遼寧省大連市高中物理-第8章-氣體-8.4-氣體熱現(xiàn)象的微觀意義-新人教版選修3-3講課講稿

導(dǎo)入新課知道氣體分子的微觀世界是怎樣的嗎？微觀氣體(qìtǐ)分子圖第一頁，共39頁。微觀的氣體分子又是怎樣決定宏觀熱運(yùn)動(dòng)的？熱氣球第二頁，共39頁。微觀(wēiguān)的分子運(yùn)動(dòng)是怎樣的？第三頁，共39頁。我們的生產(chǎn)生活與地球表面的大氣壓密切相連，如果從氣體分子角度的微觀(wēiguān)角度來看是怎么一回事呢？第四頁，共39頁。第八章氣體(qìtǐ)第四節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀(wēiguān)意義第五頁，共39頁。教學(xué)目標(biāo)1.知識(zhīshi)與能力初步了解什么是“統(tǒng)計(jì)(tǒngjì)規(guī)律”理解氣體(qìtǐ)分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等，分子速率按一頂規(guī)律分布。第六頁，共39頁。2.過程(guòchéng)與方法能用氣體分子動(dòng)理論(lǐlùn)解釋壓強(qiáng)的微觀意義，知道壓強(qiáng)溫度體積所對應(yīng)的微觀物理量間的聯(lián)系。3.情感(qínggǎn)態(tài)度與價(jià)值觀加深對“統(tǒng)計(jì)規(guī)律”的理解，增加對科學(xué)的好奇心與求知欲。

能用氣體分子動(dòng)理論解釋三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律。第七頁，共39頁。重點(diǎn)用分子動(dòng)理論解釋氣體熱現(xiàn)象的相關(guān)(xiāngguān)表現(xiàn)。難點(diǎn)理解并掌握“統(tǒng)計(jì)規(guī)律”，能解釋(jiěshì)一些現(xiàn)象。第八頁，共39頁。本節(jié)導(dǎo)航氣體(qìtǐ)分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)氣體溫度(wēndù)的微觀意義氣體壓強(qiáng)的微觀(wēiguān)意義對實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋第九頁，共39頁。擲硬幣實(shí)驗(yàn)每人把手中四枚硬幣，在桌面上隨意投擲10次，記錄每次投擲時(shí)正面(zhèngmiàn)向上的硬幣個(gè)數(shù)，統(tǒng)計(jì)總共十次投擲中有0，1，2，3，4枚硬幣正面(zhèngmiàn)朝上的次數(shù)各是多少?第十頁，共39頁。某班實(shí)驗(yàn)學(xué)生(xuésheng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律第十一頁，共39頁。隨著(suízhe)投擲次數(shù)的增多，2枚硬幣正面朝上的次數(shù)比列最多，約占總數(shù)的3/8；1枚和3枚硬幣朝上的次數(shù)比列略少，分別約占總數(shù)的1/4；全部朝上朝下的次數(shù)最少，各約占1/16。表明：個(gè)別事物的出現(xiàn)(chūxiàn)具有偶然的因素，但大量事物出現(xiàn)(chūxiàn)的機(jī)會(huì)，卻遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。第十二頁，共39頁。氣體(qìtǐ)分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)氣體間的距離較大(jiàodà)，分子間的相互作用力十分微弱，可以認(rèn)為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力作用，每個(gè)分子都可以在空間自由移動(dòng)，一定質(zhì)量的氣體的分子可以充滿整個(gè)容器空間,無一定的形狀和體積。（一）第十三頁，共39頁。（二）分子間的碰撞(pènɡzhuànɡ)頻繁，這些碰撞(pènɡzhuànɡ)及氣體分子與器壁的碰撞(pènɡzhuànɡ)都可看成是完全彈性碰撞(pènɡzhuànɡ)。氣體通過這種碰撞(pènɡzhuànɡ)可傳遞能量，其中任何一個(gè)分子運(yùn)動(dòng)方向和速率大小都是不斷變化的，這就是雜亂無章的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)。第十四頁，共39頁。（三）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(yīncǐ)對大量分子而言，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。第十五頁，共39頁。分子運(yùn)動(dòng)軌跡(guǐjì)無規(guī)律性第十六頁，共39頁。盡管大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，速率有大有小，但是分子的速率卻按一定(yīdìng)規(guī)律分布。氣體溫度(wēndù)的微觀意義第十七頁，共39頁。第十八頁，共39頁。大量(dàliàng)分子速率分布狀態(tài)還與溫度有關(guān)。氧分子速率(sùlǜ)分布圖m/s-1各速率(sùlǜ)間分子百分?jǐn)?shù)T=1000CT=00C第十九頁，共39頁。溫度越高時(shí)，分子(fēnzǐ)的熱運(yùn)動(dòng)越激烈

