(選修3-3)8.4《氣體熱現(xiàn)象的微觀解釋》課件3

4．氣體熱現(xiàn)象的微觀意義一、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)事件二、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1．運(yùn)動(dòng)的自由性：氣體分子之間的距離，大約是分子直徑的

左右，因此除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，氣體分子間可認(rèn)為不受力的作用，在空間內(nèi)自由移動(dòng)．2．運(yùn)動(dòng)的無序性：分子的運(yùn)動(dòng)永不停息，雜亂無章，在某一時(shí)刻，向著

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

．3．運(yùn)動(dòng)的高速性：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．10倍任何一個(gè)方向相等三、氣體溫度的微觀意義1．

，分子的熱運(yùn)動(dòng)

．2．分子速率大小的分布圖線呈“

、

”的規(guī)律3．

是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志．四、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

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

．溫度越高越激烈中間多兩頭少溫度碰撞器壁平均動(dòng)能密集程度五、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋1．玻意耳定律一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的

是一定的．在這種情況下，體積減小時(shí)，分子的密集程度

，氣體的壓強(qiáng)就

．2．查理定律一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時(shí)，分子的

保持不變．在這種情況下，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能

，氣體的壓強(qiáng)就

．平均動(dòng)能增大增大密集程度增大增大3．蓋—呂薩克定律一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能

．只有氣體的體積同時(shí)

，使分子的密集程度

，才能保持壓強(qiáng)不變．增大增大減小一、正確理解氣體壓強(qiáng)的微觀意義1．氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生：?jiǎn)蝹€(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．決定氣體壓強(qiáng)大小的因素(1)微觀因素①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(shí)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；②氣體分子的平均動(dòng)能：氣體的溫度高，氣體分子的平均動(dòng)能就大，每個(gè)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(shí)間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就多，累計(jì)沖力就大，氣體壓強(qiáng)就越大．(2)宏觀因素①與溫度有關(guān)：溫度越高，氣體的壓強(qiáng)越大；②與體積有關(guān)：體積越小，氣體的壓強(qiáng)越大．關(guān)于密閉容器中氣體的壓強(qiáng)，下列說法正確的是(

)A．是由氣體受到的重力產(chǎn)生的B．是由大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的C．壓強(qiáng)的大小只取決于氣體分子數(shù)量的多少D．容器運(yùn)動(dòng)的速度越大，氣體的壓強(qiáng)也越大解析：

氣體的壓強(qiáng)是由于大量分子對(duì)器壁頻繁碰撞造成的，在數(shù)值上就等于在單位面積上氣體分子的平均碰撞作用力．答案：

B二、微觀解釋氣體實(shí)驗(yàn)定律1．玻意耳定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，在溫度保持不變時(shí)，體積減小，壓強(qiáng)增大，體積增大，壓強(qiáng)減小．(2)微觀解釋：溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變．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)就越大．2．查理定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，在體積保持不變時(shí)，溫度升高，壓強(qiáng)增大，溫度降低，壓強(qiáng)減小．(2)微觀解釋：體積不變，則分子密度不變，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，分子撞擊器壁的作用力變大，所以氣體的壓強(qiáng)增大．3．蓋—呂薩克定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，溫度升高，體積增大，溫度降低，體積減?。?2)微觀解釋：溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，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，所以氣體的體積增大．對(duì)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(shí)，以下說法正確的是(

)A．壓強(qiáng)和體積都增大時(shí)，其分子平均動(dòng)能不可能不變B．壓強(qiáng)和體積都增大時(shí)，其分子平均動(dòng)能有可能減小C．壓強(qiáng)增大，體積減小時(shí)，其分子平均動(dòng)能一定不變D．壓強(qiáng)減小，體積增大時(shí)，其分子平均動(dòng)能可能增大解析：質(zhì)量一定的氣體，分子總數(shù)不變，體積增大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少；體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，根據(jù)氣體的壓強(qiáng)與單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均動(dòng)能這兩個(gè)因素的關(guān)系，可判知A、D正確，B、C錯(cuò)誤．答案：

