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1、,第八章 气 体,8.4 气体热现象的微观意义,1.理解气体分子运动的特点及气体分子运动速率的统计分布 规律. 2.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关联系. 3.能用气体分子动理论解释三个气体实验定律,学习目标定位,学习探究区,一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义,二、气体压强的微观意义,三、对气体实验定律的微观解释,一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义,1把4枚硬币投掷10次并记录正面朝上的个数比较个人、小组、大组、全班的数据，你能发现什么规律吗？,问题设计,答案 随着投掷次数增多，2枚硬币正面朝上的次数比例最多，占总
2、数的 ；1枚和3枚正面朝上的次数各占总数的 ，全朝上或全朝下次数最少，各占总数的 .说明大量随机事件的整体会表现出一定的规律性,一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义,2气体分子间的作用力很小，若没有分子力作用，气体分子将处于怎样的自由状态？,答案 无碰撞时气体分子将做直线运动，但由于分子之间的频繁碰撞，使得气体分子的速度大小和方向频繁改变，运动变得杂乱无章,3温度不变时，每个分子的速率都相同吗？,答案 分子在做无规则运动，造成其速率有大有小,要点提炼,1气体分子运动的特点 (1)气体分子之间的距离很大，大约是分子直径的10倍，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子不受力的作用，在空间
3、 (2)分子的运动杂乱无章，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,一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义,自由移动,(3)每个气体分子都在做 的无规则运动 (4)大量气体分子的速率分布呈“ ”的规律,一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义,永不停息,中间多、两头少,一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义,2气体温度的微观意义 (1)温度越高，分子的热运动越 当温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的方向移动，即速率大的分子数目增多，速率小的分子数目减少，分子的平均速率增大，分子的热运动更剧烈 (2)温度是分子 的标志理想气体的热力
4、学温度T与分子的平均动能 成正比，即T,激烈,平均动能,二、气体压强的微观意义,如图1所示，把一颗豆粒拿到台秤上方约10 cm的位置，放手后使它落在秤盘上，观察秤的指针的摆动情况再从相同高度把100粒或更多的豆粒连续地倒在秤盘上，观察指针的摆动情况使这些豆粒从更高的位置落在秤盘上，观察指针的摆动情况用豆粒做气体分子的模型，试说明气体压强产生的机理,问题设计,图1,1气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的 2产生原因：是由于大量气体分子无规则运动碰撞器壁，形成对器壁各处均匀的持续的压力而产生的 3决定因素：气体压强的大小，微观上决定于分子的 和分子的 ，宏观上决定于气体的温度T和体积V.,
5、要点提炼,二、气体压强的微观意义,压力,平均动能,密集程度,三、对气体实验定律的微观解释,问题设计,如何从微观角度来解释气体实验三定律呢？,答案 从决定气体压强的微观因素上来解释，即气体分子的平均动能和气体分子的密集程度,三、对气体实验定律的微观解释,要点提炼,1玻意耳定律的微观解释 一定质量的某种理想气体， 不变，分子的平均动能不变体积减小，分子的密集程度 (填“增大”或“减小”)，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数就增多，气体的压强就 (填“增大”或“减小”),温度,增大,增大,三、对气体实验定律的微观解释,2查理定律的微观解释 一定质量的某种理想气体，体积不变，则分子的密集程度不变，温度
6、升高，分子的平均动能 (填“增大”或“减小”)，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强 (填“增大”或“减小”),增大,增大,三、对气体实验定律的微观解释,3盖吕萨克定律 一定质量的某种理想气体，温度升高，分子的平均动能 (填“增大”或“减小”)，分子撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需使影响压强的另一个因素分子的密集程度减小，所以气体的体积 (填“增大”或“减小”),增大,增大,【例1 】 在一定温度下，某种理想气体的分子速率分布应该是( ) A每个气体分子速率都相等 B每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分 子数目很少 C每个气体分子速率一般都不相等，但在不同速率范围
7、内，分 子数目的分布是均匀的 D每个气体分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分 子数目很多,一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义,典例精析,解析 气体分子做无规则运动，速率大小各不相同，但分子的速率遵循一定的分布规律气体的大多数分子速率在某个数值附近，离这个数值越近，分子数目越多，离这个数值越远，分子数目越少，总体表现出“中间多、两头少”的分布规律,一、气体分子运动的特点和气体温度的微观意义,典例精析,答案 B,二、气体压强的微观意义和对气体实验定律的微观解释,【例2】 有关气体压强，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，
8、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,典例精析,二、气体压强的微观意义和对气体实验定律的微观解释,典例精析,解析 气体的压强在微观上与两个因素有关：一是气体分子的平均动能，二是气体分子的密集程度，密集程度或平均动能增大，都只强调问题的一方面，也就是说，平均动能增大的同时，分子的密集程度可能减小，使得压强可能减小；同理，当分子的密集程度增大时，分子的平均动能也可能减小，气体的压强变化不能确定，故正确答案为D.,答案 D,二、气体压强的微观意义和对气体实验定律的微观解释,【例3】 一定质量的理想气体，在压强不变的条件下
9、，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是( ) A此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变 B此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以 压强保持不变 C此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次 数不变，所以压强保持不变 D以上说法都不对,典例精析,二、气体压强的微观意义和对气体实验定律的微观解释,典例精析,解析 压强与单位时间内碰撞到器壁单位面积的分子数和每个分子的冲击力有关，温度升高，分子与器壁的平均冲击力增大，单位时间内碰撞到器壁单位面积的分子数应减小，压强才可能保持不变,答案 D,自我检测区,1,2,课堂要点小结,3,1.(气体分子的运动特点)下列对
10、气体分子运动的描述正确的是( ) A.气体分子的运动是杂乱无章的没有一定的规律 B.气体分子间除相互碰撞外，几乎无相互作用 C.大量气体分子的运动符合统计规律 D.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,1,2,3,1,2,解析 气体分子间距离很大，相互作用的引力和斥力很弱，能自由运动；气体分子的运动是杂乱无章的，但大量气体分子的运动符合统计规律，故A错，B、C、D正确,答案 BCD,3,2(气体分子速率的分布规律)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
11、f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比下面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( ),1,2,3,1,2,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,3,3(气体压强的微观意义)下列各组物理量中能决定气体的压强的是( ) A分子的平均动能和分子种类 B分子密集程度和分子的平均动能 C分子总数和分子的平均动能 D分子密集程度和分子种类,1,2,3,解析 气体的压强是由大量分子碰撞器壁而产起的，气体分子的密集程度越大(即单位体积内分子数越多)，在单位时间内撞击器壁单位面积的分子数就越多，则气体的压强越大
12、另外气体分子的平均动能越大，分子撞击器壁对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大故决定气体压强的因素是分子密集程度和分子的平均动能，故B项正确,答案 B,1,2,3,课堂要点小结,气 体 热 现 象 的 微 观 意 义,随机性与统计规律,随机事件,统计规律,分子不受力的作用，在空间自由移动,气体分子 运动的特点,分子运动杂乱无章,分子永不停息地运动 温度越高，分子的热运动越激烈,气体压强的微观意义,对气体实验定律的微观解释,课堂要点小结,气 体 热 现 象 的 微 观 意 义,随机性与统计规律,气体分子 运动的特点,大小：气体作用在器壁单位面积上的压力,气体压强的微观意义,对气体实验定律的微观解释,产生原因：大量气体分子碰撞器壁产生压力,决定因素,微观上：分子的平均动能和分子的密集程度,宏观上：温度T和体积V,玻意耳定律,查理定律,盖吕萨克定律,
