2022年高中物理 8.4气体热现象的微观意义导学案新人教版选修3-3

2022年高中物理 8.4气体热现象的微观意义导学案新人教版选修3-3一、气体分子运动的特点和统计规律1大量分子运动的统计规律：单个或少量分子的运动是“个性行为”，具有不确定性(各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性)大量分子运动是“集体行为”，具有规律性即遵守统计规律2气体分子运动的特点(1)气体分子距离大(约为分子直径的 倍)，分子可视为质点；分子力很弱可忽略，气体分子除了 碰撞或者跟 碰撞，不受力而做 运动，因而气体会充满它能达到的整个空间，也就没有一定的体积和形状(2)分子间的碰撞十分频繁，频繁的碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变，造成气体分子做杂乱无章的热运动，在某一时刻，向着 运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目都 。3气体分子速率的分布规律(1)图象：横轴表示 ；纵轴表示 (2)规律：在一定温度下，不管个别分子怎样运动，气体的多数分子的速率都在某个数值附近，表现出“ ”的分布规律(3) 当温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的一方移动，即速率大的分子数目（速率大的分子所占比例）增多，速率小的分子数目减少，分子的平均速率增大，分子的热运动剧烈，定量的分析表明理想气体的热力学温度T与分子的平均动能K成正比，即Tak，因此说，温度是分子平均动能的标志二、气体压强的微观意义1.产生原因：气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁频繁持续的碰撞产生的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力2.从微观角度来看，气体压强的决定因素：气体分子的 ：气体分子密集程度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就 ，气体压强就 气体分子的 ：气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的作用力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就多，累计冲力作用力就大，气体压强就 三、对气体实验定律的微观解释1.玻意耳定律：一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的在这种情况下，体积减小时，分子的 ，气体的压强就 这就是玻意耳定律的微观解释(2)查理定律：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变在这种情况下，温度升高时，分子的 增大，气体的 就增大这就是查理定律的微观解释(3)盖吕萨克定律：一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的 增大只有气体的 同时增大，使分子的 减小，才能保持压强不变这就是盖吕萨克定律的微观解释【课堂互动探究】一、气体分子运动特点及统计规律【问题导思】1大量分子的无规则运动遵循什么样的规律？2大量气体分子的速率分布有什么特点？3温度升高时对气体分子的速率分布有何影响？【例1】如图是氧气分子在不同温度(0 和100 )下的速率分布图，由图可得信息()A同一温度下，氧气分子呈现出“中间多、两头少”的分布规律B随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大C随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增加D随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小二探究气体压强的微观因素【问题导思】1气体的压强是怎样产生的？2从微观上看，气体压强决定于什么因素？3从宏观上看，气体压强决定于什么因素？【说明】1气体压强与大气压强不同,大气压强由重力产生，并且随高度增大而减小2气体压强与分子的密集程度和分子的平均动能有关，而与气体的重力无关【例2】如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装有与容器容积等体积的水，乙中充满空气，试问： (1)两容器各侧壁所受压强的大小关系及压强的大小决定于哪些因素？(容器容积恒定)(2)若让两容器同时做自由落体运动，容器侧壁上所受压强将怎样变化？三、气体实验定律微观解释的应用【例3】如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行纵轴的直线变化到状态B，则它的状态变化过程是()A气体的温度不变B气体的内能增加C气体的分子平均速率减少D气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变【例4】如图所示，是描述一定质量的某种气体的状态变化的VT图线，对图线上的a、b两个状态比较，下列说法不正确的是()A从a到b的状态变化过程是等压变化Ba状态的压强、体积、温度均比b状态要小Ca状态比b状态分子平均动能要小D在相同时间内撞到器壁单位面积上的分子数a比b多【课堂双基达标】()1在一定温度下，某种理想气体分子的速率分布应该是A每个分子速率都相等B每个分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子数目都很少C每个分子速率一般都不相等，但在不同速率范围内，分子数的分布是一样的D若气体温度升高，则气体每个分子的速率都增大()2有关气体压强，下列说法正确的是A气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的B气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力C. 密闭容器中气体的压强是由气体受到的重力产生的D.气体的压强是由气体分子间的相互作用(引力和斥力)产生的3下列说法正确的是A气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大B气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大C气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大D气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小4密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大，从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的_增大了该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如图所示，则T1_(选填“大于”或“小于”)T2. 【课堂小结】【课后巩固提升】()1关于气体分子运动的特点，下列说法正确的是A由于气体分子间距离较大，所以气体很容易被压缩B气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动C由于气体分子间的距离较大，所以气体分子间根本不存在相互作用D气体分子间除相互碰撞外，相互作用很小()2.下列说法中正确的是A. 决定气体压强大小的因素是气体分子密集程度和气体的温度B. 气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小C单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大D气体温度升高时，气体压强可能减小 ()3容积不变的容器内封闭着一定质量的理想气体，当温度升高时A每个气体分子的速率都增大B单位时间内气体分子撞击器壁的次数增多C气体分子对器壁的撞击，在单位面积上每秒钟内的次数增多D单位时间内气体分子撞击器壁的次数减少()4.教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15 ，下午2时的温度为25 ，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的A空气分子密集程度增大B空气分子的平均动能增大C空气分子的速率都增大D空气质量增大()5对一定量的理想气体，用p、V、T分别表示气体压强、体积和温度，则有A若T不变，p增大，则分子热运动的平均动能增大B若p不变，V增大，则分子热运动的平均动能减小C若p不变，T增大，则单位体积中的分子数减少D若V不变，p减小，则单位体积中的分子数减少()6对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则A当体积减小时，N必定增加B当温度升高时，N必定增加C当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化D当体积不变而压强和温度变化时，N可能不变