2022-2023年魯科版(2019)新教材高中物理選擇性必修3 第1章分子動(dòng)理論與氣體實(shí)驗(yàn)定律第4節(jié)科學(xué)探究：氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系課件

氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系

一、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)氣體分子的運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)呢？一、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)氣體分子之間的距離>10r0,溫故知新：氣體分子之間作用力很弱，可以忽略不計(jì)熱運(yùn)動(dòng)中，分子所受重力一般忽略不計(jì)氣體分子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)勻速直線運(yùn)動(dòng)氣體會(huì)充滿它能達(dá)到的整個(gè)空間一、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)溫故知新：標(biāo)況下，1cm3的氣體中，有多少個(gè)氣體分子？

碰撞每個(gè)氣體分子的速度大小方向都會(huì)頻繁變化，雜亂無章。一、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)大量氣體分子的運(yùn)動(dòng)是否有規(guī)律可循呢？

二、偶然中的必然——統(tǒng)計(jì)規(guī)律拋硬幣為什么全世界的體育比賽中常常用拋硬幣的方法來決定發(fā)球權(quán)，以示公平呢？李忠文2048

10130.4946

你的名字二、偶然中的必然——統(tǒng)計(jì)規(guī)律這種大量偶然事件表現(xiàn)出來的整體規(guī)律，叫做統(tǒng)計(jì)規(guī)律。三、氣體分子速率分布規(guī)律大量氣體分子的速率是否有統(tǒng)計(jì)規(guī)律呢？三、氣體分子速率分布規(guī)律伽爾頓板實(shí)驗(yàn)伽爾頓板是一種演示某種統(tǒng)計(jì)規(guī)律的裝置。如圖所示，在一塊豎直木板的上部均勻釘上許多鐵釘，木板下部用豎直隔板隔成等寬的狹槽，裝置前有玻璃覆蓋。從入口處投入一個(gè)小鋼珠，小鋼珠在下落過程中先后與許多鐵釘相碰，經(jīng)曲折的路徑，落入某一槽中。思考1：重復(fù)幾次，小鋼珠落入哪個(gè)槽會(huì)是確定的嗎？思考2：如果保持手姿不變，把大量小鋼珠從入口處緩緩倒入，觀察到的落入槽中小鋼珠的分布情況會(huì)是什么樣子？重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到的會(huì)得到相似的結(jié)果嗎？三、氣體分子速率分布規(guī)律思考1：小鋼珠落入哪個(gè)槽會(huì)是不確定的，偶然的。氣體分子在密閉容器里也會(huì)發(fā)生隨機(jī)的碰撞，速率是不確定的，那大量的氣體分子速率會(huì)不會(huì)也遵循著一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律呢？思考2：中間多，兩頭少。大量鋼珠落下時(shí)，分布形狀始終是這樣的。三、氣體分子速率分布規(guī)律

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。麥克斯韋速率分布函數(shù)在平衡態(tài)下，當(dāng)氣體分子間的相互作用可以忽略時(shí)，分布在任一速率區(qū)間v~v+dv

的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率為：三、氣體分子速率分布規(guī)律

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。20世紀(jì)20年代以后，陸續(xù)有許多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了麥克斯韋速率分布規(guī)律。不同溫度下氧分子的速率分布四、氣體的壓強(qiáng)氣體壓強(qiáng)是怎么產(chǎn)生的？四、氣體的壓強(qiáng)氣體壓強(qiáng)是怎么產(chǎn)生的？四、氣體的壓強(qiáng)每個(gè)氣體分子撞擊容器壁產(chǎn)生的力是短暫的、不連續(xù)的，但容器壁受到大量氣體分子頻繁的撞擊，就會(huì)受到一個(gè)穩(wěn)定的壓力。從而產(chǎn)生了穩(wěn)定的氣體壓強(qiáng)。四、氣體的壓強(qiáng)氣體分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，那氣體分子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的概率是相同的，所以對(duì)容器每個(gè)器壁的撞擊效果也是相同的，因此我們可以的得出結(jié)論：氣體內(nèi)部壓強(qiáng)處處相等。四、氣體的壓強(qiáng)氣體壓強(qiáng)的大小與什么因素有關(guān)呢？四、氣體的壓強(qiáng)小鋼珠越密集，單位時(shí)間內(nèi)撞擊稱面數(shù)目越多，對(duì)稱面產(chǎn)生的作用力就越大。氣體分子越密集，對(duì)器壁撞擊更頻繁，產(chǎn)生的作用力就越大，壓強(qiáng)就越大。壓強(qiáng)與單位體積內(nèi)分子數(shù)有關(guān)壓強(qiáng)與體積有關(guān)四、氣體的壓強(qiáng)小鋼珠釋放位置越高，速率越大，對(duì)稱面產(chǎn)生的作用力就越大。氣體分子平均速率越大，對(duì)器壁產(chǎn)生的作用力就越大，壓強(qiáng)就越大。壓強(qiáng)與溫度有關(guān)。小結(jié)四、氣體的壓強(qiáng)一、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)二、偶然中的必然——統(tǒng)計(jì)規(guī)律三、氣體分子速率分布規(guī)律單個(gè)氣體分子運(yùn)動(dòng)無規(guī)則，除相互碰撞和跟器壁碰撞外可視為勻速直線運(yùn)動(dòng)大量偶然事件表現(xiàn)出來的整體規(guī)律麥克斯韋速率分布規(guī)律，中間高兩邊低。溫度升高，峰值向速率大的一方移動(dòng)，平均速率增大。大量氣體分子對(duì)器壁的頻繁撞擊而產(chǎn)生，氣體內(nèi)部壓強(qiáng)處處相同。溫度越高，單位體積內(nèi)分子數(shù)越大，氣體壓強(qiáng)越大。例題1、(多選)氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖3中兩條曲線所示.下列說法正確的是A.圖中兩條曲線下的面積相等B.圖中虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均速率較小的情形C.圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100℃時(shí)的情形D.0℃時(shí)每個(gè)氧氣分子的速率都小于100℃時(shí)的速率E.與0℃時(shí)相比，100℃時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大√√圖3√例題例題2.（單選）下列關(guān)于氣體的說法中，正確的是（）A、由于氣體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，所以