AD對(duì)于氣體分子的運(yùn)動(dòng)，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(shí)刻，每個(gè)分子的速率都相等B．一定溫度下某理想氣體的分子速率一般不等，但速率很大和速率很小的分子數(shù)目相對(duì)較少C．一定溫度下某理想氣體的分子做雜亂無章的運(yùn)動(dòng)可能會(huì)出現(xiàn)某一時(shí)刻所有分子都朝同一方向運(yùn)動(dòng)的情況D．一定溫度下某理想氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，其中某10個(gè)分子的平均動(dòng)能可能減少解析：一定溫度下某理想氣體分子碰撞十分頻繁，單個(gè)分子運(yùn)動(dòng)雜亂無章，速率不等，但大量分子的運(yùn)動(dòng)遵守統(tǒng)計(jì)規(guī)律，速率大和速率小的分子數(shù)目相對(duì)較少，向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)目相等，A、C錯(cuò)，B對(duì)；溫度升高時(shí)，大量分子平均動(dòng)能增大，但對(duì)個(gè)別或少量(如10個(gè))分子的動(dòng)能有可能減少，D對(duì)．答案：

BD【跟蹤發(fā)散】

1－1：(2011·四川卷·14)氣體能夠充滿密閉容器，說明氣體分子除相互碰撞的短暫時(shí)間外(

)A．氣體分子可以做布朗運(yùn)動(dòng)B．氣體分子的動(dòng)能都一樣大C．相互作用力十分微弱，氣體分子可以自由運(yùn)動(dòng)D．相互作用力十分微弱，氣體分子間的距離都一樣大解析：布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮顆粒因受分子作用力不平衡而引起的懸浮顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氣體分子因不斷相互碰撞其動(dòng)能瞬息萬變，因此才引入了分子的平均動(dòng)能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氣體分子不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，其分子間的距離大于10r0，因此氣體分子間除相互碰撞的短暫時(shí)間外，相互作用力十分微弱，分子的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)自由的，可以充滿所能達(dá)到的整個(gè)空間，故選項(xiàng)C正確；氣體分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子間距離不斷變化，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：

C對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列四個(gè)敘述中正確的是(

)A．當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí)，壓強(qiáng)必變大B．當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí)，壓強(qiáng)可以不變C．當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，壓強(qiáng)必變小D．當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，壓強(qiáng)必變大解析：根據(jù)氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因可知：一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)，由氣體分子的平均動(dòng)能和氣體分子的密集程度共同決定．分子平均動(dòng)能越大，單位時(shí)間內(nèi)分子撞擊器壁的次數(shù)越多，氣體壓強(qiáng)越大，A、C、D三個(gè)選項(xiàng)均只給定了其中一個(gè)因素，而另一個(gè)因素不確定．不能判斷壓強(qiáng)是變大還是變小，所以只有B正確．答案：

B【反思總結(jié)】

(1)對(duì)氣體壓強(qiáng)大小決定因素的理解和對(duì)實(shí)際物理過程、物理情境的分析是正確解題的關(guān)鍵．(2)從微觀角度看，氣體的壓強(qiáng)是由氣體分子的平均動(dòng)能和單位體積里氣體分子數(shù)共同決定的，不能單方面作出壓強(qiáng)變化的結(jié)論．【跟蹤發(fā)散】

2－1：一定質(zhì)量的氣體，下列敘述中正確的是(

)A．如果體積減小，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大B．如果壓強(qiáng)增大，氣體分子對(duì)單位面積器壁的壓力一定增大C．如果溫度升高，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大D．如果分子密度增大，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大解析：氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)，是由單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率共同決定的．選項(xiàng)A和D都是單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大，但分子的平均速率如何變化卻不知道；選項(xiàng)C由溫度升高可知分子的平均速率增大，但單位體積內(nèi)的分子數(shù)如何變化未知，所以選項(xiàng)A、C、D都不能選．由氣體分子壓強(qiáng)的產(chǎn)生可知．故正確答案為B.答案：

B一定質(zhì)量的某種理想氣體，在壓強(qiáng)不變的條件下，如果體積增大，則(

)A．氣體分子的平均動(dòng)能增大B．氣體分子的平均動(dòng)能減小C．氣體分子的平均動(dòng)能不變D．條件不足，無法判定氣體分子平均動(dòng)能的變化情況解析：

答案：

A【反思總結(jié)】從微觀角度講，氣體體積增大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少，若壓強(qiáng)不變，則分子的平均動(dòng)能增大，每一次撞擊的平均作用力增大．【跟蹤發(fā)散】

