新步步高2014-2015學年高二物理人教版選修3-3課件：8.4 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 課件

1、1.理解氣體分子運動的特點及氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布理解氣體分子運動的特點及氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布 規(guī)律規(guī)律.2.能用氣體分子動理論解釋氣體壓強的微觀意義；知道氣體能用氣體分子動理論解釋氣體壓強的微觀意義；知道氣體的壓強、溫度、體積與所對應的微觀物理量間的相關聯(lián)系的壓強、溫度、體積與所對應的微觀物理量間的相關聯(lián)系.3.能用氣體分子動理論解釋三個氣體實驗定律能用氣體分子動理論解釋三個氣體實驗定律 學習目標定位學習目標定位學習探究區(qū)一、氣體分子運動的特點和氣體溫度的微觀意義一、氣體分子運動的特點和氣體溫度的微觀意義二、氣體壓強的微觀意義二、氣體壓強的微觀意義三、對氣體實驗定律的微觀解釋三、對

2、氣體實驗定律的微觀解釋一、氣體分子運動的特點和氣體溫度的微觀意義1把把4枚硬幣投擲枚硬幣投擲10次并記錄正面朝上的個數比較個人、小次并記錄正面朝上的個數比較個人、小組、大組、全班的數據，你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律嗎？組、大組、全班的數據，你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律嗎？ 問題設計問題設計返回返回答案答案隨著投擲次數增多，隨著投擲次數增多，2枚硬幣正面朝上的次數比例最多，枚硬幣正面朝上的次數比例最多，占總數的占總數的 ；1枚和枚和3枚正面朝上的次數各占總數的枚正面朝上的次數各占總數的 ，全朝上，全朝上或全朝下次數最少，各占總數的或全朝下次數最少，各占總數的 .說明大量隨機事件的整體會說明大量隨機事件的整體會表現(xiàn)出一定

3、的規(guī)律性表現(xiàn)出一定的規(guī)律性返回返回一、氣體分子運動的特點和氣體溫度的微觀意義2氣體分子間的作用力很小，若沒有分子力作用，氣體分子氣體分子間的作用力很小，若沒有分子力作用，氣體分子將處于怎樣的自由狀態(tài)？將處于怎樣的自由狀態(tài)？答案答案無碰撞時氣體分子將做直線運動，但由于分子之間的頻無碰撞時氣體分子將做直線運動，但由于分子之間的頻繁碰撞，使得氣體分子的速度大小和方向頻繁改變，運動變得繁碰撞，使得氣體分子的速度大小和方向頻繁改變，運動變得雜亂無章雜亂無章3溫度不變時，每個分子的速率都相同嗎？溫度不變時，每個分子的速率都相同嗎？答案答案分子在做無規(guī)則運動，造成其速率有大有小分子在做無規(guī)則運動，造成其速率

4、有大有小返回返回 要點提煉要點提煉1氣體分子運動的特點氣體分子運動的特點(1)氣體分子之間的距離很大，大約是分子直徑的氣體分子之間的距離很大，大約是分子直徑的10倍，因此除倍，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，氣體分子不受力的作用，在空了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，氣體分子不受力的作用，在空間間 (2)分子的運動雜亂無章，在某一時刻，向著任何一個方向運動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，而且向各個方向運動的氣體分子數目都相等的分子都有，而且向各個方向運動的氣體分子數目都相等一、氣體分子運動的特點和氣體溫度的微觀意義自由移動自由移動返回返回(3)每個氣體分子都在做每個

5、氣體分子都在做 的無規(guī)則運動的無規(guī)則運動(4)大量氣體分子的速率分布呈大量氣體分子的速率分布呈“ ”的規(guī)律的規(guī)律一、氣體分子運動的特點和氣體溫度的微觀意義永不停息永不停息中間多、兩頭少中間多、兩頭少返回返回一、氣體分子運動的特點和氣體溫度的微觀意義2氣體溫度的微觀意義氣體溫度的微觀意義(1)溫度越高，分子的熱運動越溫度越高，分子的熱運動越 當溫度升高時，當溫度升高時，“中間多中間多”的這一的這一“高峰高峰”向速率大的方向移動，即速率大的分子數目增多，向速率大的方向移動，即速率大的分子數目增多，速率小的分子數目減少，分子的平均速率增大，分子的熱運動速率小的分子數目減少，分子的平均速率增大，分子的

