物理3-3人教版8.4《气体热现象的微观解释》课件6

欢迎进入物理课堂 第四节气体热现象的微观意义 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第四节 课前自主学案 课标定位 学习目标 1 初步了解什么是 统计规律 2 理解气体分子运动的特点 分子沿各个方向运动的机会均等 分子速率按一定规律分布 3 能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义 知道气体的压强 温度 体积与所对应的微观物理量间的相互联系 课标定位 4 能用气体分子动理论解释三个气体实验定律 重点难点 1 气体分子运动的特点及气体压强产生的微观机理 2 对气体实验定律的微观解释 课前自主学案 一 随机性与统计规律1 在一定条件下 若某事件必然出现 这个事件叫做必然事件 若某事件不可能出现 这个事件叫做不可能事件 若在一定条件下某事件可能出现 也可能不出现 这个事件叫做随机事件 2 大量随机事件的整体会表现出一定的规律性 这种规律就是统计规律 二 气体分子运动的特点1 气体分子间的距离比较大 除相互碰撞或跟器壁碰撞外 不受力而做 可以在空间自由移动 所以气体没有一定的体积和形状 2 个别分子的运动是无规则的 具有 性 但大量分子在某一时刻 向任何一个方向运动的分子数目都 在客观上表现为均衡性 匀速直线运动 不确定 相等 三 气体温度的微观意义1 气体分子的速率各不相同 但遵守速率分布规律 即出现 的分布规律 当温度升高时 速率大的分子增多 速率小的分子减少 分子的平均速率增大 平均动能将增大 中间多 两头少 四 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 上的平均作用力 2 气体压强的决定因素 从微观角度来看 一个是气体分子的 一个是分子的 单位面积 平均动能 密集程度 五 对气体实验定律的微观解释用分子动理论可以很好地解释气体的实验定律1 对玻意耳定律的微观解释一定质量的某种理想气体 温度保持不变时 分子的 是一定的 在这种情况下 体积减小时 增大 气体的压强就 平均动能 分子的密集程度 增大 2 对查理定律的微观解释一定质量的某种理想气体 体积保持不变时 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 分子的密集程度 平均动能 压强 3 对盖 吕萨克定律的微观解释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 减小 才能保持压强不变 平均动能 体积 分子的密集程度 核心要点突破 一 统计规律与气体分子运动1 对统计规律的理解 1 个别事物的出现具有偶然因素 但大量事物出现的机会 却遵从一定的统计规律 2 从微观角度看 由于物体是由数量极多的分子组成的 这些分子并没有统一的运动步调 单独来看 各个分子的运动都是不规则的 带有偶然性 但从总体来看 大量分子的运动却有一定的规律 2 如何正确理解气体分子运动的特点 1 气体分子距离大 约为分子直径的10倍 分子力小 可忽略 可以自由运动 所以气体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 因此气体分子沿各个方向运动的机会 几率 相等 3 大量气体分子的速率分布呈现中间多 占有分子数目多 两头少 速率大或小的分子数目少 的规律 特别提醒 单个或少量分子的运动是 个别行为 具有不确定性 大量分子运动是 集体行为 具有规律性即遵守统计规律 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 2010年高考福建卷 1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律 后来有许多实验验证了这一规律 若以横坐标v表示分子速率 纵坐标f v 表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比 下面各幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是 图8 4 1解析 选D 各速率区间的分子数占总分子数的百分比不能为负值 A B错 气体分子速率分布规律是中间多两头少 且分子不停地做无规则运动 速度为零的分子是没有 故C错 D对 二 气体压强的产生原因及决定因素1 产生原因单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的 但是大量分子频繁地碰撞器壁 就对器壁产生持续 均匀的压力 所以从分子动理论的观点看来 