第8章氣體第4節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義導(dǎo)學(xué)案

1、日照實驗高級中學(xué) 2018級物理導(dǎo)學(xué)案編寫：宋明文 審核：李杰斌第8章第4節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義與學(xué)案一、氣體分子運動的特點知識梳理1 .隨機(jī)性與統(tǒng)計規(guī)律（i）隨機(jī)事件：在一定條件下可能出現(xiàn),也可能不出現(xiàn)的事件.（2）統(tǒng)計規(guī)律：大量隨機(jī)事件整體表現(xiàn)出的規(guī)律.2 .氣體分子運動的特點（1）由于氣體分子間的距離比較大，分子間作用力很弱.通常認(rèn)為，氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做勻速直線運動，因而氣體會充滿它能達(dá)到的整個空間.（2）分子的運動雜亂無章，在某一時刻，向著任何一個方向運動的分子都有,而且向各個方向運動的氣體分 子數(shù)目都相等.3 .氣體溫度的微觀意義（1）溫度越高，分子的熱

2、運動越激烈.（2）氣體分子速率呈“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布.當(dāng)溫度升高時，對某一分子在某一時刻它的速率不 送（填“一定”或“不一定”）增加，但大量分子的平均速率一定（填“一定”或“不一定”）增加，而且“中 間多”的分子速率值在增加 （如圖所示）.棄速率區(qū)間的分f數(shù)占2分?jǐn)?shù)的門分比（3）理想氣體的熱力學(xué)溫度 T與分子的平均動能 E k成正比,即：T=a Ek（式中a是比例常數(shù)），這表明， 溫度是分子平均動能的標(biāo)志.典例精析例1 .（多選）對于氣體分子的運動，下列說法正確的是（）A. 一定溫度下某理想氣體的分子的碰撞雖然十分頻繁，但同一時刻，每個分子的速率都相等B . 一定溫度下某理想氣體的分子

3、速率一般不相等，但速率很大和速率很小的分子數(shù)目相對較少C. 一定溫度下某理想氣體的分子做雜亂無章的運動可能會出現(xiàn)某一時刻所有分子都朝同一方向運動的情況D. 一定溫度下某理想氣體，當(dāng)溫度升高時，其中某10個分子的平均動能可能減小練習(xí)1 .如圖，橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱坐標(biāo)f（v）表示各等間隔速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.圖中曲線能正確表示某一溫度下氣體分子麥克斯韋速率分布規(guī)律的是 .（填選項前的字母）A.曲線B.曲線C.曲線D.曲線二、氣體壓強(qiáng)的微觀意義知識梳理1 .氣體壓強(qiáng)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，就對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力.所 以從分子動理論的

4、觀點來看，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 .決定氣體壓強(qiáng)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)大，在單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多，氣體壓強(qiáng)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的碰撞給器 壁的沖力就越大；從另一方面講，分子的平均速率大，在單位時間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就越多， 累計沖力就越大，氣體壓強(qiáng)就越大.(2)宏觀因素與溫度有關(guān)：溫度越高，工體的壓強(qiáng)越大；與體積有關(guān)：體積越小體的壓強(qiáng)越大.3 .大氣壓強(qiáng)的理解大氣壓強(qiáng)可以從宏觀和微觀兩個方面

5、理解：宏觀上，可以看做由大氣的重力引起的；微觀上,可以認(rèn)為是 大氣分子對地面或?qū)δ骋黄矫鏌o規(guī)則的碰撞引起的.典例精析例2.下列說法正確的是()A .氣體對器壁的壓強(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B .氣體對器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子單位時間作用在器壁上的平均作用力C.氣體分子熱運動的平均動能減小，氣體的壓強(qiáng)一定減小D.單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強(qiáng)一定增大練習(xí)2.(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，用分子動理論的觀點分析，這是因為()A .氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大B.單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多C.氣體分子的總數(shù)增加D