6、熱運動更劇烈更劇烈(2)溫度是分子溫度是分子 的標志理想氣體的熱力學溫度的標志理想氣體的熱力學溫度T與分與分子的平均動能子的平均動能 成正比，即成正比，即T激烈激烈平均動能平均動能二、氣體壓強的微觀意義如圖如圖1所示，把一顆豆粒拿到臺秤上方約所示，把一顆豆粒拿到臺秤上方約10 cm的位置，的位置，放手后使它落在秤盤上，觀察秤的指針的擺動情放手后使它落在秤盤上，觀察秤的指針的擺動情況再從相同高度把況再從相同高度把100?；蚋嗟亩沽＿B續(xù)地倒在粒或更多的豆粒連續(xù)地倒在秤盤上，觀察指針的擺動情況使這些豆粒從更高的秤盤上，觀察指針的擺動情況使這些豆粒從更高的位置落在秤盤上，觀察指針的擺動情況用豆粒做氣

7、位置落在秤盤上，觀察指針的擺動情況用豆粒做氣體分子的模型，試說明氣體壓強產生的機理體分子的模型，試說明氣體壓強產生的機理 問題設計問題設計返回返回圖圖1返回返回1氣體壓強的大小等于氣體作用在器壁單位面積上的氣體壓強的大小等于氣體作用在器壁單位面積上的 2產生原因：是由于大量氣體分子無規(guī)則運動碰撞器壁，形成對產生原因：是由于大量氣體分子無規(guī)則運動碰撞器壁，形成對器壁各處均勻的持續(xù)的壓力而產生的器壁各處均勻的持續(xù)的壓力而產生的3決定因素：氣體壓強的大小，微觀上決定于分子的決定因素：氣體壓強的大小，微觀上決定于分子的 和和分子的分子的 ，宏觀上決定于氣體的溫度，宏觀上決定于氣體的溫度T和體積和體積V

8、. 要點提煉要點提煉二、氣體壓強的微觀意義壓力壓力平均動能平均動能密集程度密集程度三、對氣體實驗定律的微觀解釋返回返回 問題設計問題設計如何從微觀角度來解釋氣體實驗三定律呢？如何從微觀角度來解釋氣體實驗三定律呢？答案答案從決定氣體壓強的微觀因素上來解釋，即氣體分子的平從決定氣體壓強的微觀因素上來解釋，即氣體分子的平均動能和氣體分子的密集程度均動能和氣體分子的密集程度三、對氣體實驗定律的微觀解釋返回返回要點提煉要點提煉1玻意耳定律的微觀解釋玻意耳定律的微觀解釋一定質量的某種理想氣體，一定質量的某種理想氣體， 不變，分子的平均動能不不變，分子的平均動能不變體積減小，分子的密集程度變體積減小，分子的

9、密集程度 (填填“增大增大”或或“減小減小”)，單位時間內撞擊單位面積器壁的分子數就增多，氣體的壓強就單位時間內撞擊單位面積器壁的分子數就增多，氣體的壓強就 (填填“增大增大”或或“減小減小”)溫度溫度增大增大增大增大三、對氣體實驗定律的微觀解釋返回返回2查理定律的微觀解釋查理定律的微觀解釋一定質量的某種理想氣體，體積不變，則分子的密集程度不一定質量的某種理想氣體，體積不變，則分子的密集程度不變，溫度升高，分子的平均動能變，溫度升高，分子的平均動能 (填填“增大增大”或或“減小減小”)，分子撞擊器壁的作用力變大，所以氣體的壓強分子撞擊器壁的作用力變大，所以氣體的壓強 (填填“增大增大”或或“減

