《物理 第8章 氣體 第4節(jié) 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 新人教版選修3-3》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理 第8章 氣體 第4節(jié) 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 新人教版選修3-3（44頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、物 理選修選修3-3 人教版人教版第八章氣體氣體第四節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義第四節(jié)氣體熱現(xiàn)象的微觀意義知道氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)知道氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)掌握氣體壓強(qiáng)的微觀意義掌握氣體壓強(qiáng)的微觀意義了解氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋了解氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋1 1課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)2 2課內(nèi)探究課內(nèi)探究3 3素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升4 4課堂達(dá)標(biāo)課堂達(dá)標(biāo)5 5課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè)課課 前前 預(yù)預(yù) 習(xí)習(xí) 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。隨機(jī)性與統(tǒng)計(jì)規(guī)律隨機(jī)性與統(tǒng)計(jì)規(guī)律必然必然不可能不可能
2、可能可能可能可能隨機(jī)事件隨機(jī)事件 1氣體分子運(yùn)動(dòng)的三個(gè)特性：氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)勻速直線勻速直線 雜亂無章雜亂無章 相等相等 中間多、兩頭少中間多、兩頭少 增大增大 越高越高 溫度溫度 1氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因 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_氣體壓強(qiáng)的微觀意義氣體壓強(qiáng)的微觀意義碰撞器壁碰撞器壁平均動(dòng)能平均動(dòng)能密集程度密集程度 1玻意耳定律的微觀解釋 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_增大，氣體的壓強(qiáng)就增大。 2查理定律的微觀解釋 一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時(shí)
3、，分子的_保持不變。在這種情況下，溫度升高時(shí)，分子的_增大，氣體的壓強(qiáng)就增大。 3蓋呂薩克定律的微觀解釋 一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時(shí)，分子的_增大。在這種情況下只有氣體的_同時(shí)增大，使分子的_減小，才能保持壓強(qiáng)不變。對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋平均動(dòng)能平均動(dòng)能密集程度密集程度密集程度密集程度平均動(dòng)能平均動(dòng)能平均動(dòng)能平均動(dòng)能體積體積密集程度密集程度 判一判 (1)大量隨機(jī)事件的整體會(huì)表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。( ) (2)氣體的壓強(qiáng)是由氣體受到重力而產(chǎn)生的。( ) (3)氣體的溫度越高，壓強(qiáng)就一定越大。( ) (4)大氣壓強(qiáng)是由于空氣受重力產(chǎn)生的。( ) (5)氣體分子的速率各不相
4、同，但遵守速率分布規(guī)律，即出現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律。( ) 解析：分子速率分布曲線是正態(tài)分布，一定溫度下氣體分子速率很大和很小的占總分子數(shù)的比率都很少，呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的規(guī)律，只有曲線符合實(shí)際情況。本題易錯(cuò)選B，注意到曲線上速率為零的分子占有總分子數(shù)的比率是某一值，這是不可能的，因?yàn)榉肿釉谧鲇啦煌Ｏ⒌臒o規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)。 想一想 自行車的輪胎沒氣后會(huì)變癟，用打氣筒向里打氣，打進(jìn)去的氣越多，輪胎會(huì)越“硬”。你怎樣用分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來解釋這種現(xiàn)象？(假設(shè)輪胎的容積和氣體的溫度不發(fā)生變化) 答案：輪胎的容積不發(fā)生變化，隨著氣體不斷地打入，輪胎內(nèi)氣體分子的密集程度不斷增大，溫度不變意味著氣體分
5、子的平均動(dòng)能沒有發(fā)生變化，故氣體壓強(qiáng)不斷增大，輪胎會(huì)越來越“硬”。課課 內(nèi)內(nèi) 探探 究究 如圖所示為一定質(zhì)量的氧氣分子在0和100兩種不同情況下的速率分布情況。探究一統(tǒng)計(jì)規(guī)律與氣體分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)探究一統(tǒng)計(jì)規(guī)律與氣體分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) (1)溫度升高，所有分子的運(yùn)動(dòng)速率均變大嗎？ (2)結(jié)合圖象，你能總結(jié)出氣體分子運(yùn)動(dòng)速率的特點(diǎn)嗎？ 提示：(1)不是 (2)個(gè)別分子的運(yùn)動(dòng)情況無法確定，但大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的規(guī)律。 1對(duì)統(tǒng)計(jì)規(guī)律的理解 (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
6、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如何正確理解氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) (1)氣體分子距離大(約為分子直徑的10倍)，分子力非常小(可忽略)，可以自由運(yùn)動(dòng)，所以氣體沒有一定的體積和形狀。 (2)分子間的碰撞十分頻繁，頻繁的碰撞使每個(gè)分子速度的大小和方向頻繁地發(fā)生改變，造成氣體分子做雜亂無章的熱運(yùn)動(dòng)，因此氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)(幾率)相等。 特別提醒：?jiǎn)蝹€(gè)或少量分子的運(yùn)動(dòng)是“個(gè)性行為”，具有不確定性。大量分子運(yùn)動(dòng)是“集體行為”，具有規(guī)律性即遵守統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 如圖1所示，在斯特林循環(huán)的pV圖象中，一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)
7、A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A，整個(gè)過程由兩個(gè)等溫和兩個(gè)等容過程組成，BC的過程中，單位體積中的氣體分子數(shù)目_(選填“增大”、“減小”或“不變”)，狀態(tài)A和狀態(tài)D的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布圖象如圖2所示，則狀態(tài)A對(duì)應(yīng)的是_(選填“”或“”)。不變不變 解題指導(dǎo)：根據(jù)氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)求解。 解析：從BC的過程中，氣體的體積不變，因此單位體積中氣體分子數(shù)目不變，從狀態(tài)D到狀態(tài)A，氣體的體積不變，壓強(qiáng)減小，溫度降低，分子平均動(dòng)能減小，因此A狀態(tài)對(duì)應(yīng)的是。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練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碰撞外，可在空間自由移動(dòng) B分子的頻繁碰撞致使