6、.氣體分子的密度增大廠I總結(jié)提升Ij氣體壓強(qiáng)問題的解題思路1明確氣體壓強(qiáng)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)的碰撞.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明確氣體壓強(qiáng)的決定因素 一一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(qiáng)的變化，任何單個因素的變化都不能決定壓強(qiáng)是否變化.三、對氣體實驗定律的解釋知識梳理1 .玻意耳定律：一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能是一定的.在這種情況下，體積減小時，分子的密集程度增大,氣體的壓強(qiáng)就增大.2 .查理定律：一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時，分子的密集程度保持不變.在這種情

7、況下，溫 度升高時，分子的平均動能增大,氣體的壓強(qiáng)就增大.3 .蓋一呂薩克定律：一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大. 只有氣體的體積同時增大，使分子的密集程度減小,才能保持壓強(qiáng)不變.典例精析例3.（多選）對一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是（）A.體積不變，壓強(qiáng)增大時，氣體分子的平均動能一定增大B.溫度不變，壓強(qiáng)減小時，氣體的密度一定減小C.壓強(qiáng)不變，溫度降低時，氣體的密度一定減小D.溫度升高，壓強(qiáng)和體積都可能不變練習(xí)3.（多選）對于一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)它的壓強(qiáng)和體積發(fā)生變化時，以下說法正確的是 （）A.壓強(qiáng)和體積都增大時，其分子平均動能不可能不變B.壓強(qiáng)和體積都增大時，其

8、分子平均動能有可能減小C.壓強(qiáng)增大，體積減小時，其分子平均動能一定不變D.壓強(qiáng)減小，體積增大時，其分子平均動能可能增大10課堂自測練習(xí)1 .（氣體分子運動的特點）1859年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來有許多實驗驗證了這一規(guī)律.若以橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱坐標(biāo)f（v）表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.如圖所示的四幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是（）ABCD2 .（氣體壓強(qiáng)的微觀解釋）（多選）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, 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.氣體分子的平均動能減小D.每秒撞

9、擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多3.（氣體實驗定律的微觀解釋）對于一定質(zhì)量的某種理想氣體，若用N表示單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)，則（）A .當(dāng)體積減小時，N必定增加B.當(dāng)溫度升高時，N必定增加C.當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時，N必定變化D.當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變化時，N可能不變4.（氣體實驗定律的微觀解釋）（多選）如圖所示，c、d表示一定質(zhì)量的某種氣體的兩個狀態(tài)，則關(guān)于c、d兩狀態(tài)的下列說法中正確的是 （）PA .壓強(qiáng) pd>pcB.溫度 Td<TcyC.體積 Vd>VcTD. d狀態(tài)時分子運動劇烈，分子密度大第8章第4節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義課后提升練習(xí)題組一氣體分

10、子運動的特點1 .（多選）關(guān)于氣體分子，下列說法中正確的是（）A.由于氣體分子間的距離很大，氣體分子可以視為質(zhì)點B.氣體分子除了碰撞以外，可以自由地運動C.氣體分子之間存在相互斥力，所以氣體對容器壁有壓強(qiáng)D.在常溫常壓下，氣體分子的相互作用力可以忽略圖中f（v）表示v處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)2 .某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示,百分率，所對應(yīng)的溫度分別為、丁口、Tj貝心A. >Tn >TrnB. Trn>Tn>TiC. Tn >TI , Tn>TrnD. Ti = Tn =Trn3 .下列關(guān)于氣體分子運動的特點，正確的說法是（A.氣體分子

11、運動的平均速率與溫度有關(guān)B.當(dāng)溫度升高時，氣體分子的速率分布不再是“中間多,兩頭少”C.氣體分子的運動速率可由牛頓運動定律求得D.氣體分子的平均速度隨溫度升高而增大4 .（多選）如圖所示為一定質(zhì)量的氧氣分子在 斷以下說法中正確的是（）100 C兩種不同情況下的速率分布情況，由圖可以判A.溫度升高，所有分子的運動速率均變大B.溫度越高，分子的平均速率越小C. 0 C和100 C時氧氣分子的速率都呈現(xiàn)“中間多,特點D. 100 c的氧氣與0 C的氧氣相比，速率大的分子所占的比例較大 題組二壓強(qiáng)的微觀解釋兩頭少”的分布fill Ao v - ia 厘削臉 t寸的速率分布用空5 .在一定溫度下，當(dāng)一定

