2019_2020學(xué)年高中物理第八章氣體第4節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義學(xué)案新人教版.docx

第4節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義1.知道什么是“統(tǒng)計規(guī)律”2.了解氣體分子運動的特點：分子沿各個方向運動的機會均等，分子速率按一定規(guī)律分布3.能用氣體分子動理論解釋氣體壓強的微觀意義，知道氣體的壓強、溫度、體積與所對應(yīng)的微觀物理量間的相互聯(lián)系4能用氣體分子動理論解釋三個氣體實驗定律一、隨機性與統(tǒng)計規(guī)律氣體分子運動的特點氣體溫度的微觀意義1隨機性與統(tǒng)計規(guī)律(1)必然事件：在一定條件下必然出現(xiàn)的事件(2)不可能事件：在一定條件下不可能出現(xiàn)的事件(3)隨機事件：在一定條件下可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)的事件(4)統(tǒng)計規(guī)律：大量的隨機事件整體表現(xiàn)出的規(guī)律2氣體分子運動的特點(1)自由性：氣體分子距離比較大，分子間的作用力很弱，除相互碰撞或跟器壁碰撞外，可以認為分子不受力而做勻速直線運動，因而氣體能充滿它能達到的整個空間(2)隨機性：分子之間頻繁地發(fā)生碰撞，使每個分子的速度大小和方向頻繁地改變，分子的運動雜亂無章(3)規(guī)律性單個分子的運動是無規(guī)則的，具有不確定性，但大量分子在某一時刻，向任何一個方向運動的分子數(shù)目都相等，在宏觀上表現(xiàn)為均衡性氣體分子的速率各不相同，但遵守速率分布規(guī)律，即出現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律1(1)氣體分子的運動是雜亂無章的，沒有一定的規(guī)律()(2)氣體分子間除相互碰撞外，幾乎無相互作用()(3)大量氣體分子的運動符合統(tǒng)計規(guī)律()(4)理想氣體沒有分子勢能()提示：(1)(2)(3)(4)二、氣體壓強的微觀意義1氣體的壓強是大量氣體分子頻繁地碰撞容器而產(chǎn)生的2影響氣體壓強的兩個因素(1)氣體分子的平均動能；(2)分子的密集程度2(1)密閉氣體的壓強是由氣體受到重力而產(chǎn)生的()(2)氣體的溫度越高，壓強就一定越大()(3)大氣壓強是由于空氣受重力產(chǎn)生的()提示：(1)(2)(3)三、對氣體實驗定律的微觀解釋1玻意耳定律的微觀解釋：溫度不變，分子的平均動能不變體積減小，分子越密集，單位時間內(nèi)撞到單位面積器壁上的分子數(shù)就越多，氣體的壓強就增大2查理定律的微觀解釋：體積不變，則分子密度不變，溫度升高，分子平均動能增大，分子撞擊器壁的作用力變大，所以氣體的壓強增大3蓋呂薩克定律的微觀解釋：溫度升高，分子平均動能增大，撞擊器壁的作用力變大，而要使壓強不變，則需影響壓強的另一個因素分子密度減小，所以氣體的體積增大3(1)一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，分子的平均動能增大，因此壓強必然增大()(2)一定質(zhì)量的理想氣體，體積增大，氣體分子的密集程度變小，壓強必然減小()(3)一定質(zhì)量的理想氣體，分子平均動能增大，分子密集程度增大，壓強必然增大()提示：(1)(2)(3)氣體分子運動的特點和規(guī)律 1氣體分子運動的特點(1)自由性：分子在兩次碰撞之間，可認為不受力，做勻速直線運動(2)無規(guī)則性：分子之間頻繁地碰撞，使每個分子的速度大小和方向頻繁地改變(3)機會均等性：大量分子運動的雜亂無章，使得分子在各個方向運動的機會均等2分子速率分布規(guī)律大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的規(guī)律，當(dāng)溫度升高時，“中間多”這一高峰向速率大的一方移動，分子的平均速率增大，分子的熱運動更劇烈(多選)下列關(guān)于氣體分子運動的說法正確的是()A分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空間自由移動B分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無章的熱運動C分子沿各個方向運動的機會相等D分子的速率分布毫無規(guī)律解析分子的頻繁碰撞使其做雜亂無章的無規(guī)則運動，除碰撞外，分子可做勻速直線運動，A、B對；大量分子的運動遵守統(tǒng)計規(guī)律，如分子向各方向運動機會均等，分子速率分布呈“中間多，兩頭少”的規(guī)律，C對，D錯答案ABC1.(多選)(2018高考全國卷)氧氣分子在0 和100 溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示下列說法正確的是() A圖中兩條曲線下面積相等B圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形C圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100 時的情形D圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目E與0 時相比，100 