高中物理第八章氣體課時(shí)5氣體熱現(xiàn)象的微觀意義課件新人教版選修

第八章氣體目標(biāo)定位1.理解氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及氣體分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律.2.能用氣體分子動(dòng)理論解釋氣體壓強(qiáng)的微觀意義；知道氣體的壓強(qiáng)、溫度、體積與所對(duì)應(yīng)的微觀物理量間的相關(guān)聯(lián)系.3.能用氣體分子動(dòng)理論解釋三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律.學(xué)案5氣體熱現(xiàn)象的微觀意義知識(shí)探究自我檢測(cè)一、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和氣體溫度的微觀意義

問題設(shè)計(jì)知識(shí)探究2.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)？答案無(wú)碰撞時(shí)氣體分子將做直線運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)變得雜亂無(wú)章.3.溫度不變時(shí)，每個(gè)分子的速率都相同嗎？溫度升高，所有分子運(yùn)動(dòng)速率都增大嗎？答案分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，造成其速率有大有小.溫度升高時(shí)，所有分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率增大，即大部分分子的速率增大了，但也有少數(shù)分子的速率減小.1.統(tǒng)計(jì)規(guī)律在一定條件下可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)的事件叫隨機(jī)事件；大量隨機(jī)事件整體表現(xiàn)出的規(guī)律叫統(tǒng)計(jì)規(guī)律.2.氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)氣體分子之間的距離很大，大約是分子直徑的10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，在空間

.自由移動(dòng)要點(diǎn)提煉(2)分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無(wú)章，在某一時(shí)刻，向著任何一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子都有，而且向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目都

.(3)每個(gè)氣體分子都在做

的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).(4)大量氣體分子的速率分布呈“

”的規(guī)律.永不停息中間多、兩頭少相等3.氣體溫度的微觀意義(1)溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越

.當(dāng)溫度升高時(shí)，“中間多”的這一“高峰”向速率大的方向移動(dòng)，即速率大的分子數(shù)目增多，速率小的分子數(shù)目減少，分子的平均速率增大.(2)溫度是分子

的標(biāo)志.理想氣體的熱力學(xué)溫度T與分子的平均動(dòng)能

成正比，即T＝激烈平均動(dòng)能二、氣體壓強(qiáng)的微觀意義如圖1所示，(1)把一顆豆粒拿到臺(tái)秤上方約10cm的位置，放手后使它落在秤盤上，觀察秤的指針的擺動(dòng)情況.(2)再?gòu)南嗤叨劝?00?；蚋嗟亩沽＿B續(xù)地倒在秤盤上，觀察指針的擺動(dòng)情況.(3)使這些豆粒從更高的位置落在秤盤上，觀察指針的擺動(dòng)情況.用豆粒做氣體分子的模型，試說(shuō)明氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原理.問題設(shè)計(jì)圖1答案說(shuō)明氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生跟兩個(gè)因素有關(guān)：一個(gè)是氣體分子的平均動(dòng)能，一個(gè)是分子的密集程度.1.氣體壓強(qiáng)的大小等于氣體作用在器壁單位面積上的

.2.產(chǎn)生原因：是大量氣體分子對(duì)器壁的碰撞引起的.3.決定因素：(1)微觀上決定于分子的

和分子的

，(2)宏觀上決定于氣體的溫度T和體積V.壓力要點(diǎn)提煉平均動(dòng)能密集程度如何從微觀角度來(lái)解釋氣體實(shí)驗(yàn)定律？答案從決定氣體壓強(qiáng)的微觀因素上來(lái)解釋，即氣體分子的平均動(dòng)能和氣體分子的密集程度.三、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋問題設(shè)計(jì)1.玻意耳定律的微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體，

不變，分子的平均動(dòng)能不變.體積減小，分子的密集程度

(填“增大”或“減小”)，單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)就增多，氣體的壓強(qiáng)就

(填“增大”或“減小”).溫度要點(diǎn)提煉增大增大2.查理定律的微觀解釋一定質(zhì)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(dòng)能

(填“增大”或“減小”)，分子撞擊器壁的作用力變大，所以氣體的壓強(qiáng)

(填“增大”或“減小”).增大增大3.蓋—呂薩克定律一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高，分子的平均動(dòng)能

(填“增大”或“減小”)，分子撞擊器壁的作用力變大，而要使壓強(qiáng)不變，則需使影響壓強(qiáng)的另一個(gè)因素分子的密集程度減小，所以氣體的體積