12、質(zhì)量氣體的體積增大時，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，單位時間內(nèi)對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，分子對器壁的吸引力變小C.每個分子對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6 .下面關(guān)于氣體壓強(qiáng)的說法正確的是（）氣體對器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于作氣體對器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)是由于大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的用在器壁單位面積上的平均作用力從微觀角度看，氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體分子的平均動能和分子密集程度有關(guān) 從宏觀角度看，氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體的溫度和體積有關(guān)A.只有對B.只有對C.只有對D.都對題組三對氣體實驗定律的解釋7 . 一房

13、間內(nèi)，上午 10時的溫度為15 C,下午2時的溫度為25 C,假設(shè)大氣壓強(qiáng)無變化，則下午 2時 與上午10時相比較，房間內(nèi)的（）A.空氣密度增大8 .空氣分子的平均動能增大C.空氣分子的速率都增大D.空氣質(zhì)量增大8.（多選）一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的條件下，體積增大，則 （）A.氣體分子的平均動能增大8 .氣體分子的平均動能減小C.氣體分子的平均動能不變D,分子密度減小，平均速率增大9 .（多選）根據(jù)分子動理論，下列關(guān)于氣體的說法中正確的是（）A.氣體的溫度越高，氣體分子無規(guī)則運動越劇烈B.氣體的壓強(qiáng)越大，氣體分子的平均動能越大C.氣體分子的平均動能越大，氣體的溫度越高D.氣體的體積越大

14、，氣體分子之間的相互作用力越大題組四綜合應(yīng)用10 .（多選）對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是 （）A.溫度升高，氣體中每個分子的動能都增大B.在任一溫度下，氣體分子的速率分布呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律C.從微觀角度看，氣體的壓強(qiáng)取決于氣體分子的平均動能和分子的密集程度D.溫度不變時，氣體的體積減小，壓強(qiáng)一定增大E.氣體的壓強(qiáng)由分子密度、分子平均動能、重力共同決定11 .一定質(zhì)量的某種理想氣體的壓強(qiáng)為p,熱力學(xué)溫度為 單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)為n,則（）A. p增大，n 一定增大B. T減小，n 一定增大C.T增大時，n 一定增大D；增大時，n 一定減小12. 一定質(zhì)量的理想氣體由狀

15、態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C,其中A-B過程為等壓變化，B-C過程為等容變化.已知 Va=0.3 m3, Ta= Tc=300 K, Tb=400 K.（1）求氣體在狀態(tài) B時的體積.（2）說明B-C過程壓強(qiáng)變化的微觀原因.第8章第4節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義導(dǎo)學(xué)案答案典例精析例1答案 BD解析 一定溫度下某理想氣體分子碰撞十分頻繁，單個分子運動雜亂無章，速率不等，但大量分子的運動遵從統(tǒng)計規(guī)律，速率大和速率小的分子數(shù)目相對較少，向各個方向運動的分子數(shù)目相等，A、C錯，B對；溫度升高時，大量分子平均動能增大，但個別或少量（如10個）分子的平均動能有可能減小，D對.練習(xí)1答案 D 解析 據(jù)分子運動特點和速率

16、分布可知A、B、C錯誤，D正確.例2答案 A解析 氣體壓強(qiáng)為氣體分子對器壁單位面積的撞擊力，故A正確；平均作用力不是壓強(qiáng)，B錯誤；氣體壓強(qiáng)的大小與氣體分子的平均動能和氣體分子密集程度有關(guān)，故C、D錯.練習(xí)2答案 BD 解析 理想氣體經(jīng)等溫壓縮，壓強(qiáng)增大，體積減小，分子密度增大，則單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到 氣體分子的碰撞次數(shù)增多，但氣體分子每次碰撞器壁的沖力不變，故B、D正確，A、C錯誤.例3答案 AB 解析 根據(jù)氣體壓強(qiáng)、體積、溫度的關(guān)系可知，體積不變，壓強(qiáng)增大時，溫度升高，氣體分子的平均動能 一定增大，選項 A正確；溫度不變，壓強(qiáng)減小時，氣體體積增大，氣體的密度減小.選項 B正確；壓強(qiáng)不

