《气体热现象的微观意义》导学案.ppt

,第4节气体热现象的微观意义,课时8.4气体热现象的微观意义,1.了解理想气体的模型,并知道实际气体在什么情况下可以看成理想气体。2.能够从气体定律推出理想气体的状态方程。3.掌握理想气体状态方程的内容和表达式,并能应用方程解决实际问题。4.通过由气体的实验定律推出理想气体的状态方程,提高推理能力和抽象思维能力。,1.气体分子运动的特点(1)理想性:通常认为,气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,不受力而做_运动。(2)现实性:分子的运动杂乱无章,在某一时刻,向着_运动的分子都有。(3)规律性:分子间距离大、作用力弱,分子会充满它所能达到的空间,向各个方向运动的分子数_,速率分布表现为_的统计规律。温度越高,分子的热运动越剧烈。(4)温度的微观含义:热力学温度T与分子的平均动能成_,温度是分子平均动能的标志。2.气体压强的微观意义(1)气体的压强是大量气体分子_撞击容器壁而产生的。(2)影响气体的压强的两个因素:_;_。,任何一个方向,分子密集程度,匀速直线运动,机会均等,正比,持续,中间多，两头少,分子平均动能,2.随着温度的升高,所有气体分子运动的速率都增大吗?,1.抛掷一枚硬币时,其正面有时向上,有时向下,抛掷次数较少和次数很多时,会有什么规律?,解答:次数较少时,正面向上或向下完全是偶然的,但次数很多时,正面向上或向下的概率是相等的。,解答:不是。温度升高,有的气体分子运动速率增大,有的气体分子运动速率减小,但所有气体分子的平均速率增大。,3.判断下列说法是否正确。(1)气体的压强是由气体受到的重力产生的。(2)气体的压强是由气体分子间的相互作用(引力和斥力)产生的。(3)气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的。,解答:大量气体分子频繁地碰撞器壁产生气体压强,气体的压强与气体所受重力及分子间的相互作用力无关,故(1)、(2)错误,(3)正确。,主题1:探究气体分子运动的特点问题:阅读课本“气体分子运动的特点”和“气体温度的微观意义”标题下面的内容,完成下列问题。(1)少量分子的运动是杂乱无章的,但大量分子的运动遵从统计规律,你能总结出气体分子运动的特点吗?(2)结合“氧气分子在0和100时的速率分布图象”,讨论如何理解“温度是分子平均动能的标志”。(3)根据你对气体分子运动特点的认识,你能否设想一下气体分子的微观模型是怎样的?,解答:(1)分子沿各个方向运动的机会均等。大量气体分子的速率分布呈现“中间多(占分子数目多)、两头少(速率大或小的分子数目少)”的规律。(2)当温度升高时,分子热运动加剧,同时“中间多”的这一高峰向速率大的一方移动,即大量分子的平均速率增大,分子平均动能增大,所以说温度是分子平均动能的标志。(3)气体分子间距离大(约为分子直径的10倍),分子力小(可忽略),因此气体没有一定的形态和体积,会充满它能达到的整个空间,所以气体分子可以看作没有相互作用力的质点。知识链接:气体分子沿各个方向运动的机会均等。大量气体分子的速率按“中间多、两头少”的统计规律分布。理想气体分子可被看作相互间无作用力的质点。,主题2:气体压强的微观意义问题:阅读课本“气体压强的微观意义”标题下面的内容,完成下列问题。(1)尝试用分子动理论的观点来解释气体压强产生的原因。(2)决定气体压强大小的因素有几个?它们怎样影响气体的压强?,解答:(1)大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生气体的压强,单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁地碰撞器壁,就对器壁产生持续、均匀的压力,所以从分子动理论的观点来看,气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。(2)气体压强由气体分子的密集程度和平均动能决定。气体分子密度大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就多;气体的温度高,气体分子的平均动能就大,每个气体分子给器壁的冲力就大,压强也就越大。所以分子密集程度越大,温度越高,气体的压强就越大。知识链接:气体压强与大气压强不同,大气压强由重力产生,并且随高度增大而减小。,主题3:对气体实验定律的微观解释问题:阅读课本“对气体实验定律的微观解释”标题下面的内容,完成下列问题。(1)尝试从微观角度解释玻意耳定律。(2)尝试从微观角度解释查理定律。(3)尝试从微观角度解释盖吕萨克定律。,解答:(1)一定质量的某种理想气体,温度保持不变时,分子的平均动能是一定的。在这种情况下,体积减小,分子的密集程度增大,气体的压强就增大;体积增大,分子的密集程度减小,气体的压强就减小。这就是玻意耳定律的微观解释。(2)一定质量的某种理想气体,体积保持不变时,分子的密集程度就不变。在这种情况下,温度升高,分子的平均动能增大,气体的压强就增大;温度降低,分子的平均动能减小,气体的压强就减小。这就是查理定律的微观解释。(3)一定质量的某种理想气体,温度升高,分子的平均动能增大,只有体积同时增大,使得分子密集程度减小,才能保持压强不变。这就是盖吕萨克定律的微观解释。知识链接:从微观的角度分析一定质量的理想气体的压强、体积和温度可知,不可能只有一个状态参量发生变化。,BC,1.(考查对气体实验定律的微观解释)一定质量的气体,在等温变化的过程中,下列物理量发生变化的是()。A.分子的平均速率B.单位体积内的分子数C.气体的压强D.分子总数,【解析】气体的质量一定,故气体的分子总数不变;气体发生等温变化,即气体的温度不变,则分子的平均速率不变;气体发生等温变化,则气体的压强和体积必发生变化。由此可知,选项B、C符合题意。【点评】解决此类问题的关键:了解气体压强产生的原因大量做无规则运动的分子对器壁频繁持续地碰撞;明确气体压强的决定因素气体分子的密集程度与平均动能。,AC,2.(考查对气体实验定律的微观解释)充足气的自行车内胎在阳光下暴晒时容易爆裂,与暴晒前相比,爆裂前车胎内气体()。A.内能增加B.密度增大C.压强增大D.分子间引力增大,【解析】爆裂前与暴晒前相比,车内气体温度升高,因体积几乎不变,内能增加的同时压强增大,而密度和分子间引力不变,故正确选项为A、C。【点评】本题要抓住气体发生等容变化,温度与分子运动剧烈程度的关系,要理解并掌握气体热现象的微观解释。,A,3.(考查对气体实验定律的微观解释)一定质量的理想气体,在压强不变的条件下,体积增大,则()。A.气体分子平均动能增大B.气体分子平均动能减小C.气体分子平均动能不变D.条件不够,无法判断分子平均动能,【解析】根据盖吕萨克定律可知,气体压强不变、体积增大时,温度升高,故气体分子的平均动能增大。【点评】本题要抓住气体温度的微观意义和等压变化的规律来解决。从微观角度看,温度是分子平均动能的标志。先由等容变化确定宏观温度的变化,再结合微观意义进行判断。,4.(考查气体分子运动的特点)图示是氧气分子在0和100下的速率分布图线,由图可知()。A.随着温度升高,氧气分子的平均速率变小B.随着温度升高,每一个氧气分子的速率都增大C.随着温度升高,氧气分子中速率小的分子所占比例增大D.同一温度下,氧气分子速率分布呈现“中间多,两头少”的规律,D,【解析】根据图线可以看出,随着温度升高,氧气分子中速率大的分子所占比