《人教版高中物理选修（3-3）第八章 第5讲《气体热现象的微观意义》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修（3-3）第八章 第5讲《气体热现象的微观意义》ppt课件（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第八章 气 体体 第5讲 气体热现象的微观意义 目标定位 1 初步了解统计规律 2 知道气体分子运动的特点 3 理解气体压强的微观意义 4 能对气体实验定律进行微观解释 并能用微观观点解 释气体状态变化 1 预习导学 梳理 识记 点拨 2 课堂讲义 理解 深化 探究 3对点练习 巩固 应用 反馈 预习导学 梳理 识记 点拨 1 随机事件 在一定条件下 出现 也 不出现的事件 2 统计规律 大量 整体表现出的规律 一 随机性与统计规律 可能可能 随机事件 5 第5讲 气体热现象的微观意义 二 气体分子运动的特点 1 气体的微观结构特点 1 气体分子之间的距离很大 大约是分子直径的 倍 左右 2
2、气体分子间的相互作用力十分微弱 10 6 第5讲 气体热现象的微观意义 2 气体分子运动的特点 对个别分子 在某一时刻速度的大小与方向有 因 大量分子频繁碰撞 对大量分子来说 它们向各个方向运 动的几率是 的 分子速率呈现 当温度升高时 对某一分子在某一时刻它的速率 增加 但大量分子的平均速率 增加 而且 中间多 的分子速率值在增加 如图1所示 偶然性 相等中间多 两头少 不一定 一定 7 第5讲 气体热现象的微观意义 图1 8 第5讲 气体热现象的微观意义 3 气体分子的热运动与温度的关系 1 分子的热运动越激烈 温度越高 正比 温度 9 第5讲 气体热现象的微观意义 三 气体压强的微观意义
3、 1 气体的压强是大量气体分子频繁地对 引起 的 2 影响气体压强的两个因素 1 气体分子的 2 分子的 容器的碰撞 平均动能 密集程度 课堂讲义 理解 深化 探究 一 气体分子运动与统计规律 1 气体分子运动特点的理解 1 气体分子之间的距离很大 大约是分子直径的10倍 因 此除相互碰撞或者跟器壁碰撞外 气体分子不受力而做匀 速直线运动 因而气体会充满它能达到的整个空间 2 分子的运动永不停息 杂乱无章 在某一时刻 向着任 何一个方向运动的分子都有 而且向各个方向运动的气体 分子数目都相等 11 第5讲 气体热现象的微观意义 3 每个气体分子都在做永不停息的运动 常温下大多数 气体分子的速率
4、都达到数百米每秒 在数量级上相当于 子弹的速率 4 温度是分子平均动能的标志 12 第5讲 气体热现象的微观意义 2 统计规律的理解 1 个别事物的出现具有偶然性 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 13 第5讲 气体热现象的微观意义 例1 图2 a 为测量分子速率分布的装置 示意图 圆筒绕其中心匀速转动 侧面开 有狭缝N 内侧贴有记录薄膜 M为正对 狭缝的位置 从原子炉R中射出的银原子 蒸汽穿过屏上S缝后进入
5、狭缝N 在圆筒转动半个周期的时 间内相继到达并沉积在薄膜上 展开的薄膜如图 b 所示 NP和PQ间距相等 则 图2 14 第5讲 气体热现象的微观意义 A 到达M附近的银原子速率较大 B 到达Q附近的银原子速率较大 C 位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率 D 位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率 解析 根据分子速率分布规律 中间多 两头少 的特征 可知 M附近的银原子速率较大 故选项A正确 B错误 PQ区间的分子百分率最大 故选项D错误 C正确 答案 AC 15 第5讲 气体热现象的微观意义 借题发挥 气体分子的运动特点 一是统计规律上看是 大量分子的表现出来
6、的 中间多 两头少 的速率分布 规律 每个分子因频繁的碰撞 速度的大小和方向不断 的改变 二是从温度上看温度是分子平均动能标志 温 度升高使分子的平均速率变大 或说速率大的分子占的 比例增大 速率小的分子占的比例减少 而不是大部分 分子的速率增大了 少数分子的速率减小了 16 第5讲 气体热现象的微观意义 二 正确理解气体压强的微观意义 1 气体压强的产生 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 子动理论的观点来看 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 17 第5讲 气体热现象的微观意义 2 决定气体压强大小
7、的因素 1 微观因素 气体分子的密集程度 气体分子密集程度 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 气体压强就越大 18 第5讲 气体热现象的微观意义 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 内器壁受气体分子撞击的次数就多 累计冲力就大 气 体压强就越大 19 第5讲 气体热现象的微观意义 2 宏观因素 与温度有关 温度越高 气体的压强越大 与体积有关 体积越小 气体的压强越大 3 大气压强的理解 大气压强可以从宏观和微观两个方面理解 宏观上 可
