人教版高二物理選修3-3-8.4氣體熱現(xiàn)象的微觀意義課件(共38張PPT)

1、8.4 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義甲：我很怕坐飛機，我問過專家，每架飛機上 有炸彈的概率是萬分之一萬分之一雖然 很小，但還沒小到可以忽略不計的程度， 所以我以前從來不坐飛機。乙：可是你今天為什么來坐飛機了？甲：我又問過專家，每架飛機上有一顆炸彈的概率是萬分之一， 但每架飛機上同時有兩顆炸彈的概率只有億分之一這已經(jīng) 小到可以忽略不計了。乙：但兩顆炸彈與你坐不坐飛機有什么關(guān)系？甲：當(dāng)然有關(guān)系啦不是說同時有兩顆炸彈的概率很小嗎，我 現(xiàn)在自帶了一顆炸彈，飛機上再有一顆幾乎是不可能的， 所以我才放心地來坐飛機！乙：#￥%&我和你想的一樣，我也帶了一顆！ 笑話一、隨機性與統(tǒng)計規(guī)律1、在一定條件下，若某事件必然出

2、現(xiàn)，這個事件叫做必然事件2、若某件事不可能出現(xiàn)，這個事件叫做不可能事件3、若在一定條件下某事件可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)，這個事件叫做隨機事件隨機事件的出現(xiàn)是不是就沒有統(tǒng)計規(guī)律了呢？擲幣實驗【實驗方法】1、將4枚硬幣握在手中，在桌面上隨意投擲10次。2、記錄每次投擲時正面朝上的硬幣數(shù)。3、統(tǒng)計共10次投擲中有0、1、2、3、4枚硬幣正面朝上的 次數(shù)，并將結(jié)果填入表格中。總共投擲的次數(shù) 4枚硬幣中正面朝上的硬幣枚數(shù)01234我的實驗數(shù)據(jù)10我所在大組的數(shù)據(jù)全班的數(shù)據(jù)統(tǒng)計對象次數(shù)統(tǒng)計項目【實驗?zāi)康摹垦芯侩S機事件的出現(xiàn)是否存在規(guī)律性伽爾頓板統(tǒng)計規(guī)律演示大量的偶然事件服從一定的統(tǒng)計規(guī)律討論:上面的實驗給我

3、們什么啟示?1、個別事件的出現(xiàn)有其偶然性2、大量隨機事件的整體會表現(xiàn)出一定的規(guī)律 -統(tǒng)計規(guī)律你能例舉一些生活中運用統(tǒng)計規(guī)律的實例嗎？ 分子的運動是無規(guī)則的，每個分子的運動都具有不確定性。但物體是由大量分子組成的，因而物體的熱現(xiàn)象的宏觀特性是由大量分子的集體行為決定的。所以看起來無規(guī)則的分子熱運動，也必定是有一定的規(guī)律的統(tǒng)計規(guī)律氣體分子運動的特點1、氣體間的距離較大，分子間相互作用力十分微弱，可認(rèn)為氣體分子在運動過程中，除碰撞的瞬間外，分子之間以及分子和器壁之間都無相互作用力.2、分子之間和分子與器壁之間的碰撞,都是完全彈性碰撞.除碰撞以外,分子的運動是勻速直線運動。4、氣體分子與容器的碰撞十分

4、頻繁，常溫下空氣分子每秒與1cm2的容器壁的碰撞次數(shù)高達(dá)3.591023 次。3.氣體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，但對大量分子而言，在任一時刻向各個方向的運動機會均等。麥克斯韋速率分布函數(shù)1860年麥克斯韋推導(dǎo)出理想氣體的速率分布律。在平衡態(tài)下，當(dāng)氣體分子間的相互作用可以忽略時，分布在任一速率區(qū)間 vv+dv 的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率為：二、麥克斯韋速率分布定律 麥克斯韋速度分布律m：一個分子的質(zhì)量 k：玻耳茲曼常量 T：系統(tǒng)的溫度1859年，麥克斯韋首先用碰撞概率方法導(dǎo)出。麥克斯韋速率分布函數(shù)麥克斯韋速率分布曲線某一溫度下麥克斯韋速率分布曲線1955年，美國

5、哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)家密勒和庫士利用實驗比較精確的驗證了麥克斯韋速率分布律。密勒和庫士實驗 以不同的角速度轉(zhuǎn)動儀器，可使不同速率的汞分子通過而沉淀在屏上，用測微光度計測量屏上的沉淀厚度，從而可得到不同速率區(qū)間的分子數(shù)的相對比值，測量結(jié)果與麥克斯韋速率分布律相當(dāng)精確的吻合?。?）大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布，呈“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，且這個分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時，平均速率會增大。 盡管大量分子做無規(guī)則運動，速率有大有小，但分子的速率卻按一定的規(guī)律分布。二、氣體溫度的微觀意義2.微觀意義：溫度是分子平均動能的標(biāo)志a為比例常數(shù)定量的分析可以得出：理想氣體的熱力學(xué)溫度T與分子的平均