10、小減小”)增大增大增大增大三、對氣體實驗定律的微觀解釋返回返回3蓋蓋呂薩克定律呂薩克定律一定質量的某種理想氣體，溫度升高，分子的平均動能一定質量的某種理想氣體，溫度升高，分子的平均動能 (填填“增大增大”或或“減小減小”)，分子撞擊器壁的作用力變大，而要使壓強不，分子撞擊器壁的作用力變大，而要使壓強不變，則需使影響壓強的另一個因素分子的密集程度減小，所以變，則需使影響壓強的另一個因素分子的密集程度減小，所以氣體的體積氣體的體積 (填填“增大增大”或或“減小減小”)增大增大增大增大【例【例1 】 在一定溫度下，某種理想氣體的分子速率分布應該是在一定溫度下，某種理想氣體的分子速率分布應該是()A每

11、個氣體分子速率都相等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 子數目很少子數目很少C每個氣體分子速率一般都不相等，但在不同速率范圍內，分每個氣體分子速率一般都不相等，但在不同速率范圍內，分 子數目的分布是均勻的子數目的分布是均勻的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 子數目很多子數目很多一、氣體分子運動的特點和氣體溫度的微觀意義一、氣體分子運動的特點和氣體溫度的微觀意義典例精析返回返回解析解析氣體分子做無規(guī)則運動，速率大小各不相同，但分子

12、的氣體分子做無規(guī)則運動，速率大小各不相同，但分子的速率遵循一定的分布規(guī)律氣體的大多數分子速率在某個數值速率遵循一定的分布規(guī)律氣體的大多數分子速率在某個數值附近，離這個數值越近，分子數目越多，離這個數值越遠，分附近，離這個數值越近，分子數目越多，離這個數值越遠，分子數目越少，總體表現(xiàn)出子數目越少，總體表現(xiàn)出“中間多、兩頭少中間多、兩頭少”的分布規(guī)律的分布規(guī)律返回返回一、氣體分子運動的特點和氣體溫度的微觀意義一、氣體分子運動的特點和氣體溫度的微觀意義典例精析答案答案B二、氣體壓強的微觀意義和對氣體實驗定律的微觀解釋二、氣體壓強的微觀意義和對氣體實驗定律的微觀解釋返回返回【例【例2】 有關氣體壓強，

13、下列說法正確的是有關氣體壓強，下列說法正確的是()A氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強一定增大氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強一定增大B氣體分子的密集程度增大，則氣體的壓強一定增大氣體分子的密集程度增大，則氣體的壓強一定增大C氣體分子的平均動能增大，則氣體的壓強一定增大氣體分子的平均動能增大，則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典例精析二、氣體壓強的微觀意義和對氣體實驗定律的微觀解釋二、氣體壓強的微觀意義和對氣體實驗定律的微觀解釋返回返回典例精析解析解析氣體的壓強在微觀上與兩個因素有關：一是氣體分子的氣體的壓強在微

14、觀上與兩個因素有關：一是氣體分子的平均動能，二是氣體分子的密集程度，密集程度或平均動能增平均動能，二是氣體分子的密集程度，密集程度或平均動能增大，都只強調問題的一方面，也就是說，平均動能增大的同時，大，都只強調問題的一方面，也就是說，平均動能增大的同時，分子的密集程度可能減小，使得壓強可能減小；同理，當分子分子的密集程度可能減小，使得壓強可能減小；同理，當分子的密集程度增大時，分子的平均動能也可能減小，氣體的壓強的密集程度增大時，分子的平均動能也可能減小，氣體的壓強變化不能確定，故正確答案為變化不能確定，故正確答案為D.答案答案D二、氣體壓強的微觀意義和對氣體實驗定律的微觀解釋二、氣體壓強的微

15、觀意義和對氣體實驗定律的微觀解釋返回返回【例【例3】 一定質量的理想氣體，在壓強不變的條件下，溫度升高，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，從分子動理論的觀點來分析，正確的是體積增大，從分子動理論的觀點來分析，正確的是()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，所以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撞次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，所以壓強保持不變數不變，所以

