2018屆高中物理第八章氣體第4節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀解釋課件新人教版.pptx

1、第4節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀解釋,學(xué)習(xí)目標(biāo) 1了解統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其在科學(xué)研究和社會(huì)生活中的作用。 2知道氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，掌握溫度的微觀定義。 3知道氣體壓強(qiáng)的微觀意義和從微觀角度分析氣體的壓強(qiáng)為什么跟氣體的溫度和體積有關(guān)。 4能夠用分子動(dòng)理論解釋氣體的實(shí)驗(yàn)定律,一、隨機(jī)性與統(tǒng)計(jì)規(guī)律氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 氣體溫度的微觀意義 1隨機(jī)性與統(tǒng)計(jì)規(guī)律 (1)必然事件：在一定條件下_出現(xiàn)的事件。 (2)不可能事件：在一定條件下_出現(xiàn)的事件。 (3)隨機(jī)事件：在一定條件下_出現(xiàn)，也_不出現(xiàn)的事件。 (4)統(tǒng)計(jì)規(guī)律：大量的_整體表現(xiàn)出的規(guī)律,必然,不可能,可能,可能,隨機(jī)事件,2氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) (1)自由性：氣體

2、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(rèn)為分子不受力而做_運(yùn)動(dòng)，因而氣體能充滿它能達(dá)到的整個(gè)空間。 (2)隨機(jī)性：分子之間頻繁地發(fā)生碰撞，使每個(gè)分子的速度大小和方向頻繁地改變，分子的運(yùn)動(dòng)_。 (3)規(guī)律性 單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，具有不確定性，但大量分子在某一時(shí)刻，向任何一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)目都_，在宏觀上表現(xiàn)為均衡性,勻速直線,雜亂無章,相等,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)“_”的分布規(guī)律。 自主思考判一判 1(1)氣體分子的運(yùn)動(dòng)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(yùn)

3、動(dòng)符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律。( ) (4)理想氣體沒有分子勢(shì)能。(,中間多、兩頭少,二、氣體壓強(qiáng)的微觀意義 1氣體的壓強(qiáng)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(qiáng)的兩個(gè)因素 (1)氣體分子的_；(2)分子的_。 自主思考判一判 2(1)密封氣體的壓強(qiáng)是由氣體受到重力而產(chǎn)生的。( ) (2)氣體的溫度越高，壓強(qiáng)就一定越大。( ) (3)大氣壓強(qiáng)是由于空氣受重力產(chǎn)生的。(,平均動(dòng)能,密集程度,三、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)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(dòng)能_。體積減小，分子越密集，單位時(shí)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(qiáng)就_。 2查理定律的微觀解釋：體積不變，則分子密度

4、_，溫度升高，分子平均動(dòng)能_，分子撞擊器壁的作用力變大，所以氣體的壓強(qiáng)_。 3蓋呂薩克定律的微觀解釋：溫度升高，分子平均動(dòng)能_，撞擊器壁的作用力變大，而要使壓強(qiáng)不變，則需影響壓強(qiáng)的另一個(gè)因素分子密度減小，所以氣體的體積_,不變,增大,不變,增大,增大,增大,增大,自主思考判一判 3(1)一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，因此壓強(qiáng)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(qiáng)必然減小。( ) (3)一定質(zhì)量的理想氣體，分子平均動(dòng)能增大，分子密集程度增大，壓強(qiáng)必然增大。(,摸一個(gè)充滿了氣的籃球，會(huì)感覺很硬，而摸一個(gè)氣有些癟的籃球，會(huì)感覺很軟。你能