8、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)。大量分子的運(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對(duì)，D錯(cuò)。 ABC 試用氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)解釋：在炎熱的夏天，打足了氣的汽車輪胎在日光的曝曬下容易脹破。 提示：在日光曝曬下，胎內(nèi)氣體溫度顯著升高，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子的平均動(dòng)能增大，使氣體壓強(qiáng)進(jìn)一步加大，這樣氣體的壓強(qiáng)一旦超過輪胎的承受能力，輪胎便脹破。探究二氣體壓強(qiáng)的微觀意義探究二氣體壓強(qiáng)的微觀意義 1產(chǎn)生原因 單個(gè)分子
9、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。氣體的壓強(qiáng)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(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(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； 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 與溫度有關(guān)：溫度越高，氣體的壓強(qiáng)越大；
10、與體積有關(guān)：體積越小，氣體的壓強(qiáng)越大。 (3)氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)不同 大氣壓強(qiáng)由重力而產(chǎn)生，隨高度增大而減小。 氣體壓強(qiáng)是由大量分子撞擊器壁產(chǎn)生的，大小不隨高度而變化。C 解題指導(dǎo)：解決此類問題的關(guān)鍵是： (1)了解氣體壓強(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)的碰撞產(chǎn)生的。壓強(qiáng)就是大量氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)作用在器壁單位面積上的平均作用力。 (2)明確氣體壓強(qiáng)的決定因素氣體分子的密集程度與平均動(dòng)能。 解析：逐項(xiàng)分析如下：選項(xiàng)選項(xiàng)診斷診斷結(jié)論結(jié)論A對(duì)對(duì)(甲甲)容器壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是由于液體受到重力作用，而容器壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是由于液體受到重力作用，而(乙乙)容器容器壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是分子撞擊器
11、壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是分子撞擊器壁產(chǎn)生的BC液體的壓強(qiáng)液體的壓強(qiáng)pgh，hAhB，可知，可知pApB，而密閉容器中氣體壓強(qiáng)各，而密閉容器中氣體壓強(qiáng)各處均相等，與位置無關(guān)，處均相等，與位置無關(guān)，pCpDD溫度升高時(shí)，溫度升高時(shí)，pA、pB不變，而不變，而pC、pD增大增大探究三氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋探究三氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋 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，如圖所示。 2查理定律 (1)宏觀
12、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，如圖所示。 3蓋呂薩克定律 (1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，溫度升高，體積增大，溫度降低，體積減小。 (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，如圖所示。 (多選)對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)它們的壓強(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
13、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 解題指導(dǎo)：對(duì)于這類定性判斷的問題，可從兩個(gè)途徑進(jìn)行分析：一是從微觀角度分析；二是用理想氣體狀態(tài)方程分析。AD 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，單位體積的分子數(shù)增加。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選項(xiàng)正確，B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3 (北京市海淀區(qū)2018屆高三下學(xué)期期末)一定質(zhì)量的理想氣體，保持溫度不變的情況下壓縮體積，氣體壓強(qiáng)變大。下列說法正確的是
14、( ) A氣體分子平均動(dòng)能增大 B氣體分子平均動(dòng)能減小 C單位體積內(nèi)的分子數(shù)增加 D單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少 解析：溫度不變，氣體分子平均動(dòng)能不變，體積減小，密度增大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增加，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。C素素 養(yǎng)養(yǎng) 提提 升升 1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(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，大小由氣體的密度和溫度決定，與地球的引力無關(guān)，氣體對(duì)上下左右器壁的壓強(qiáng)都是大小相等的。 2大氣壓是由于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。地面大氣壓的值與地球表面
15、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)。密閉容器中氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)的差別密閉容器中氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)的差別 下面關(guān)于氣體壓強(qiáng)的說法正確的是( ) A氣體壓強(qiáng)是由于氣體受到重力而產(chǎn)生的 B失重情況下氣體對(duì)器壁不會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng) C氣體對(duì)容器底的壓強(qiáng)比側(cè)壁壓強(qiáng)大 D氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子不斷地碰撞器壁而產(chǎn)生的 解析：氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子不斷對(duì)容器壁碰撞而產(chǎn)生的，而不是由于氣體本身的重力而產(chǎn)生的，所以A錯(cuò)誤，D正確；在失重情況下氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)不會(huì)受到影響，對(duì)器壁的壓強(qiáng)不會(huì)變化，B錯(cuò)誤；氣體的密度很小，重力的影響可以忽略不計(jì)，所以氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)各處都是相等的，C錯(cuò)誤。D
物理 第8章 氣體 第4節(jié) 氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 新人教版選修3-3