3－1：封閉在汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，下列說法正確的是(

)A．氣體的密度變大B．氣體的壓強(qiáng)增大C．分子的平均動(dòng)能減小D．氣體在單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁單位面積的分子數(shù)增多解析：氣體的質(zhì)量和體積都不發(fā)生變化故密度不變，A項(xiàng)錯(cuò)．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高分子平均動(dòng)能增大，C項(xiàng)錯(cuò)．分子數(shù)不變，體積不變，但分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度加劇了，故單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁的分子數(shù)增多，氣體壓強(qiáng)增大，故B、D正確．答案：

BD

1．大量氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是(

)A．分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空間里自由移動(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：

答案：

ABC選項(xiàng)個(gè)性分析A正確因氣體分子間距離較大，分子力弱到可以忽略，分子除碰撞外不考慮其他作用，故可在空間自由移動(dòng)B正確分子間頻繁的碰撞使分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無章，且向各方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等C正確D錯(cuò)誤氣體分子速率按正態(tài)分布，即“中間多，兩頭少”2．封閉在汽缸內(nèi)的一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體壓強(qiáng)不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，以下說法正確的是(

)A．氣體分子密度增大B．氣體分子的平均動(dòng)能減小C．每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)減少D．每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多答案：

C3．一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度升高，壓強(qiáng)增大的原因是(

)A．溫度升高后，氣體分子的平均速率變大B．溫度升高后，氣體分子的平均動(dòng)能變大C．溫度升高后，分子撞擊器壁的平均作用力增大D．溫度升高后，單位體積內(nèi)的分子數(shù)變大，撞擊到單位面積器壁上的分子數(shù)增多了解析：體積不變，分子密度不變，溫度升高，分子平均速率變大，單位時(shí)間內(nèi)單位器壁面積上所受的分子平均撞擊次數(shù)增多，撞擊力增大，氣體壓強(qiáng)增大，因此，A、B、C正確，D錯(cuò)誤．答案：

ABC4．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A沿平行于縱軸的直線變化到狀態(tài)B，則在此狀態(tài)變化過程中(

)A．氣體的溫度不變B．氣體的內(nèi)能增大C．氣體分子的平均速率減小D．氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)不變解析：由p－V圖象中的AB圖線可知，氣體狀態(tài)由A變到B為等容升壓，根據(jù)查理定律，一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)體積不變時(shí)，壓強(qiáng)跟溫度成正比，故壓強(qiáng)增大，溫度升高，內(nèi)能增大，A錯(cuò)誤，B正確；氣體的溫度升高，氣體分子平均速率增大，故C錯(cuò)誤；氣體壓強(qiáng)增大且溫度升高，則氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)增多，故D錯(cuò)誤．答案：

B5．1859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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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．下面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(

)解析：根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，分子速率較大、較小的分子數(shù)目較少，符合這一特點(diǎn)的圖象是D.答案：

D6．把打氣筒的出氣口堵住，往下壓活塞，越往下壓越費(fèi)力，主要原因是因?yàn)橥聣夯钊麜r(shí)(

)A．空氣分子間的引力變小B．空氣分子間的斥力變大C．空氣與活塞分子間的斥力變大D．單位時(shí)間內(nèi)空氣分子對(duì)活塞碰撞次數(shù)變多解析：氣體分子間距離大于10r0，分子間相互作用力可忽略不計(jì)，故A、B、C錯(cuò)；下壓活塞費(fèi)力，是因一定質(zhì)量的空氣，體積減小，壓強(qiáng)增大，分子密度減小，空氣分子對(duì)活塞在單位時(shí)間內(nèi)的碰撞次數(shù)增多，D正確．答案：

D7.用一導(dǎo)熱的可自由滑動(dòng)的輕隔板把一圓柱形容器分隔成A、B兩部分，如圖所示．A和B中分別封閉有質(zhì)量相等的氮?dú)夂脱鯕猓梢暈槔硐霘怏w，則可知兩部分氣體處于熱平衡時(shí)(

)A．分子的平均動(dòng)能和平均速率都相等B．分子的平均動(dòng)能相等C．分子的平均速率相等D．分子數(shù)相等解析：兩種理想氣體的溫度相同，所以分子的平均動(dòng)能相同，而氣體種類不同，其分子質(zhì)量不同，所以分子的平均速率不同，故B正確，A、C錯(cuò)誤．兩種氣體的質(zhì)量相同，而摩爾質(zhì)量不同，所以分子數(shù)不同，故D錯(cuò)誤．故正確答案為B.答案：

B8.(2011·上海單科，8)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(duì)應(yīng)的溫度分別為TⅠ、TⅡ、TⅢ，則(

)A．TⅠ＞TⅡ＞