17、 變，溫度降低時，體積減小，氣體密度增大.選項C錯誤；溫度升高，壓強(qiáng)、體積中至少有一個發(fā)生改變.選項D錯誤.綜上所述，正確答案為 A、B. 練習(xí)3答案 AD課堂自測練習(xí)1 .答案 D2 .答案 BD解析 由理想氣體狀態(tài)方程 ,=C（常量）可知，當(dāng)體積不變時，早=常量，T升高時，壓強(qiáng)增大，B正確； 由于質(zhì)量不變，體積不變，分子密度不變，而溫度升高，分子的平均動能增加，所以單位時間內(nèi)氣體分子 對容器壁碰撞次數(shù)增多， D正確，A、C錯誤.3 .答案 C解析由于氣體壓強(qiáng)是由大量氣體分子對器壁的碰撞作用產(chǎn)生的，其值與分子密度及分子平均速率有關(guān)； 對于一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)與溫度和體積有關(guān).若壓強(qiáng)不變而溫度

18、和體積發(fā)生變化（即分子密度發(fā)生變化時），N一定變化，故 C正確，D錯誤；若體積減小且溫度也減小，N不一定增加，A錯誤；當(dāng)溫度升高，同時體積增大時，N也不一定增加，故 B錯誤. 4.答案 AB解析 由題中圖象可直觀看出 Pd>pc, Td<Tc, A、B對；c-d,溫度降低，分子平均動能減小，分子運動劇 烈程度減小，體積減小 Vc>Vd,分子密度增大，C、D錯.第8章第4節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義課后提升練習(xí)答案題組一氣體分子運動的特點1 .答案 BD解析 通常情況下，分子間距離較大，相互作用力可以忽略，氣體分子能否視為質(zhì)點應(yīng)視具體問題而定，A錯，D對；氣體分子間除相互碰撞及與器壁

19、的碰撞外，不受任何力的作用，可自由移動，B對；氣體對器壁的壓強(qiáng)是由大量分子碰撞器壁產(chǎn)生，C錯.2 .答案 B解析 曲線下的面積表示分子速率從 0一8所有區(qū)間內(nèi)分子數(shù)的比率之和，顯然其值應(yīng)等于1,當(dāng)溫度升高時，分子的速率普遍增大，所以曲線的高峰向右移動，曲線變寬，但由于曲線下總面積恒等于1,所以曲線的高度相應(yīng)降低，曲線變得平坦.所以，Tm>Tn>Ti.3 .答案 A解析 氣體分子的運動與溫度有關(guān)，溫度升高時，平均速率變大，但仍遵循“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計規(guī)律，A對，B錯；分子運動無規(guī)則，而且牛頓運動定律是宏觀定律，不能用它來求微觀分子的運動速率，C錯；大量分子向各個方向運動的概率相等

20、，所以穩(wěn)定時，平均速度幾乎為零，與溫度無關(guān)，D錯.4 .答案 CD解析 溫度升高，氣體分子的平均動能增大，平均運動速率增大，但有些分子的運動速率可能減小，從圖 中可以看出溫度高時，速率大的分子所占比例較大，A、B錯誤，C、D正確.題組二壓強(qiáng)的微觀解釋5 .答案 A6 .答案 D解析 大量氣體分子對容器壁撞擊產(chǎn)生了壓強(qiáng)，正確；氣體分子的速率不盡相同，因此氣體分子對容器壁的作用力不盡相同，應(yīng)取平均值，正確；氣體壓強(qiáng)與單位時間內(nèi)撞擊容器壁單位面積上的分子數(shù)有關(guān)， 即跟體積有關(guān)；氣體壓強(qiáng)也與分子撞擊容器壁的壓力有關(guān)，即與氣體分子的平均動能有關(guān)，也就是與氣體 的溫度有關(guān)，正確.故選 D項.題組三對氣體實驗定律的解釋7 .答案 B解析 溫度升高，氣體分子的平均動能增大，平均每個分子對器壁的作用力將變大，但氣壓并未改變，可見單位體積內(nèi)的分子數(shù)一定減小，所以有p空減小，m空=p