6、動能成正比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，圖中f(v)表示v處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率，所對應(yīng)的溫度分別為 T，T，T，則()A. TTTB. TTTCTT，TTDTTT答案：B三、氣體壓強的微觀意義 密閉容器中的氣體對器壁有壓強，且對各個器壁的壓強相等。氣體壓強究竟是如何產(chǎn)生的呢？二、氣體壓強的微觀意義1產(chǎn)生原因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。氣體的壓強等于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)大，在

7、單位時間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多，氣體壓強就越大；氣體分子的平均動能：氣體的溫度高，氣體分子的平均動能就大，每個氣體分子與器壁的碰撞(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就大；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)就多，累計沖力就大，氣體壓強就越大。三、氣體實驗定律的微觀解釋1玻意耳定律(等溫變化) p1V1=p2V2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，氣體的壓強就越大，如圖所示。2查理定律(等容變化) 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，

8、所以氣體的壓強增大，如圖所示。3蓋呂薩克定律(等壓變化)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，如圖所示。例1、在一定溫度下，某種理想氣體的分子速率分布應(yīng)該是 （ ）A、每個氣體分子速率都相等B、每個氣體分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子數(shù)目很少C、每個氣體分子速率一般都不相等，但在不同速率范圍內(nèi)，分子數(shù)的分布是均勻的D、每個氣體分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子數(shù)目很多B課堂練習(xí)例2.下列關(guān)于氣體的說法中，正確的是（ ）A、由于氣體分子運動的無規(guī)則性，所以密閉容器的器壁在各個

9、方向上的壓強可能會不相等B、氣體的溫度升高時，所有的氣體分子的速率都增大C、一定體積的氣體，氣體分子的平均動能越大，氣體的壓強就越大D、氣體的分子數(shù)越多，氣體的壓強就越大C例3.對于一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體的體積不變，溫度升高，那么下列說法中正確的是 A氣體的壓強增大B單位時間內(nèi)氣體分子對器壁碰撞的次數(shù)增多C每個分子的速率都增大D氣體分子的密度增大AB例4.對于一定量的理想氣體，下列四個論述中正確的是（ ）A當(dāng)分子熱運動變劇烈時，壓強必變大B當(dāng)分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變C當(dāng)分子間的平均距離變大時，壓強必變小D當(dāng)分子間的平均距離變大時，壓強必變大B1、下列說法正確的是 （ ）A、氣體體

10、積就是每個氣體分子體積之和B、氣體壓強的大小，只取決于分子平均速率C、溫度升高，氣體分子中速率小的分子數(shù)減少，速率大的分子數(shù)增多，分子平均速率增大D、一定量的氣體，溫度一定，體積減小，分子密度增大CD練習(xí)：3.對一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是（ ）A壓強增大，體積增大，分子的平均動能一定增大B壓強減小，體積減小，分子的平均動能一定增大C壓強減小，體積增大，分子的平均動能一定增大D壓強增大，體積減小，分子的平均動能一定增大A根據(jù)你的理解談一談氣體壓強與大氣壓強有哪些區(qū)別？答案：氣體壓強特指封閉氣體的壓強，因密閉容器中的氣體密度一般很小，由氣體自身重力產(chǎn)生的壓強極小，可忽略不計，故氣體壓強由

11、氣體分子碰撞器壁產(chǎn)生，大小由氣體的密度和溫度決定，與地球的引力無關(guān)，氣體對上下左右器壁的壓強都是大小相等的。探究應(yīng)用大氣壓卻是由于空氣受到重力作用緊緊包圍地球而對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強。如果沒有地球引力作用，地球表面就沒有大氣，從而也不會有大氣壓。地面大氣壓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。大氣壓強最終還是通過分子碰撞實現(xiàn)對放入其中的物體產(chǎn)生壓強，但最終壓強中氣體的重力占主要因素。 如圖所示，兩個完全相同的圓柱形密閉容器，(甲)中恰好裝滿水，(乙)中充滿空氣，則下列說法中正確的是(容器容積恒定)()A兩容器中器壁的壓強都是由于分子撞擊器壁而產(chǎn)生的B兩容器中器壁的壓強都是由所裝物質(zhì)的重力而產(chǎn)生的對氣體壓強的理解C(甲)容器中pApB，(乙)容器中pCpDD當(dāng)溫度升高時，pA、pB變大，pC、pD也要變大C小結(jié)：一.氣體分子運動的特點1、氣體分子可以在自由移動，從而可以充滿任何容器2、從總體上看氣體分子沿各個方向運動的機會均等，因此對大量分子而言，在任一時刻向