【物理】8 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義(人教版選修3)

第八章氣體,第4節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義,.,單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的,思路:,四枚硬幣,每投擲一次,正面朝上的硬幣數(shù)是不一定的,若投擲很多次后,正面朝上的硬幣數(shù)是否會(huì)存在某種規(guī)律性呢?,大量氣體分子的運(yùn)動(dòng)是否存在一定的規(guī)律,類比,.,實(shí)驗(yàn)一:,每個(gè)人都把4枚硬幣握在手中,在桌面上隨意投擲10次,記錄每次投擲是正面朝上的硬幣數(shù),統(tǒng)計(jì)共10次投擲中有0,1,2,3,4枚硬幣正面朝上的次數(shù)各是多少,將結(jié)果填在以下表格中,統(tǒng)計(jì)對(duì)象,次數(shù),統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目,.,.,單個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的,思路:,四枚硬幣,每投擲一次,正面朝上的硬幣數(shù)是不確定的,投擲很多次后,正面朝上的硬幣數(shù)存在著一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,大量氣體分子的運(yùn)動(dòng)也應(yīng)該存在一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,類比,.,討論:上面的實(shí)驗(yàn)給我們什么啟示?,1、個(gè)別事件的出現(xiàn)有其偶然性2、大量隨機(jī)事件的整體會(huì)表現(xiàn)出一定的規(guī)律-統(tǒng)計(jì)規(guī)律,你能例舉一些生活中運(yùn)用統(tǒng)計(jì)規(guī)律的實(shí)例嗎？,.,分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)都具有不確定性。但物體是由大量分子組成的，因而物體的熱現(xiàn)象的宏觀特性是由大量分子的集體行為決定的。所以看起來(lái)無(wú)規(guī)則的分子熱運(yùn)動(dòng)，也必定是有一定的規(guī)律的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,.,二.氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),（1）氣體間的距離較大，分子間相互作用力十分微弱，可認(rèn)為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以一定質(zhì)量的氣體的分子可以充滿整個(gè)容器空間。,（2）氣體分子的運(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，從總體上看氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等，因此對(duì)大量分子而言，在任一時(shí)刻向容器各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)是均等的。,.,（3）大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布，呈“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，且這個(gè)分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)，平均速率會(huì)增大。,盡管大量分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，速率有大有小，但分子的速率卻按一定的規(guī)律分布。,.,二、氣體溫度的微觀意義,1.氧氣分子的速率分布圖象特點(diǎn)：“中間多、兩頭少”溫度升高時(shí)，速率大的分子數(shù)增加速率小的分子數(shù)減少,2.微觀意義：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,a為比例常數(shù),.,三、氣體壓強(qiáng)的微觀意義,密閉容器中的氣體對(duì)器壁有壓強(qiáng)，且對(duì)各個(gè)器壁的壓強(qiáng)相等。氣體壓強(qiáng)究竟是如何產(chǎn)生的呢？,.,1.氣體壓強(qiáng)的概念：就是氣體對(duì)于容器器壁的壓強(qiáng)2.氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因（微觀解釋）：大量分子頻繁地碰撞器壁，對(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力，產(chǎn)生壓強(qiáng)3.氣體壓強(qiáng)的微觀意義：大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力,.,宏觀角度,思考：,微觀角度,4.影響氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素:,你認(rèn)為氣體壓強(qiáng)的大小微觀上與什么有關(guān)?并類比說(shuō)明原因。,.,玻意耳定律的微觀解釋：,T不變,分子平均動(dòng)能不變，平均每個(gè)分子對(duì)器壁的撞擊力不變,V減小,分子密度增大,單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器單位面積的分子數(shù)增多,氣體壓強(qiáng)增大。