理想氣體的熱力學(xué)溫度T與分子的平均動(dòng)能成正比，即溫度是分子平均動(dòng)能(dòngnéng)的標(biāo)志第二十頁，共39頁。氣體壓強(qiáng)的微觀(wēiguān)意義氣體壓強(qiáng)(yāqiáng)是大量分子頻繁的碰撞容器壁而產(chǎn)生的。第二十一頁，共39頁。影響(yǐngxiǎng)氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素：(1)氣體分子(fēnzǐ)的平均動(dòng)能,從宏觀上看由氣體的溫度決定。對確定的氣體(qìtǐ)而言，溫度與分子運(yùn)動(dòng)的平均速率有關(guān)，溫度越高，反映氣體(qìtǐ)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率越大。第二十二頁，共39頁。(2)單位體積(tǐjī)內(nèi)的分子數(shù)(分子密度),從宏觀上看由氣體的體積(tǐjī)決定。對確定的一定質(zhì)量的理想氣體而言，分子(fēnzǐ)總數(shù)N是一定的，當(dāng)體積增大時(shí)，分子(fēnzǐ)密度減小。第二十三頁，共39頁。對實(shí)驗(yàn)(shíyàn)定律的微觀解釋解釋(jiěshì)玻意耳定律一定(yīdìng)質(zhì)量的理想氣體，其分子總數(shù)是一個(gè)定值，當(dāng)溫度保持不變時(shí)，則分子的平均速率也保持不變，當(dāng)其體積增大幾倍時(shí)，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)變?yōu)樵瓉淼膸追种?，因此氣體的壓強(qiáng)也減為原來的幾分之一；反之若體積減小為原來的幾分之一，則壓強(qiáng)增大幾倍，即壓強(qiáng)與體積成反比。這就是玻意耳定律。第二十四頁，共39頁。第二十五頁，共39頁。對查理定律進(jìn)行(jìnxíng)微觀解釋一定質(zhì)量(zhìliàng)的氣體的總分子數(shù)是一定的，體積保持不變時(shí)，其單位體積內(nèi)的分子數(shù)也保持不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，其分子運(yùn)動(dòng)的平均速率也增大，則氣體壓強(qiáng)也增大；反之當(dāng)溫度降低時(shí)，氣體壓強(qiáng)也減小。第二十六頁，共39頁。第二十七頁，共39頁。解釋(jiěshì)蓋·呂薩克定律一定質(zhì)量的理想氣體的總分子數(shù)是一定的，要保持壓強(qiáng)不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，全體(quántǐ)分子運(yùn)動(dòng)的平均速率v會(huì)增加，那么單位體積內(nèi)的分子數(shù)一定要減?。ǚ駝t壓強(qiáng)不可能不變），因此氣體體積一定增大；反之當(dāng)溫度降低時(shí)，同理可推出氣體體積一定減小。第二十八頁，共39頁。第二十九頁，共39頁。本章小結(jié)大量(dàliàng)分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律氣體(qìtǐ)分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)氣體壓強(qiáng)(yāqiáng)的微觀意義第三十頁，共39頁。溫度(wēndù)與分子熱運(yùn)動(dòng)之間的聯(lián)系用分子動(dòng)理論解釋(jiěshì)氣體的實(shí)驗(yàn)規(guī)律第三十一頁，共39頁。高考鏈接BD(05廣東)封閉在氣缸內(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(shí)，以下說法正確的是（）A．氣體的密度增大B．氣體的壓強(qiáng)增大C．氣體分子的平均動(dòng)能減小D．每秒撞擊單位面積(miànjī)器壁的氣體分子數(shù)增多第三十二頁，共39頁。點(diǎn)播(diǎnbō)再做出分析(fēnxī)可得由題意可知(kězhī)，V不變T增大第三十三頁，共39頁。(05上海)內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不計(jì)質(zhì)量的活塞封閉壓強(qiáng)為1.0×105Pa、體積為2.0×10－3m3的理想氣體．現(xiàn)在活塞上方緩緩倒上沙子，使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉淼囊话?yībàn)，然后將氣缸移出水槽，緩慢加熱，使氣體溫度變?yōu)?27℃．求氣缸內(nèi)氣體的最終體積。第三十四頁，共39頁。解析(jiěxī)在活塞上方(shànɡfānɡ)倒沙的過程中溫度保持不變P0V0=P1V1①由①式解得

在緩慢加熱(jiārè)到127℃的過程中壓強(qiáng)保持不變由③式解得②③第三十五頁，共39頁。課堂練習(xí)1．對一定質(zhì)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)必增大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(jùlí)變大時(shí),壓強(qiáng)必變小D.當(dāng)分子間的平均距離(jùlí)變大時(shí),壓強(qiáng)必變大B第三十六頁，共39頁。2．對于一定質(zhì)量氣體，如果保持(bǎochí)氣體的體積不變，溫度升高，那么下列說法中正確的()A．氣體的壓強(qiáng)增大 B．單位時(shí)間內(nèi)分子對器壁碰撞的次數(shù)增多C．每個(gè)分子的速率均增大 D．氣體分子的密度增大AB第三十七頁，共39頁。3.對確定的一定質(zhì)量的理想氣體而言，分子(fēnzǐ)總數(shù)N是一定的，當(dāng)時(shí)，分子(fēnzǐ)密度減小.體積(tǐjī)增大4.氣體分子的平均(píngjūn)動(dòng)能,從宏觀上看由氣體的決定.溫度5.試講述分子運(yùn)動(dòng)