氣體熱現(xiàn)象的微觀意義學(xué)案

第八章氣體§氣體熱現(xiàn)象的微觀意義學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道氣體分子運動的特點。2.知道分子沿各個方向運動的機會均等，速率按一定規(guī)律分布，這種規(guī)律是一種統(tǒng)計規(guī)律。3.知道氣體壓強和實驗定律的微觀解釋。4.知道溫度是分子平均動能的標(biāo)志。二、重點難點1.重點：用氣體分子動理論來解釋氣體實驗定律2.難點：氣體壓強的微觀意義三、學(xué)法指導(dǎo)本節(jié)課我們首先要明確氣體狀態(tài)參量與相關(guān)的氣體分子運動的微觀物理量間的關(guān)系著重從氣體分子動理論的觀點認(rèn)識到氣體對容器壁的壓強是大量分子連續(xù)不斷地對器壁碰撞產(chǎn)生的，且由分子的平均速率和分子密度共同決定其大小。我們重點學(xué)習(xí)用氣體分子動理論的觀點來解釋氣體三個實驗定律的方法，需要對微觀粒子復(fù)雜的運動狀態(tài)有豐富的想像力。培養(yǎng)微觀想像能力和邏輯推理能力，并滲透“統(tǒng)計物理”的思維方法，滲透“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的哲學(xué)思維方法。首先把本節(jié)課的內(nèi)容認(rèn)真的看一遍，最后完成本學(xué)案。四、自主學(xué)習(xí)1．氣體分子運動的特點：（1）氣體分子的微觀模型：氣體分子看作沒有相互作用力的質(zhì)點，氣體分子間距（約為分子直徑的倍），分子力?。珊雎裕┧詺怏w沒有一定的和。（2）氣體分子運動的統(tǒng)計規(guī)律：①統(tǒng)計規(guī)律：叫統(tǒng)計規(guī)律②氣體分子沿各個方向運動的機會相等③大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)中間（具有中間速率的分子數(shù)多）兩頭（速率大或小的分子數(shù)目少）的規(guī)律2．氣體壓強的微觀解釋：（1）氣體的壓強是而產(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，從宏觀上看由氣體的決定②單位體積內(nèi)的分子數(shù)，從宏觀上看是氣體的3．理想氣體的內(nèi)能僅由和氣體決定，與無關(guān)。因其分子間相互作用力4．對氣體實驗定律的微觀解釋：（n0為單位體積內(nèi)的分子數(shù)，為分子平均動能）（1）玻意耳定律，m、T一定（k一定）V↑→n0↓→p↓V↓→n0↑→p↑T↑→↑→p↑（2）查理定律，m、V一定（n0一定）T↓→↓→p↓V↑→n0↓→T↑（3）蓋·呂薩克定律m、p一定T↑→↑→V↑五、典型例題例1從微觀領(lǐng)域解釋：一定質(zhì)量的理想氣體，在狀態(tài)發(fā)生變化時，至少有兩個狀態(tài)參量同時發(fā)生變化，而不可能只一個參量發(fā)生變化，其他兩個參量不變。解析：從微觀領(lǐng)域分析，氣體的壓強由氣體的分子密度和氣體分子的平均動能決定。而溫度是平均動能的標(biāo)志。對一定質(zhì)量的理想氣體，若體積變化，分子的密度必然發(fā)生變化，必引起壓強變化；若溫度變化，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。例2對一定質(zhì)量的理想氣體，下列四個論述中正確的是（）當(dāng)分子熱運動變劇烈時，壓強必變大當(dāng)分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變當(dāng)分子間的平均距離變大時，壓強必變小當(dāng)分子間的平均距離變大時，壓強必變大解析：一定質(zhì)量的理想氣體的壓強由溫度和體積決定，從微觀上也可以說是由分子熱運動的劇烈程度和分子間的平均距離共同決定的。在這兩個影響氣體壓強的因素中，若盡知道某一個因素的變化情況，而另一個因素的變化情況不知道，就不能確定氣體壓強的變化情況。故上述四個選項中只有B正確。