,四、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋,.,四、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋,1.玻意耳定律(等溫變化)p1V1=p2V2,溫度不變,-分子的平均動(dòng)能不變,體積減小，,分子的密集程度越大，,壓強(qiáng)越大,體積不變,-分子的密集程度不變,溫度升高時(shí)，,分子的平均動(dòng)能增加，,壓強(qiáng)越大,一定質(zhì)量的氣體，,一定質(zhì)量的氣體，,2.查理定律(等容變化),.,溫度升高,分子的平均動(dòng)能增大,壓強(qiáng)有增大的趨勢(shì);,體積增大,分子的密集程度減少,壓強(qiáng)有減小的趨勢(shì).,當(dāng)兩個(gè)相反的趨勢(shì)相互抵消時(shí),一定質(zhì)量的氣體,則保持壓強(qiáng)不變,3.蓋-呂薩克定律(等壓變化),.,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)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,B,課堂練習(xí),.,例2.下列關(guān)于氣體的說(shuō)法中，正確的是（）A、由于氣體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，所以密閉容器的器壁在各個(gè)方向上的壓強(qiáng)可能會(huì)不相等B、氣體的溫度升高時(shí)，所有的氣體分子的速率都增大C、一定體積的氣體，氣體分子的平均動(dòng)能越大，氣體的壓強(qiáng)就越大D、氣體的分子數(shù)越多，氣體的壓強(qiáng)就越大,C,.,例3.對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體的體積不變，溫度升高，那么下列說(shuō)法中正確的是（）A氣體的壓強(qiáng)增大B單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)器壁碰撞的次數(shù)增多C每個(gè)分子的速率都增大D氣體分子的密度增大,AB,.,例4.對(duì)于一定量的理想氣體，下列四個(gè)論述中正確的是（）A當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí)，壓強(qiáng)必變大B當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí)，壓強(qiáng)可以不變C當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，壓強(qiáng)必變小D當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，壓強(qiáng)必變大,B,.,小結(jié)：,一.氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),1、氣體分子可以在自由移動(dòng)，從而可以充滿任何容器,2、從總體上看氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等，因此對(duì)大量分子而言，在任一時(shí)刻向容器各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)是均等的。,3.氧氣分子的速率分布圖象特點(diǎn)：“中間多、兩頭少”,二、氣體溫度的微觀意義,-溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,三、氣體壓強(qiáng)的微觀意義,1.氣體的壓強(qiáng)是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的,2.影響氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素:,四、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋,氣體分子的平均動(dòng)能,氣體分子的密集程度,-溫度,-體積,.,1、下列說(shuō)法正確的是（）A、氣體體積就是每個(gè)氣體分子體積之和B、氣體壓強(qiáng)的大小，只取決于分子平均速率C、溫度升高，氣體分子中速率小的分子數(shù)減少，速率大的分子數(shù)增多，分子平均速率增大D、一定量的氣體，溫度一定，體積減小，分子密度增大,CD,練習(xí)：,.,2、氣體的壓強(qiáng)是由下列那種原因造成的（）A、氣體分子對(duì)器壁的吸引力B、氣體分子對(duì)器壁的碰撞力C、氣體分子對(duì)器壁的排斥力D、氣體的重力,B,.,3.對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，下列說(shuō)法正確的是（）A壓強(qiáng)增大，體積增大，分子的平均動(dòng)能一定增大B壓強(qiáng)減小，體積減小，分子的平均動(dòng)能一定增大C壓強(qiáng)減小，體積增大，分子的平均動(dòng)能一定增大D壓強(qiáng)增大，體積減小，分子的平均動(dòng)能一定增大,A,.,4、在一定溫度下，當(dāng)一定量氣體的體積減小時(shí)，氣體的壓強(qiáng)增大，這是因?yàn)椋ǎ〢、單位體積內(nèi)的分子數(shù)變大，單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁碰撞的次數(shù)增大B、氣體分子密度變大，分子對(duì)器壁的吸引力變大C、每個(gè)分子對(duì)器壁的平均碰撞力變大D、氣體分子