5、從微觀角度解釋這一現(xiàn)象嗎,圖841,提示充滿了氣的籃球，球內(nèi)的氣體分子數(shù)目多，因此對(duì)球壁的壓強(qiáng)大，因而摸起來硬，而癟了的籃球，球內(nèi)分子數(shù)目少，因此壓強(qiáng)小，摸起來發(fā)軟,考點(diǎn)一統(tǒng)計(jì)規(guī)律與氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 1統(tǒng)計(jì)規(guī)律 (1)個(gè)別事件的出現(xiàn)具有偶然因素，但大量事件出現(xiàn)的機(jī)會(huì)，卻遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 (2)從微觀角度看，由于氣體是由數(shù)量極多的分子組成的，這些分子并沒有統(tǒng)一的運(yùn)動(dòng)步調(diào)，單獨(dú)來看，各個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)都是不規(guī)則的，帶有偶然性，但從總體來看，大量分子的運(yùn)動(dòng)卻有一定的規(guī)律,2氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) (1)由于物體是由數(shù)量極多的分子組成的，這些分子并沒有統(tǒng)一的運(yùn)動(dòng)步調(diào)，單獨(dú)來看，各個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)都是不規(guī)則的

6、，具有偶然性，但從總體來看，大量分子的運(yùn)動(dòng)服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 (2)氣體分子之間的距離很大，大約是分子直徑的10倍，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，氣體分子不受力的作用，在空間自由移動(dòng)能達(dá)到容器的任何空間，所以氣體沒有確定的形狀和體積，其體積等于容器的體積,3)分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無章，在某一時(shí)刻，向著任何一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子都有，而且向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目都相等，即氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)(幾率)相等。 (4)每個(gè)氣體分子都在做永不停息的運(yùn)動(dòng)，常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達(dá)到數(shù)百米每秒，在數(shù)量級(jí)上相當(dāng)于子彈的速率。 (5)大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)中間多(占有分子數(shù)目多)兩頭少(速率大

7、或小的分子數(shù)目少)的規(guī)律。 (6)溫度升高時(shí)，所有分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率增大，即大部分分子的速率增大了，但也有少數(shù)分子的速率減小，這也是統(tǒng)計(jì)規(guī)律的體現(xiàn),例1 (多選)根據(jù)氣體分子動(dòng)理論，氣體分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān)，下列表格中的數(shù)據(jù)是研究氧氣分子速率分布規(guī)律而列出的,依據(jù)表格內(nèi)容，以下四位同學(xué)所總結(jié)的規(guī)律正確的是 A不論溫度多高，速率很大和很小的分子總是少數(shù) B溫度變化，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律要改變 C某一溫度下，速率都在某一數(shù)值附近，離開這個(gè)數(shù)值越遠(yuǎn)，分子越少 D溫度增加時(shí)，速率小的分子數(shù)減少了 【解析】溫度變化，表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律是不會(huì)改變的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由氣

8、體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律可知，選項(xiàng)A、C、D描述正確。 【答案】ACD,名師點(diǎn)撥 氣體分子速率的特點(diǎn) (1)在一定溫度下，所有氣體分子的速率都呈“中間多、兩頭少”的分布。 (2)并不是所有分子的速率隨溫度升高都增大,1(多選)下列關(guān)于氣體分子運(yùn)動(dòng)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(dòng) B分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無章的熱運(yùn)動(dòng) C分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)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(yùn)動(dòng)，除碰撞外，分子可做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A、B對(duì)；大量分子運(yùn)動(dòng)遵守統(tǒng)計(jì)規(guī)律，如分子向各方向運(yùn)動(dòng)機(jī)會(huì)均等，分子速率分布呈“中間多，兩頭少”的規(guī)律，C

9、對(duì)，D錯(cuò)。 答案ABC,2(2018江蘇卷)一定量的氧氣貯存在密封容器中，在T1和T2溫度下其分子速率分布的情況見下表。則T1_(選填“大于”“小于”或“等于”)T2。若約10%的氧氣從容器中泄漏，泄漏前容器內(nèi)溫度均為T1，則在泄 漏后的容器中，速率處于400500 m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比_(選填“大于”“小于”或“等于”)18.6,解析根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，溫度為T1時(shí)分子速率較大的區(qū)間所占百分比較大，所以T1大于T2。若約10%的氧氣從容器中泄漏，溫度不變，根據(jù)分子速率分布只與溫度有關(guān)可知，速率處于400500 m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比仍然等于18.6%。