例3關(guān)于地面附近的大氣壓強，甲說：“這個壓強就是地面每平方米面積的上方整個大氣柱的壓力，它等于該氣柱的重力”；乙說：“這個壓強是由地面附近那些做無規(guī)則運動的空氣分子對每平方米地面的碰撞造成的”；丙說：“這個壓強既與地面上方單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)有關(guān)，又與地面附近的溫度有關(guān)”。你認(rèn)為A只有甲的說法正確B只有乙的說法正確C只有甲的說法正確D三種說法都有道理解析：本題是考察大氣壓產(chǎn)生的原因與容器內(nèi)氣體壓強產(chǎn)生原因的區(qū)別。不要將容器內(nèi)氣體的壓強與大氣壓混為一談。容器內(nèi)氣體壓強，是器壁單位面積上受到大量氣體分子的頻繁碰撞而產(chǎn)生的持續(xù)、均勻的壓力引起的，他既與單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)有關(guān)，又與環(huán)境溫度有關(guān)；而地面附近的大氣壓強是地面每平方米面積的上方整個大氣柱的重力引起的。答案A六．課堂練習(xí)1．下列有關(guān)氣體的壓強的說法中，正確的是（）A、氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強一定增大。B、氣體分子的密度增大，則氣體的壓強一定增大。C、氣體分子的平均動能增大，則氣體的壓強一定增大。D、氣體分子的平均動能增大，氣體的壓強可能減小。2．如圖所示，用導(dǎo)熱的固定隔板把一容器隔成體積相等的甲、乙兩部分。甲、乙中分別有質(zhì)量相等的氮氣和氧氣。在達(dá)到平衡時，它們的溫度相等。若分子勢能可忽略，則甲、乙中（）A．氣體的壓強相等B.氣體的內(nèi)能相等C.氣體分子的平均動能相等.D.氣體分子的平均速率相等.y兩容器中裝有相同質(zhì)量的氦氣,已知x容器中氦氣的溫度高于y中氦氣的溫度,但壓強卻低于y中氦氣的壓強.由此可知()A.x中氦氣分子的平均動能一定大于y中氦氣分子的平均動能.B.x中每個氦分子的動能一定大于y中的每個氦分子的動能.C.x中動能大的氦氣分子數(shù)一定大于y中動能大的氦氣分子數(shù).D.x中氦分子的熱運動一定比y中氦分子的熱運動劇烈.4.對一定量的理想氣體,用p、V、T分別表示氣壓強體積和溫度,則有()A、若T不變,p增大,則分子熱運動的平均動能增大.B、若p不變,V增大,則分子熱運動的平均動能減小.C、若p不變,T增大,則單位體積中的分子數(shù)減少.D、若V不變,p減小,則單位體積中的分子數(shù)減少.5、對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列論述中正確的是（）A、分子熱運動變劇烈時，壓強必變大B、分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變C、分子間的平均距離變大時，壓強必變小D、分子間的平均距離變大時，壓強必變大6、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7、一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)體積保持不變時，其壓強隨溫度升高而增大，用分子運動論來解釋，當(dāng)氣體的溫度升高時，其分子的熱運動加劇，因此(1)(2)，從而導(dǎo)致氣體的壓強增大。8、下列說法正確的是（）A.氣體體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，大量氣體分子中速率的分子數(shù)減少，速率大的分子數(shù)增多，分子平均速率增大D.一定質(zhì)量的氣體，溫度一定，體積減小，分子密度增大9、氣體能充滿它所能達(dá)到的空間是因為氣體分子間_______大，分子間______十分微弱，可以在空間自由移動。10、由氣體分子速率分布的規(guī)律，可知氣體溫度高時也有速率______的分子，溫度低時椰油速率______的分子。參考答案1、D2、根據(jù)溫度的微觀解釋可知C正確。答案：C3、根據(jù)溫度的微觀解釋可知A正確，由分子運動特點可知B錯，C對。答案：ACD4、分子平均動能只與溫度有關(guān)，A錯