時氧氣分子速率出現(xiàn)在0400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大解析：選ABC根據(jù)氣體分子單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化曲線的意義可知，題圖中兩條曲線下面積相等，選項A正確；題圖中虛線占百分比較大的分子速率較小，所以對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形，選項B正確；題圖中實線占百分比較大的分子速率較大，分子平均動能較大，根據(jù)溫度是分子平均動能的標(biāo)志，可知實線對應(yīng)于氧氣分子在100 時的情形，選項C正確；根據(jù)分子速率分布圖可知，題圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目占總分子數(shù)的百分比，不能得出任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目，選項D錯誤；由分子速率分布圖可知，與0 時相比，100 時氧氣分子速率出現(xiàn)在0400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小，選項E錯誤對氣體壓強微觀意義的理解 1氣體壓強的產(chǎn)生：單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就會對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力所以從分子動理論的觀點來看，氣體的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力2決定氣體壓強大小的因素(1)微觀因素氣體分子的密集程度：氣體分子密集程度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)越大，在單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多，氣體壓強就越大氣體分子的平均動能：氣體的溫度越高，氣體分子的平均動能就越大，每個氣體分子與器壁碰撞時(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就越大；從另一方面講，分子的平均速率越大，在單位時間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就越多，累積沖力就越大，氣體壓強就越大(2)宏觀因素與溫度有關(guān)：氣體體積不變時，溫度越高，氣體的壓強越大與體積有關(guān)：氣體溫度不變時，體積越小，氣體的壓強越大(多選)對于一定量的稀薄氣體，下列說法中正確的是()A壓強變大時，分子熱運動必然變得劇烈B保持壓強不變時，分子熱運動可能變得劇烈C壓強變大時，分子間的平均距離必然變小D壓強變小時，分子間的平均距離可能變小解題探究(1)影響氣體壓強的宏觀因素是_(2)影響氣體壓強的微觀因素是_解析一定量的稀薄氣體，可以認為是理想氣體氣體的壓強增大可能是由氣體的體積縮小而引起的，不一定是分子的熱運動變得劇烈所致，A錯誤；在氣體的體積增大時，氣體分子的熱運動一定變得劇烈，壓強才會保持不變，B正確；氣體壓強增大可能是由氣體的體積縮小而引起，這樣氣體分子的平均距離會變小，也可能是由于分子的熱運動變得劇烈所致，而氣體的體積不變，這時氣體分子的平均距離不會變小，C錯誤；如果氣體分子的熱運動變得緩慢時，氣體的體積減小一些，即氣體分子的平均距離減小一些，氣體的壓強也可能減小，D正確答案BD氣體壓強的分析技巧(1)明確氣體壓強產(chǎn)生的原因大量做無規(guī)則運動的分子對器壁頻繁、持續(xù)地碰撞壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力 (2)明確氣體壓強的決定因素氣體分子的密集程度與平均動能(3)只有知道了這兩個因素的變化，才能確定壓強的變化，不能根據(jù)任何單個因素的變化確定壓強是否變化. 2.關(guān)于密閉容器中氣體的壓強，下列說法正確的是()A氣體壓強是由于氣體分子相互作用產(chǎn)生的B氣體壓強是由于氣體分子碰撞容器壁產(chǎn)生的C氣體壓強是由于氣體的重力產(chǎn)生的D氣體溫度越高，壓強就一定越大解析：選B氣體的壓強是由容器內(nèi)的大量分子撞擊器壁產(chǎn)生的，A、C錯，B對；氣體的壓強受溫度、體積影響，溫度升高，若體積變大，壓強不一定增大，D錯氣體實驗定律的微觀解釋 從微觀角度解釋氣體實驗定律，要明確宏觀和微觀兩個對應(yīng)關(guān)系，即溫度與分子平均動能相對應(yīng)，體積與分子密集程度相對應(yīng)對一定質(zhì)量的理想氣體，若溫度不變，體積變化，分子密度必然發(fā)生變化，必引起壓強變化；若體積不變，溫度變化，則分子平均動能發(fā)生變化，那么氣體的壓強必然發(fā)生變化；若氣體的壓強發(fā)生變化，必然是決定氣體壓強的因素發(fā)生變化，即氣體分子密度或氣體分子的平均動能發(fā)生變化所以說氣體狀態(tài)發(fā)生變化時，不可能只一個參量發(fā)生變化，其他兩個參量不變(多選)對一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法中正確的是()A體積不變，壓強增大時，氣體分子的平均動能一定增大B溫度不變，壓強減小時，氣體的密度一定減小C壓強不變，溫度降低時，氣體的密度一定減小D溫度升高，壓強和體積可能都不變解析根據(jù)氣體壓強、體積、溫度的關(guān)系可知，體積不變，壓強增大時，氣體的溫度升高，氣體分子的平均動能增大，A正確；溫度不變，壓強減小時，氣體體積增大，氣體的密集程度減小，B正確；壓強不變，溫度降低時，體積減小，氣體的密集程度增大，C錯誤；溫度升高，壓強、體積中至少有一個發(fā)生改變，D錯誤答案AB3.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，氣體的壓強增大，用分子動理論的觀點分析，這是因為()A氣體分子每次碰撞器