(選修3-3)8.4《氣體熱現(xiàn)象的微觀解釋》課件3

4．氣體熱現(xiàn)象的微觀意義一、隨機性與統(tǒng)計規(guī)律1．必然事件：在一定條件下

出現(xiàn)的事件．2．不可能事件：在一定條件下

出現(xiàn)的事件．3．隨機事件：在一定條件下

出現(xiàn)，也

不出現(xiàn)的事件．4．統(tǒng)計規(guī)律：大量的

整體表現(xiàn)出的規(guī)律．必然不可能可能可能隨機事件二、氣體分子運動的特點1．運動的自由性：氣體分子之間的距離，大約是分子直徑的

左右，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，氣體分子間可認為不受力的作用，在空間內(nèi)自由移動．2．運動的無序性：分子的運動永不停息，雜亂無章，在某一時刻，向著

運動的分子都有，而且向各個方向運動的氣體分子數(shù)目都

．3．運動的高速性：常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達到數(shù)百米每秒，在數(shù)量級上相當(dāng)于子彈的速率．10倍任何一個方向相等三、氣體溫度的微觀意義1．

，分子的熱運動

．2．分子速率大小的分布圖線呈“

、

”的規(guī)律3．

是分子平均動能的標(biāo)志．四、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

而產(chǎn)生的．2．影響氣體壓強的兩個因素：(1)氣體分子的

；(2)分子的

．溫度越高越激烈中間多兩頭少溫度碰撞器壁平均動能密集程度五、對氣體實驗定律的微觀解釋1．玻意耳定律一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時，分子的

是一定的．在這種情況下，體積減小時，分子的密集程度

，氣體的壓強就

．2．查理定律一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時，分子的

保持不變．在這種情況下，溫度升高時，分子的平均動能

，氣體的壓強就

．平均動能增大增大密集程度增大增大3．蓋—呂薩克定律一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時，分子的平均動能

．只有氣體的體積同時

，使分子的密集程度

，才能保持壓強不變．增大增大減小一、正確理解氣體壓強的微觀意義1．氣體壓強的產(chǎn)生：單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力．所以從分子動理論的觀點來看，氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力．2．決定氣體壓強大小的因素(1)微觀因素①氣體分子的密集程度：氣體分子密集程度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)大，在單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多，氣體壓強就越大；②氣體分子的平均動能：氣體的溫度高，氣體分子的平均動能就大，每個氣體分子與器壁的碰撞(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就大；從另一方面講，分子的平均速率大，在單位時間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就多，累計沖力就大，氣體壓強就越大．(2)宏觀因素①與溫度有關(guān)：溫度越高，氣體的壓強越大；②與體積有關(guān)：體積越小，氣體的壓強越大．關(guān)于密閉容器中氣體的壓強，下列說法正確的是(

)A．是由氣體受到的重力產(chǎn)生的B．是由大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的C．壓強的大小只取決于氣體分子數(shù)量的多少D．容器運動的速度越大，氣體的壓強也越大解析：

氣體的壓強是由于大量分子對器壁頻繁碰撞造成的，在數(shù)值上就等于在單位面積上氣體分子的平均碰撞作用力．答案：

B二、微觀解釋氣體實驗定律1．玻意耳定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，在溫度保持不變時，體積減小，壓強增大，體積增大，壓強減?。?2)微觀解釋：溫度不變，分子的平均動能不變．體積減小，分子越密集，單位時間內(nèi)撞到單位面積器壁上的分子數(shù)就越多，氣體的壓強就越大．2．查理定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，在體積保持不變時，溫度升高，壓強增大，溫度降低，壓強減小．(2)微觀解釋：體積不變，則分子密度不變，溫度升高，分子平均動能增大，分子撞擊器壁的作用力變大，所以氣體的壓強增大．3．蓋—呂薩克定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變時，溫度升高，體積增大，溫度降低，體積減?。?2)微觀解釋：溫度升高，分子平均動能增大，撞擊器壁的作用力變大，而要使壓強不變，則需影響壓強的另一個因素分子密度減小，所以氣體的體積增大．對于一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)它的壓強和體積發(fā)生變化時，以下說法正確的是(

)A．壓強和體積都增大時，其分子平均動能不可能不變B．壓強和體積都增大時，其分子平均動能有可能減小C．壓強增大，體積減小時，其分子平均動能一定不變D．壓強減小，體積增大時，其分子平均動能可能增大解析：質(zhì)量一定的氣體，分子總數(shù)不變，體積增大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少；體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，根據(jù)氣體的壓強與單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均動能這兩個因素的關(guān)系，可判知A、D正確，B、C錯誤．答案：