10、答案大于等于,考點(diǎn)二氣體壓強(qiáng)的微觀意義的理解及氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋 1氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因 大量做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的分子對(duì)器壁頻繁、持續(xù)地碰撞產(chǎn)生了氣體的壓強(qiáng)。單個(gè)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，就對(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力。所以從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看，氣體的壓強(qiáng)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氣體壓強(qiáng)的決定因素 (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(shí)間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多，氣體壓強(qiáng)就越大。 氣體分子的平均動(dòng)能：氣體的溫度越高，氣體分子的平均動(dòng)能就越大，每個(gè)氣體分子與器壁碰撞時(shí)給

11、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(shí)間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就越多，累計(jì)沖力就越大，氣體壓強(qiáng)就越大,2)宏觀因素： 與溫度有關(guān)：溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大，其他物理量不變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)就越大。 與體積有關(guān)：體積越小，分子的密集程度越大，其他物理量不變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)就越大。 3氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)的區(qū)別與聯(lián)系 (1)區(qū)別： 氣體壓強(qiáng),因密閉容器的氣體分子的密集程度一般很小，由氣體自身重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)極小，可忽略不計(jì)，故氣體壓強(qiáng)由氣體分子碰撞器壁產(chǎn)生，大小由氣體分子的密集程度和溫度決定，與地球的引力無關(guān)，氣體對(duì)上下左右器壁的壓強(qiáng)大小都是相等的。 大氣壓強(qiáng)。 大氣壓強(qiáng)是由于

12、空氣受到重力作用緊緊包圍地球而對(duì)浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)。如果沒有地球引力作用，地球表面就沒有大氣，從而也不會(huì)有大氣壓強(qiáng)。地面大氣壓強(qiáng)的值與地球表面積的乘積，近似等于地球大氣層所受的重力值，大氣壓強(qiáng)最終還是通過分子碰撞實(shí)現(xiàn)對(duì)放入其中的物體產(chǎn)生壓強(qiáng),2)聯(lián)系： 兩種壓強(qiáng)最終都是通過氣體分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物體而實(shí)現(xiàn)的。 4氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋 從微觀角度解釋氣體實(shí)驗(yàn)定律，要明確宏觀和微觀兩個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，即溫度與分子平均動(dòng)能相對(duì)應(yīng)，體積與分子密集程度相對(duì)應(yīng),對(duì)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(qiáng)變化；若體積不變，溫度變化，則分子平均動(dòng)能發(fā)生變化，那么

13、氣體的壓強(qiáng)必然發(fā)生變化；若氣體的壓強(qiáng)發(fā)生變化，必然是決定氣體壓強(qiáng)的因素發(fā)生變化，即氣體分子密度或氣體分子的平均動(dòng)能發(fā)生變化。所以說氣體狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，不可能只一個(gè)參量發(fā)生變化，其他兩個(gè)參量不變,例2 (多選)如圖842，封閉在汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體，如果保持體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，以下說法正確的是 A氣體的密度增大 B氣體的壓強(qiáng)增大 C氣體分子的平均動(dòng)能減小 D每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多,圖842,答案】BD,名師點(diǎn)撥 氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因及決定因素 (1)氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因大量做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子對(duì)器壁頻繁持續(xù)地碰撞產(chǎn)生的。 (2)氣體壓強(qiáng)的決定因素氣體分子的密集程度與平均動(dòng)能,3在一定溫度下，當(dāng)一定質(zhì)量氣體的體積增大時(shí)，氣體的壓強(qiáng)減小，這是由于 A單位體積內(nèi)的分子數(shù)變少，單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁碰撞的次數(shù)減少 B氣體分子的密集程度變小，分子對(duì)器壁的吸引力變小 C每個(gè)分子對(duì)器壁的平均撞擊力都變小 D氣體分子的密集程度變小，單位體積內(nèi)分子的重量變小,解析溫度不變，一定質(zhì)量氣體分子的平均動(dòng)能、平均速率不變，每次碰撞分子對(duì)器壁的平均作用力不變，但體積增大后，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少，因此單位時(shí)間內(nèi)碰撞次數(shù)減少，氣體的壓強(qiáng)減小，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。 答案A,4(多選)一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，氣體的壓強(qiáng)增大，用分子動(dòng)理