16、壓強保持不變D以上說法都不對以上說法都不對典例精析二、氣體壓強的微觀意義和對氣體實驗定律的微觀解釋二、氣體壓強的微觀意義和對氣體實驗定律的微觀解釋返回返回典例精析解析解析壓強與單位時間內碰撞到器壁單位面積的分子數和每個壓強與單位時間內碰撞到器壁單位面積的分子數和每個分子的沖擊力有關，溫度升高，分子與器壁的平均沖擊力增大，分子的沖擊力有關，溫度升高，分子與器壁的平均沖擊力增大，單位時間內碰撞到器壁單位面積的分子數應減小，壓強才可能單位時間內碰撞到器壁單位面積的分子數應減小，壓強才可能保持不變保持不變答案答案D自我檢測區(qū)12課堂要點小結課堂要點小結31.(氣體分子的運動特點氣體分子的運動特點)下列

17、對氣體分子運動的描述正確的是下列對氣體分子運動的描述正確的是()A.氣體分子的運動是雜亂無章的沒有一定的規(guī)律氣體分子的運動是雜亂無章的沒有一定的規(guī)律B.氣體分子間除相互碰撞外，幾乎無相互作用氣體分子間除相互碰撞外，幾乎無相互作用C.大量氣體分子的運動符合統(tǒng)計規(guī)律大量氣體分子的運動符合統(tǒng)計規(guī)律D.氣體之所以能充滿整個空間，是因為氣體分子間相互作用的引氣體之所以能充滿整個空間，是因為氣體分子間相互作用的引 力和斥力十分微弱，氣體分子可以在空間自由運動力和斥力十分微弱，氣體分子可以在空間自由運動12312解析解析氣體分子間距離很大，相互作用的引力和斥力很弱，能氣體分子間距離很大，相互作用的引力和斥力

18、很弱，能自由運動；氣體分子的運動是雜亂無章的，但大量氣體分子的自由運動；氣體分子的運動是雜亂無章的，但大量氣體分子的運動符合統(tǒng)計規(guī)律，故運動符合統(tǒng)計規(guī)律，故A錯，錯，B、C、D正確正確答案答案BCD32(氣體分子速率的分布規(guī)律氣體分子速率的分布規(guī)律)1859年麥克斯韋從理論上推導出年麥克斯韋從理論上推導出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來有許多實驗驗證了這一規(guī)了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來有許多實驗驗證了這一規(guī)律若以橫坐標律若以橫坐標v表示分子速率，縱坐標表示分子速率，縱坐標f(v)表示各速率區(qū)間的分表示各速率區(qū)間的分子數占總分子數的百分比下面四幅圖中能正確表示某一溫度子數占總分子數的百分比下面四

19、幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是下氣體分子速率分布規(guī)律的是()12312解析解析氣體分子速率分布規(guī)律是氣體分子速率分布規(guī)律是“中間多、兩頭少中間多、兩頭少”，且分子不，且分子不停地做無規(guī)則運動，沒有速度為零的分子，故選停地做無規(guī)則運動，沒有速度為零的分子，故選D.答案答案D33(氣體壓強的微觀意義氣體壓強的微觀意義)下列各組物理量中能決定氣體的壓強下列各組物理量中能決定氣體的壓強的是的是()A分子的平均動能和分子種類分子的平均動能和分子種類B分子密集程度和分子的平均動能分子密集程度和分子的平均動能C分子總數和分子的平均動能分子總數和分子的平均動能D分子密集程度和分子種類分子密集程度和分子種類123解析解析氣體的壓強是由大量分子碰撞器壁而產起的，氣體分子氣體的壓強是由大量分子碰撞器壁而產起的，氣體分子的密集程度越大的密集程度越大(即單位體積內分子數越多即單位體積內分子數越多)，在單位時間內撞，在單位時間內撞擊器壁單位面積的分子數就越多，則氣體的壓強越大另外氣擊器壁單位面積的分子數就越多，