AD對于氣體分子的運動，下列說法正確的是(

)A．一定溫度下某理想氣體的分子的碰撞雖然十分頻繁但同一時刻，每個分子的速率都相等B．一定溫度下某理想氣體的分子速率一般不等，但速率很大和速率很小的分子數(shù)目相對較少C．一定溫度下某理想氣體的分子做雜亂無章的運動可能會出現(xiàn)某一時刻所有分子都朝同一方向運動的情況D．一定溫度下某理想氣體，當(dāng)溫度升高時，其中某10個分子的平均動能可能減少解析：一定溫度下某理想氣體分子碰撞十分頻繁，單個分子運動雜亂無章，速率不等，但大量分子的運動遵守統(tǒng)計規(guī)律，速率大和速率小的分子數(shù)目相對較少，向各個方向運動的分子數(shù)目相等，A、C錯，B對；溫度升高時，大量分子平均動能增大，但對個別或少量(如10個)分子的動能有可能減少，D對．答案：

BD【跟蹤發(fā)散】

1－1：(2011·四川卷·14)氣體能夠充滿密閉容器，說明氣體分子除相互碰撞的短暫時間外(

)A．氣體分子可以做布朗運動B．氣體分子的動能都一樣大C．相互作用力十分微弱，氣體分子可以自由運動D．相互作用力十分微弱，氣體分子間的距離都一樣大解析：布朗運動是指懸浮顆粒因受分子作用力不平衡而引起的懸浮顆粒的無規(guī)則運動，選項A錯誤；氣體分子因不斷相互碰撞其動能瞬息萬變，因此才引入了分子的平均動能，選項B錯誤；氣體分子不停地做無規(guī)則熱運動，其分子間的距離大于10r0，因此氣體分子間除相互碰撞的短暫時間外，相互作用力十分微弱，分子的運動是相對自由的，可以充滿所能達到的整個空間，故選項C正確；氣體分子在不停地做無規(guī)則運動，分子間距離不斷變化，故選項D錯誤．答案：

C對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列四個敘述中正確的是(

)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，壓強必變大解析：根據(jù)氣體壓強產(chǎn)生的原因可知：一定質(zhì)量的理想氣體的壓強，由氣體分子的平均動能和氣體分子的密集程度共同決定．分子平均動能越大，單位時間內(nèi)分子撞擊器壁的次數(shù)越多，氣體壓強越大，A、C、D三個選項均只給定了其中一個因素，而另一個因素不確定．不能判斷壓強是變大還是變小，所以只有B正確．答案：

B【反思總結(jié)】

(1)對氣體壓強大小決定因素的理解和對實際物理過程、物理情境的分析是正確解題的關(guān)鍵．(2)從微觀角度看，氣體的壓強是由氣體分子的平均動能和單位體積里氣體分子數(shù)共同決定的，不能單方面作出壓強變化的結(jié)論．【跟蹤發(fā)散】

2－1：一定質(zhì)量的氣體，下列敘述中正確的是(

)A．如果體積減小，氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大B．如果壓強增大，氣體分子對單位面積器壁的壓力一定增大C．如果溫度升高，氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大D．如果分子密度增大，氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大解析：氣體分子在單位時間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)，是由單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率共同決定的．選項A和D都是單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大，但分子的平均速率如何變化卻不知道；選項C由溫度升高可知分子的平均速率增大，但單位體積內(nèi)的分子數(shù)如何變化未知，所以選項A、C、D都不能選．由氣體分子壓強的產(chǎn)生可知．故正確答案為B.答案：

B一定質(zhì)量的某種理想氣體，在壓強不變的條件下，如果體積增大，則(

)A．氣體分子的平均動能增大B．氣體分子的平均動能減小C．氣體分子的平均動能不變D．條件不足，無法判定氣體分子平均動能的變化情況解析：

答案：

A【反思總結(jié)】從微觀角度講，氣體體積增大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少，若壓強不變，則分子的平均動能增大，每一次撞擊的平均作用力增大．【跟蹤發(fā)散】

3－1：封閉在汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體體積不變，當(dāng)溫度升高時，下列說法正確的是(