8、 以看作由大气的重力引起的 微观上 可以认为是大气 分子对地面或对某一平面无规则的碰撞引起的 20 第5讲 气体热现象的微观意义 例2 下列说法正确的是 A 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 B 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器 壁上的平均作用力 C 气体分子热运动的平均动能减小 气体的压强一定减小 D 单位体积的气体分子数增加 气体的压强一定增大 21 第5讲 气体热现象的微观意义 解析 气体压强为气体分子对器壁单位面积的撞击力 故A正确 平均作用力不是压强 B错误 气体压强的大小与气体分子的平均动能和气体分子密集 程度有关 故C D错 答案
9、 A 22 第5讲 气体热现象的微观意义 三 三个气体实验定律的微观解释 1 玻意耳定律 1 宏观表现 一定质量的某种理想气体 在温度保持不 变时 体积减小 压强增大 体积增大 压强减小 2 微观解释 温度不变 分子的平均动能不变 体积越小 分子越密集 单位时间内撞到单位面积器壁上的分子 数就越多 气体的压强就越大 23 第5讲 气体热现象的微观意义 2 查理定律 1 宏观表现 一定质量的某种理想气体 在体积保持不 变时 温度升高 压强增大 温度降低 压强减小 2 微观解释 体积不变 则分子密集程度不变 温度升高 分子平均动能增大 分子撞击器壁的作用力变大 所 以气体的压强增大 24 第5讲
10、气体热现象的微观意义 3 盖 吕萨克定律 1 宏观表现 一定质量的某种理想气体 在压强不变时 温度升高 体积增大 温度降低 体积减小 2 微观解释 温度升高 分子平均动能增大 撞击器壁 的作用力变大 而要使压强不变 则需影响压强的另一 个因素分子密度减小 所以气体的体积增大 25 第5讲 气体热现象的微观意义 例3 对一定质量的理想气体 下列说法正确的是 A 体积不变 压强增大时 气体分子的平均动能一定增大 B 温度不变 压强减小时 气体的密度一定减小 C 压强不变 温度降低时 气体的密度一定减小 D 温度升高 压强和体积都可能不变 26 第5讲 气体热现象的微观意义 解析 根据气体压强 体积
11、 温度的关系可知 体积不 变 压强增大时 温度升高 气体分子的平均动能一定 增大 选项A正确 温度不变 压强减小时 气体体积增大 气体的密度减 小 压强不变 温度降低时 体积减小 气体密度增大 温 度升高 压强 体积中至少有一个发生改变 综上所述 正确答案为A B 答案 AB 27 第5讲 气体热现象的微观意义 针对训练 对于一定质量的气体 当它的压强和体积发 生变化时 以下说法正确的是 A 压强和体积都增大时 其分子平均动能不可能不变 B 压强和体积都增大时 其分子平均动能有可能减小 C 压强增大 体积减小时 其分子平均动能一定不变 D 压强减小 体积增大时 其分子平均动能可能增大 AD 对
12、点练习 巩固 应用 反馈 气体分子运动的特点 1 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 如图所示的四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 1 2 3 4 29 第5讲 气体热现象的微观意义 解析 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 没有速度为零的分子 故选D 答案 D 1 2 3 4 30 第5讲 气体热现象的微观意义 2 封闭在汽缸内一定质量的理想气体 如果保持体积不变 当温度升高时 以下说法正确的是 A 气体
13、的密度增大 B 气体的压强增大 C 气体分子的平均动能减小 D 每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 1 2 3 4 气体压强的微观解释 31 第5讲 气体热现象的微观意义 1 2 3 4 由于质量不变 体积不变 分子密度不变 而温度升高 分子的平均动能增加 所以单位时间内气体分子对容 器壁碰撞次数增多 D正确 A C错误 答案 BD 32 第5讲 气体热现象的微观意义 气体实验定律的微观解释 3 对于一定质量的某种理想气体 若用N表示单位时间内 与单位面积器壁碰撞的分子数 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
14、不变而体积和温度变化时 N可能不变 1 2 3 4 33 第5讲 气体热现象的微观意义 解析 由于气体压强是由大量气体分子对器壁的碰撞作用而产 生的 其值与分子密度及分子平均速率有关 对于一定质量的 气体 压强与温度和体积有关 若压强不变而温度和体积发生变 化 即分子密度发生变化时 N一定变化 故C正确 D错误 若体积减小且温度也减小 N不一定增加 A错误 当温度升高 同时体积增大时 N也不一定增加 故B错误 答案 C 1 2 3 4 34 第5讲 气体热现象的微观意义 4 如图3所示 c d表示一定质量的某种气体的两个状态 则关于c d两状态的下列说法中正确的是 A 压强pd pc B 温度TdVc D d状态时分子运动剧烈 分子密度大 1 2 3 4 图3 35 第5讲 气体热现象的微观意义 解析 由题中图象可直观看出pd pc TdVd 分子密度增大 C D错 答案 AB 1 2 3 4