气体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 决定气体压强大小的因素 1 微观因素 气体分子的密度 气体分子密度 即单位体积内气体分子的数目 大 在单位时间内 与单位面积器壁碰撞的分子数就多 气体分子的平均动能 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的碰撞 可视作弹性碰撞 给器壁的冲力就大 从另一方面讲 分子的平均速率大 在单位时间里器壁受气体分子撞击的次数就多 累计冲力就大 2 宏观因素 与温度有关 在体积不变的情况下 温度越高 气体分子的平均动能越大 气体的压强越大 与体积有关 在温度不变的情况下 体积越小 气体分子的密度越大 气体的压强越大 3 气体压强与大气压强不同大气压强由重力而产生 并且随高度增大而减小 特别提醒 确定气体压强是否变化 可从微观上的两个因素是否变化确定 也可从宏观上的两个量V T是否变化 用状态方程分析 结论是一致的 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 2011年东莞高二检测 关于密闭容器中气体的压强 下列说法正确的是 A 是由于气体分子相互作用产生的B 是由于气体分子碰撞容器壁产生的C 是由于气体的重力产生的D 气体温度越高 压强就一定越大 解析 选B 气体的压强是由容器内的大量分子撞击器壁产生的 A C错 B对 气体的压强受温度 体积影响 温度升高 若体积变大 压强不一定增大 D错 课堂互动讲练 气体分子永不停息地做无规则运动 同一时刻都有向不同方向运动的分子 速率也有大有小 下表是氧气分别在0 和100 时 同一时刻在不同速率区间内的分子数占总分子数的百分比 由表得出下列结论 A 气体分子的速率大小基本上是均匀分布的 每个速率区间的分子数大致相同B 大多数气体分子的速率处于中间值 少数分子的速率较大或较小C 随着温度升高 气体分子的平均速率增大D 气体分子的平均速率基本上不随温度的变化而变化 思路点拨 个别分子运动有它的不确定性 但大量分子运动遵从一定的统计规律 自主解答 由表格可以看出在0 和100 两种温度下 分子速率在200 700m s之间的分子数的比例较大 由此可得出B正确 再比较0 和100 两种温度下分子速率较大的区间 100 的分子数所占比例较大 而分子速率较小的区间 100 的分子数所占比例较小 故100 的气体分子平均速率高于0 的气体分子平均速率 故C正确 答案 BC 题后反思 表中只是给出了氧气在0 和100 两个温度下的速率分布情况 通过分析比较可得出 1 在一定温度下 气体分子的速率都呈 中间多 两头少 的分布 2 温度越高 速率大的分子所占比例越多 这个规律对任何气体都是适用的 变式训练1下列关于气体分子运动的说法正确的是 A 分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外 可在空间自由移动B 分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动C 分子沿各个方向运动的机会相等D 分子的速率分布毫无规律 解析 选ABC 分子的频繁碰撞使其做杂乱无章的无规则运动 除碰撞外 分子可做匀速直线运动 A B对 大量分子运动遵守统计规律 如分子向各方向运动机会均等 分子速率分布呈 中间多 两头少 的规律 C对 D错 对于一定量的气体 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 当压强不变而体积和温度变化时 N可能不变 思路点拨 压强的大小跟单位时间内对分子器壁的碰撞次数和每一次碰撞的力度有关 精讲精析 气体的体积减小时 压强和温度是怎样变化的并不清楚 不能判断N是必定增加的 A错 同理 温度升高时 气体的体积和压强怎样变化也不清楚 无法判断N的变化 B错 当压强不变而体积和温度变化时 存在两种变化的可能性 一是体积增大时 温度升高 分子的平均动能变大 即分子对器壁碰撞的力度增大 因压强不变 因此对器壁碰撞的频繁度降低 就是N减小 二是体积减小时 温度降低 同理可推知N增大 选项C正确 D错误 答案 C 题后反思 本题考查对压强的微观解释 要清楚影响压强大小的各微观因素 变式训练2对于一定质量的理想气体 下列说法中正确的是 A 温度不变时 压强增大n倍 单位体积内的分子数一定也增大n倍B 体积不变时 压强增大 气体分子热运动的平均速率也一定增大C 压强不变时 若单位体积内的分子数增大 则气体分子热运动的平均速率一定增大D 气体体积增大时 气体分子的内能可能增大 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全