)A．氣體的密度變大B．氣體的壓強增大C．分子的平均動能減小D．氣體在單位時間內(nèi)撞擊器壁單位面積的分子數(shù)增多解析：氣體的質(zhì)量和體積都不發(fā)生變化故密度不變，A項錯．溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度升高分子平均動能增大，C項錯．分子數(shù)不變，體積不變，但分子運動的劇烈程度加劇了，故單位時間內(nèi)撞擊器壁的分子數(shù)增多，氣體壓強增大，故B、D正確．答案：

BD

1．大量氣體分子運動的特點是(

)A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空間里自由移動B．分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無章的熱運動C．分子沿各方向運動的機會相等D．分子的速率分布毫無規(guī)律解析：

答案：

ABC選項個性分析A正確因氣體分子間距離較大，分子力弱到可以忽略，分子除碰撞外不考慮其他作用，故可在空間自由移動B正確分子間頻繁的碰撞使分子的運動雜亂無章，且向各方向運動的機會均等C正確D錯誤氣體分子速率按正態(tài)分布，即“中間多，兩頭少”2．封閉在汽缸內(nèi)的一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體壓強不變，當(dāng)溫度升高時，以下說法正確的是(

)A．氣體分子密度增大B．氣體分子的平均動能減小C．每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)減少D．每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多答案：

C3．一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度升高，壓強增大的原因是(

)A．溫度升高后，氣體分子的平均速率變大B．溫度升高后，氣體分子的平均動能變大C．溫度升高后，分子撞擊器壁的平均作用力增大D．溫度升高后，單位體積內(nèi)的分子數(shù)變大，撞擊到單位面積器壁上的分子數(shù)增多了解析：體積不變，分子密度不變，溫度升高，分子平均速率變大，單位時間內(nèi)單位器壁面積上所受的分子平均撞擊次數(shù)增多，撞擊力增大，氣體壓強增大，因此，A、B、C正確，D錯誤．答案：

ABC4．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A沿平行于縱軸的直線變化到狀態(tài)B，則在此狀態(tài)變化過程中(

)A．氣體的溫度不變B．氣體的內(nèi)能增大C．氣體分子的平均速率減小D．氣體分子在單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)不變解析：由p－V圖象中的AB圖線可知，氣體狀態(tài)由A變到B為等容升壓，根據(jù)查理定律，一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)體積不變時，壓強跟溫度成正比，故壓強增大，溫度升高，內(nèi)能增大，A錯誤，B正確；氣體的溫度升高，氣體分子平均速率增大，故C錯誤；氣體壓強增大且溫度升高，則氣體分子在單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)增多，故D錯誤．答案：

B5．1859年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)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)律．若以橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱坐標(biāo)f(v)表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比．下面四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(

)解析：根據(jù)統(tǒng)計規(guī)律，分子速率較大、較小的分子數(shù)目較少，符合這一特點的圖象是D.答案：

D6．把打氣筒的出氣口堵住，往下壓活塞，越往下壓越費力，主要原因是因為往下壓活塞時(

)A．空氣分子間的引力變小B．空氣分子間的斥力變大C．空氣與活塞分子間的斥力變大D．單位時間內(nèi)空氣分子對活塞碰撞次數(shù)變多解析：氣體分子間距離大于10r0，分子間相互作用力可忽略不計，故A、B、C錯；下壓活塞費力，是因一定質(zhì)量的空氣，體積減小，壓強增大，分子密度減小，空氣分子對活塞在單位時間內(nèi)的碰撞次數(shù)增多，D正確．答案：

D7.用一導(dǎo)熱的可自由滑動的輕隔板把一圓柱形容器分隔成A、B兩部分，如圖所示．A和B中分別封閉有質(zhì)量相等的氮氣和氧氣，均可視為理想氣體，則可知兩部分氣體處于熱平衡時(

)A．分子的平均動能和平均速率都相等B．分子的平均動能相等C．分子的平均速率相等D．分子數(shù)相等解析：兩種理想氣體的溫度相同，所以分子的平均動能相同，而氣體種類不同，其分子質(zhì)量不同，所以分子的平均速率不同，故B正確，A、C錯誤．兩種氣體的質(zhì)量相同，而摩爾質(zhì)量不同，所以分子數(shù)不同，故D錯誤．故正確答案為B.答案：

B8.(2011·上海單科，8)某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示，圖中f(v)表示v處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率，所對應(yīng)的溫度分別為TⅠ、TⅡ、TⅢ，則(

)A．TⅠ＞TⅡ＞