氣體分子平均動能越大，氣體壓強越大類比：氣體分子平均動能越大，氣體壓強越大結論：鐵珠的動

11、能越大，對秤盤壓強越大結論：鐵珠的動能越大，對秤盤壓強越大溫度溫度a17在相同高度， 將鐵珠更密集倒在更密集倒在秤盤上，觀察示數【實驗二】【實驗二】實驗現象：實驗現象：倒在秤盤上的鐵珠越密集，示數越大倒在秤盤上的鐵珠越密集，示數越大類比：氣體分子越密集，氣體壓強越大類比：氣體分子越密集，氣體壓強越大體積體積a18 氣體壓強的大小跟兩個因素有關：氣體壓強的大小跟兩個因素有關：體積體積溫度溫度 結結 論論: :氣體分子的氣體分子的密集程度密集程度氣體分子的氣體分子的平均動能平均動能a19玻意耳定律的微觀解釋：玻意耳定律的微觀解釋：T不變不變分子平均動能不變，平均每分子平均動能不變，平均每個分子對器

12、壁的撞擊力不變個分子對器壁的撞擊力不變V減小減小分子密度增大分子密度增大單位時間內撞擊容器單位面積的分子數增多單位時間內撞擊容器單位面積的分子數增多氣體壓強增大。氣體壓強增大。五、對氣體實驗定律的微觀解釋五、對氣體實驗定律的微觀解釋a20請解釋請解釋查理定律查理定律和和蓋蓋呂薩克定律呂薩克定律 查理定律查理定律 一定質量的某種氣體，在體積不變的情一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強況下，壓強 p與熱力學溫度與熱力學溫度T成正比成正比 蓋蓋呂薩克定律呂薩克定律 一定質量的某種氣體，在壓強不變的情一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積況下，其體積V與熱力學溫度與熱力學溫度T成正比成

13、正比a21例例2：有關氣體壓強，以下說法正確的選項是：有關氣體壓強，以下說法正確的選項是()A氣體分子的平均速率增大，那么氣體的壓強一定增大氣體分子的平均速率增大，那么氣體的壓強一定增大B氣體分子的密集程度增大，那么氣體的壓強一定增大氣體分子的密集程度增大，那么氣體的壓強一定增大C氣體分子的平均動能增大，那么氣體的壓強一定增大氣體分子的平均動能增大，那么氣體的壓強一定增大D氣體分子的平均動能增大，氣體的壓強有可能減小氣體分子的平均動能增大，氣體的壓強有可能減小Da22例例3：一定質量的理想氣體，在壓強不變的條件下，溫：一定質量的理想氣體，在壓強不變的條件下，溫度升高，體積增大，從分子動理論的觀

14、點來分析，正度升高，體積增大，從分子動理論的觀點來分析，正確的選項是確的選項是()A此過程中分子的平均速率不變，所以壓強保持不變此過程中分子的平均速率不變，所以壓強保持不變B此過程中每個氣體分子碰撞器壁的平均沖擊力不變，此過程中每個氣體分子碰撞器壁的平均沖擊力不變，所以壓強保持不變所以壓強保持不變C此過程中單位時間內氣體分子對單位面積器壁的碰此過程中單位時間內氣體分子對單位面積器壁的碰撞次數不變，所以壓強保持不變撞次數不變，所以壓強保持不變D以上說法都不對以上說法都不對Da23小結：小結：一一. .氣體分子運動的特點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、氣體分子可以在自由移動，從而可以充滿任何容器2 2、從總體上看氣體分子沿各個方向運動的時機均等，因此對大、從總體上看氣體分子沿各個方向運動的時機均等，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是均等的。量分子而言，在任一時刻向容器各個方向運動的分子數是均等的。3.3.氧氣分子的速率分布圖象特點：氧氣分子的速率分布圖象特點：“中間多、兩頭少中間多、兩頭少二、氣體溫度的微觀意義二、氣體溫度的微觀意義-溫度是分子平均動能的標志溫度是分子平均動能的標志三、氣體壓