(填“增大”或“減小”).增大增大典例精析一、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和氣體溫度的微觀意義例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(gè)氣體分子速率都相等B.每個(gè)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(gè)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)目的分布是均勻的D.每個(gè)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)目很多解析氣體分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，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(shù)分子速率在某個(gè)數(shù)值附近，離這個(gè)數(shù)值越近，分子數(shù)目越多，離這個(gè)數(shù)值越遠(yuǎn)，分子數(shù)目越少，總體表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律.答案B例2如圖2是氧氣分子在不同溫度(0℃和100℃)下的速率分布圖，由圖可得信息(

)圖2A.同一溫度下，氧氣分子呈現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律B.隨著溫度的升高，每一個(gè)氧氣分子的速率都增大C.隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例增加D.隨著溫度的升高，氧氣分子的平均速率變小解析溫度升高后，并不是每一個(gè)氧氣分子的速率都增大，而是氧氣分子的平均速率變大，并且速率小的分子所占的比例減小，則B、C、D錯(cuò)誤；同一溫度下，氧氣分子呈現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律，A正確.答案A二、氣體壓強(qiáng)的微觀意義和對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋例3關(guān)于氣體的壓強(qiáng)，下列說(shuō)法正確的是(

)A.氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大B.氣體分子的密集程度增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大C.氣體分子的平均動(dòng)能增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大D.氣體分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)有可能減小解析氣體的壓強(qiáng)在微觀上與兩個(gè)因素有關(guān)：一是氣體分子的平均動(dòng)能，二是氣體分子的密集程度，密集程度或平均動(dòng)能增大，都只強(qiáng)調(diào)問題的一方面，也就是說(shuō)，平均動(dòng)能增大的同時(shí)，分子的密集程度可能減小，使得壓強(qiáng)可能減小；同理，當(dāng)分子的密集程度增大時(shí)，分子的平均動(dòng)能也可能減小，氣體的壓強(qiáng)變化不能確定，故正確答案為D.答案D例4一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的條件下，溫度升高，體積增大，從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來(lái)分析，正確的是(

)A.此過(guò)程中分子的平均速率不變，所以壓強(qiáng)保持不變B.此過(guò)程中每個(gè)氣體分子碰撞器壁的平均沖擊力不變，所以壓強(qiáng)保持不變C.此過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)不變，所以壓強(qiáng)保持不變D.以上說(shuō)法都不對(duì)解析壓強(qiáng)與單位時(shí)間內(nèi)碰撞到器壁單位面積的分子數(shù)和每個(gè)分子的沖擊力有關(guān)，溫度升高，分子與器壁的平均沖擊力增大，單位時(shí)間內(nèi)碰撞到器壁單位面積的分子數(shù)應(yīng)減小，壓強(qiáng)才可能保持不變.答案D自我檢測(cè)1.(氣體分子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn))下列對(duì)氣體分子運(yùn)動(dòng)的描述正確的是(

)A.氣體分子的運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)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(wú)相互作用C.大量氣體分子的運(yùn)動(dòng)符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律D.氣體之所以能充滿整個(gè)空間，是因?yàn)闅怏w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(yùn)動(dòng)123解析氣體分子間距離很大，相互作用的引力和斥力很弱，能自由運(yùn)動(dòng)；氣體分子的運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)章的，但大量氣體分子的運(yùn)動(dòng)符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，故A錯(cuò)，B、C、D正確.答案BCD1232.(氣體分子速率的分布規(guī)律)如圖3所示，橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱坐標(biāo)f(v)表示各等間隔速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.圖中曲線能正確表示某一溫度下氣體分子麥克斯韋速率分布規(guī)律的是(

)123圖3A.曲線① B.曲線②C.曲線③ D.曲線④解析

根據(jù)麥克斯韋氣體分子速率分布規(guī)律可知，某一速率范圍內(nèi)分子數(shù)量最大，速率過(guò)大或過(guò)小的數(shù)量較小，曲線向兩側(cè)逐漸減小，曲線④符合題意.選項(xiàng)D正確.答案D1233.(對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋)對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，下列說(shuō)法正確的是(

)A.體積不變，壓強(qiáng)增大時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能一定增大B.溫度不變，壓強(qiáng)減小時(shí)，氣體的密度一定減小C.壓強(qiáng)不變，溫度降低時(shí)，氣體的密度一定減小D.溫度升